Один ген молекулы ДНК кодирует один белок, отвечающий за одну химическую реакцию в клетке.
Открытие химической основы жизни было одним из величайших открытий биологии XIX века, получившим в XX веке немало подтверждений. В природе нет никакой жизненной силы, как нет и существенного различия между материалом, из которого построены живые и неживые системы. Живой организм больше всего похож на крупный химический завод, в котором осуществляется множество химических реакций. На погрузочных платформах поступает сырье и транспортируются готовые продукты. Где-то в канцелярии — возможно, в виде компьютерных программ — хранятся инструкции по управлению всем заводом. Подобным образом в ядре клетки — «руководящем центре» — хранятся инструкции, управляющие химическим бизнесом клетки (см. Клеточная теория).
Эта гипотеза получила успешное развитие во второй половине XX века. Теперь нам понятно, как информация о химических реакциях в клетках передается из поколения в поколение и реализуется для обеспечения жизнедеятельности клетки. Вся информация в клетке хранится в молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — знаменитой двойной спирали, или «скрученной лестницы». Важная рабочая информация хранится на перекладинах этой лестницы, каждая их которых состоит из двух молекул азотистых оснований (см. Кислоты и основания). Эти основания — аденин, гуанин, цитозин и тимин — обычно обозначают буквами А, Г, Ц и Т. Считывая информацию по одной цепи ДНК, вы получите последовательность оснований. Представьте себе эту последовательность как сообщение, написанное с помощью алфавита, в котором всего четыре буквы. Именно это сообщение и определяет поток химических реакций в клетке и, следовательно, особенности организма.
Гены, открытые Грегором Менделем (см. Законы Менделя) — на самом деле не что иное как последовательности пар оснований на молекуле ДНК. А геном человека — совокупность всех его ДНК — содержит приблизительно 30 000–50 000 генов (см. Проект «Геном человека»). У наиболее развитых организмов, в том числе и человека, гены часто бывают разделены фрагментами «бессмысленной», некодирующей ДНК, а у более простых организмов последовательность генов обычно непрерывна. В любом случае, клетка знает, как прочитать содержащуюся в генах информацию. У человека и других высокоразвитых организмов ДНК обвернута вокруг молекулярного остова, вместе с которым она образует хромосому. Вся ДНК человека помещается в 46 хромосомах.
Точно так же, как информацию с жесткого диска, хранящуюся в канцелярии завода, необходимо транслировать на все устройства в цехах завода, информация, хранящаяся в ДНК, должна быть транслирована с помощью клеточного технического обеспечения в химические процессы в «теле» клетки. Основная роль в этой химической трансляции принадлежит молекулам рибонуклеиновой кислоты, РНК. Мысленно разрежьте двуспиральную «лестницу»-ДНК вдоль на две половины, разъединяя «ступеньки», и замените все молекулы тимина (Т) на сходные с ними молекулы урацила (У) — и вы получите молекулу РНК. Когда необходимо транслировать какой-либо ген, специальные клеточные молекулы «расплетают» участок ДНК, содержащий этот ген. Теперь молекулы РНК, в огромном количестве плавающие в клеточной жидкости, могут присоединиться к свободным основаниям молекулы ДНК. В этом случае, так же как и в молекуле ДНК, могут образоваться лишь определенные связи. Например, с цитозином (Ц) молекулы ДНК может связаться только гуанин (Г) молекулы РНК. После того как все основания РНК выстроятся вдоль ДНК, специальные ферменты собирают из них полную молекулу РНК. Сообщение, записанное основаниями РНК, так же относится к исходной молекуле ДНК, как негатив к позитиву. В результате этого процесса информация, содержащаяся в гене ДНК, переписывается на РНК.
Этот класс молекул РНК называется матричными, или информационными РНК (мРНК, или иРНК). Поскольку мРНК намного короче, чем вся ДНК в хромосоме, они могут проникать через ядерные поры в цитоплазму клетки. Так мРНК переносят информацию из ядра («руководящего центра») в «тело» клетки.
В «теле» клетки находятся молекулы РНК двух других классов, и они оба играют ключевую роль в окончательной сборке молекулы белка, кодируемого геном. Одни из них — рибосомные РНК, или рРНК. Они входят в состав клеточной структуры под названием рибосома. Рибосому можно сравнить с конвейером, на котором происходит сборка.
Другие находятся в «теле» клетки и называются транспортные РНК, или тРНК. Эти молекулы устроены так: с одной стороны находятся три азотистых основания, а с другой — участок для присоединения аминокислоты (см. Белки). Эти три основания на молекуле тРНК могут связываться с парными основаниями молекулы мРНК. (Существует 64 молекулы тРНК — четыре в третьей степени — и каждая из них может присоединиться только к одному триплету свободных оснований на мРНК.) Таким образом, процесс сборки белка представляет собой присоединение определенной молекулы тРНК, несущей на себе аминокислоту, к молекуле мРНК. В конце концов, все молекулы тРНК присоединятся к мРНК, и по другую сторону тРНК выстроится цепочка аминокислот, расположенных в определенном порядке.
Последовательность аминокислот — это, как известно, первичная структура белка. Другие ферменты завершают сборку, и конечным продуктом оказывается белок, первичная структура которого определена сообщением, записанным на гене молекулы ДНК. Затем этот белок сворачивается, принимая окончательную форму, и может выступать в роли фермента (см. Катализаторы и ферменты), катализирующего одну химическую реакцию в клетке.
Хотя на ДНК различных живых организмов записаны разные сообщения, все они записаны с использованием одного и того же генетического кода — у всех организмов каждому триплету оснований на ДНК соответствуют одна и та же аминокислота в образовавшемся белке. Это сходство всех живых организмов — наиболее весомое доказательство теории эволюции, поскольку оно подразумевает, что человек и другие живые организмы произошли от одного биохимического предка
Другие работы по теме:
Дарвинизм
материалистическая теория эволюции органического мира, основанная на воззрениях Ч. Дарвина. Дарвинизм доказал реальность эволюции и убедительно объяснил механизм эволюционного процесса. Созданию дарвинизма предшествовали концепции ряда учёных, провозглашавших изменяемость видов (трансформизм), но не сумевших вскрыть причины и механизмы эволюции.
Козлов Алексей Александрович
Козлов Алексей Александрович - философ-персоналист. Признавал существование множества бесконечных духовных субстанций, центральная из которых - Бог. Критиковал гегелевскую диалектику, позитивизм и материализм.
Что такое молекулярная кулинария?
Начало молекулярной кулинарии было положено в 1969 году, когда венгр Николас Курти сделал доклад «Физик на кухне» для научного сообщества Великобритании. Заговорили об этом серьезно гораздо позже – в начале 90-х.
Жак Бенвениста и торжество гомеопатии
Автор гипотезы «памяти воды», французский иммунолог доктор Жак Бенвениста (Jacques Benveniste, 1935–2004) в 1988 году опубликовал взорвавшую научный мир статью, в которой привел свидетельства, подтверждающие гомеопатическую концепцию.
Определение иммуноглобулинов в крови
Концентрацию иммуноглобулинов обычно определяют нефелометрически или турбидиметрически. Однако эти методы недостаточно чувствительны для контроля продукции и секреции иммуноглобулинов В-клетками.
Королевство Миде
Ми́де ([ˈmʲiрʲe], /ˈmiːр/, Mide/Meath, «срединное королевство») — центральная область древней Ирландии, в которой находилась резиденция Верховных королей Ирландии, Тара[1][2].
Биополитика 2
Введение 1 Современная биополитика 2 Устаревшее значение Список литературы Введение Биополитика (англ. biopolitics) — это совокупность приложений наук о жизни (биологии в целом, генетики, экологии, эволюционной теории и др.) в политической сфере. Появление термина отражает возросшее социальное, экономическое и политическое значение наук о жизни, включая биологию[1].
Центральная тюрьма Никосии
Центральная тюрьма Никосии (греч. Κεντρικές Φυλακές Λευκωσίας) — единственное исправительное учреждение на Кипре.[1] Тюрьма находится на западе от городской стены Никосии и к югу от «зелёной зоны», разделяющей город на греческую и турецкую части.
Концепции современного естествознания
1. Какие научные открытия в биологии вывели ее на лидирующее место в современном естествознании? Поясните, в чем суть противоречия, связанного с сопоставлением второго начала термодинамики и теории естественного отбора, и как это противоречие снимается.
Молекулярная масса белков
Белки относятся к высокомолекулярным соединениям, в состав которых входят сотни и даже тысячи аминокислотных остатков, объединенных в макромолекулярную структуру.
ДНК
Молекула ДНК имеет форму двойной спирали, и ее воспроизведение основано на том, что каждая цепь двойной спирали служит матрицей для сборки новых молекул.
Выдающиеся биологи России
Text Graphics Советский биолог, генетик, основоположник современного учения о биологических основах селекции и учения о центрах происхождения культурных растений. Установил древние очаги формообразования культурных растений на территории стран Средиземноморья, Северной Африки, Северной и Южной Америки, собрал крупнейшую в мире коллекцию семян культурных растений.
Фрэнсис Харри Комптон Крик
(8 июня 1916 г. –29 июля 2004 г.) Английский специалист в области молекулярной биологии Фрэнсис Харри Комптон Крик родился в Нортхемптоне и был старшим из двух сыновей Харри Комптона Крика, зажиточного обувного фабриканта, и Анны Элизабет (Вилкинс) Крик. Проведя свое детство в Нортхемптоне, он посещал среднюю классическую школу.
Сохранение биологического разнообразия
Сохранение биологического разнообразия центральная задача биологии сохранения живой природы. По определению, данному Всемирным фондом дикой природы (1989),
Биология 2
Биоло́гия — наука о жизни (живой природе), одна из естественных наук, предметом которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле.
Развития биологии
Биология как наука Термин биология (от греч. биос - жизнь, логос - наука) введен в начале в 1802 независимо Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для обозначения науки о жизни как особом явлении природы. С этого момента можно говорить о биологии как о комплексной науке, хотя ее история восходит к глубокой древности.
Структурные уровни живого 2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Филиал ГОУ ВПО - ВСЕРОССИЙСКОГО ЗАОЧНОГО ФИНАНСОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА в г. Архангельске
ДНК и РНК
Изучение живых клеток и их составных частей. Достижение молекулярной биологии - расшифровка генетического кода и выяснение механизма использования клеткой информации. Генетические механизмы и эволюция. Каталитическая РНК.
Биологические молекулы
Биологические молекулы имеют модульное строение. К числу важных классов биологических молекул относятся белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. Множество других молекул в клетке играют роль «энергетической валюты».
Естествознание - фундаментальная наука
Ознакомление с содержанием, целью (поиск путей практического использования природных ресурсов), предметом и объектом исследования (различные виды материи), историей развития и современными концепциями естествознания как совокупности наук о природе.
Законы наследственности
В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности. Автор этих работ - чешский исследователь Грегор Мендель.
История Биологии
Якутская Городская Национальная Гимназия Сообщение на тему: История Биологии Выполнил: Ученик 10 «б» класса ЯГНГ Борисов Борис Проверила: Якутск, 2011
Биология
Биология — наука о живой природе. Ее название произошло от греческих слов «биос» — жизнь и «логос» — наука.
Белки
Белки — это цепочки аминокислот, выполняющие множество функций, важнейшая из которых — ферментативная, то есть регуляция химических реакций в живых организмах.
Генетический код
Три пары оснований молекулы ДНК кодируют одну аминокислоту в белке.
Фрэнсис Крик
Английский биофизик, удостоенный в 1962 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с Дж.Уотсоном и М.Уилкинсом) за открытие молекулярной структуры ДНК.
Авогадро Амедео
В начале своей научной деятельности Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро ди Кваренья э ди Черрето изучал электрические явления: объяснял поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле, в частности поляризацию диэлектриков.