Nu ne-am ocupat accidental de principiul matricei de transfer de informații. Toate celelalte numeroase proprietăți inerente materialului ereditar sunt practic o reflectare a acestei caracteristici principale a materialului genetic.
Este important de reținut faptul că este posibilă transferul informațiilor dintr-un sistem biologic în altul în diverse moduri, de exemplu, prin intermediul undelor electromagnetice, al unui semnal electric etc. În sistemele care funcționează în conformitate cu principiul matricei, informațiile sunt transmise prin sintetizarea pe molecula purtătoare de informații a altor molecule în structura cărora se reproduce această informație. Această reproducere se bazează pe principiul complementarității (a se vedea mai devreme).
Moletele fiice sintetizate sintetizate în acest mod pot fi de trei tipuri: identice din punct de vedere chimic cu moleculele de matrice, legate de ele și complet diferite. Aceleași molecule fiice sunt cele care sunt similare în structura chimică cu o moleculă care a fost o matrice în timpul sintezei. În acest caz, ambele molecule (atât matrice cât și fiică) aparțin aceleiași clase, sau ambele molecule sunt ADN sau ambele molecule - ARN. Dacă ARN este sintetizat pe molecula ADN, atunci ultima este asemănătoare moleculei de matrice ADN. Și, în final, proteinele sintetizate vor fi complet diferite în structura chimică din molecula ADN în care au fost stocate informații despre structura lor. În conformitate cu aceasta, procedeele care asigură sinteza diferitelor tipuri de molecule sunt, de asemenea, împărțite în trei tipuri.
Procesul de replicare ADN la om se desfășoară în nucleul și mitocondriile celulei. În viruși, se efectuează în nucleul celulei gazdă. Replicarea moleculelor de acid nucleic poate fi de două tipuri: replicarea ADN și replicarea ARN (Figura 33). Replicarea ARN este limitată la o gamă restrânsă de virusuri care conțin ARN. Astfel de virusuri includ, de exemplu, tot virusul gripal cunoscut.
2. Transcrierea - transferul de informații dintr-o catenă de ADN într-o componentă ARN aferentă. Acest procedeu este realizat prin sintetizarea unei molecule de ARN pe o matrice de ADN monocatenar. Sinteza tuturor tipurilor de ARN este efectuată în nucleu sau mitocondrii.
3. Traducere - transferul de informații de la ARNm la structura proteinei ca rezultat al sintezei matricei. Sinteza proteinelor se efectuează în citoplasmă, pe EPS și în mitocondrii. Aceste procese oferă trei proprietăți importante ale materialului ereditar - reproducerea informațiilor (replicare), transferul de informații (transcriere) și implementarea informațiilor (difuzare). În orice caz, toate proprietățile enumerate sunt realizate într-un singur mod - prin sintetizarea altor molecule pe moleculele de matrice. O asemenea generalizare a celor trei procese face posibilă împărțirea lor în trei
Fig. 33. Diagrama bloc a tipurilor de replicare a polinucleotidelor.
etape identice. Reacțiile de replicare, transcriere și traducere au loc în trei etape:
1. Inițierea este etapa pregătitoare.
- Elongația este sinteza moleculelor fiice, ARN sau polipeptidă.
- Terminarea - încetarea sintezei.
Trebuie subliniat faptul că materialul ereditar are mai multe proprietăți mai importante, fără de care ființele vii nu ar avea prea multe șanse de supraviețuire. Acestea includ capacitatea structurilor ereditare de a înregistra, stoca și modifica informațiile existente.
Informațiile sunt înregistrate pe baza codului genetic. Un triplet de nucleotide din ADN criptează anumiți aminoacizi, iar secvența lor în ADN determină secvența aminoacizilor din proteină.
Stocarea corectă a informațiilor în ADN este asigurată de procesul de reparație și corecție a replicării. Daunele rezultate din ADN și erorile în codificarea genetică sunt "reparate" de sisteme speciale.
Modificați informațiile. Această proprietate oferă crearea de diferite variante ale genomului de organisme, care deschide oportunități largi de a crea noi variante de adaptare în evoluție. În inima acestei proprietăți există diferite mecanisme - recombinare genetică, mutageneză etc. În mod ciudat, funcționarea optimă a unor programe genetice depinde de rearanjamente specifice (modificări) ale ADN-ului (vezi mai jos). Pe de altă parte, multe rearanjări genomice nu sunt programate. Orice modificare a structurii materialului ereditar poate duce la consecințe imprevizibile și grave.
Rezumând cele de mai sus, enumerăm principalele proprietăți ale materialului ereditar și numim elementele și mecanismele (în paranteze) responsabile pentru implementarea acestora în fenotip.
- Abilitatea de a codifica informațiile (codul genetic).
- Abilitatea de a reproduce informații (replicare).
- Abilitatea de a realiza informații (traducere).
- Capacitatea de a stoca corect informațiile (repararea).
- Abilitatea de a transmite informații (transcriere).
- Abilitatea de a schimba informații (mutație și recombinare genetică).
Trebuie subliniat faptul că procesele care stau la baza implementării proprietăților de mai sus nu funcționează izolat una de alta. In timp ce, în una sau compartimente apropiate (părți) celule, având uneori unul și același substrat și principii similare de punere în aplicare, aceste mecanisme sunt, uneori, nu doar complementare între ele (de exemplu, replicare mecanisme la fel de necesare pentru conservarea și reproducerea informației), dar sunt în strânsă interacțiune. Oprirea oricare dintre acestea imediat va perturba viața normală a organismului.
Luați în considerare cele șase mecanisme de mai sus, în ordinea în care sunt descrise mai sus.
Ministerul Sănătății. Principiul matricei de transfer de informații constă în sinteza unei molecule care transporta informații, o altă moleculă, în structura căreia se reproduce informația. Principalele proprietăți ale materialului ereditar sunt:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: