A molekula ljudskog DNK. Kako genima koji je RNK, nukleotida, sintezu proteina

Svi znamo da je ljudski oblik, neke navike, pa čak i bolesti se nasljeđuju. Sve ove informacije o živom biću kodirani u genima. Pa kako onda ti zloglasni gena izgledaju, kako oni rade i gdje su?

Dakle, nosilac svih gena bilo koje osobe ili životinje je DNK. Ovaj spoj je otkriven 1869. Johann Friedrich Misherom.Himicheski DNK - dezoksiribonukleinske kiseline. Šta to znači? Kako je ova kiselina nosi genetski kod svih živih bića na našoj planeti?

Za početak, mi smatramo da, u kojoj se nalazi DNK. Ljudske ćelije imaju različite organele, koje obavljaju različite funkcije. DNK se nalazi u jezgru. Core - mali organele, koji je okružen specijalna membrana, a na kojoj se nalaze svi genetski materijal - DNK.

Kakva je struktura DNK molekula?

Prije svega, uzeti u obzir ono što je DNK. DNK - veoma dug molekula koja se sastoji od strukturnih elemenata - nukleotida. Postoje 4 vrste nukleotida - su adenin (A), timin (T), guanin (G) i citozin (C). Lanac nukleotida izgleda shematski kako slijedi: GGAATTSTAAG. Ovdje je sekvenca nukleotida i imaju lanac DNK.

Po prvi put u strukturi DNK je odgonetnuo 1953. James Watson i Francis Crick.

U jednom DNK molekula postoje dva lanca nukleotida koji se spiralno uvijeni jedan oko drugog. Kako se te nukleotida lanci se drže zajedno i pospremio u spiralu? Ovaj fenomen je zbog vlasništvo komplementarnosti. Komplementarnost znači nasuprot drugog u dva lanca može biti samo određene nukleotida (komplementarni). Dakle, pred adenin uvijek vrijedi timin i guanin uvijek samo ispred citozin. Dakle, guanin je komplementaran citozin i adenin - sa timinom.Takie parova suočava jedna nasuprot drugoj u različitim lancima se nazivaju komplementarne.

Može se shematski predstavljeni kao slijedi:

D - D
T - A
T - A
C - D

Ovi komplementarni parovi A - C i D - D formirati kemijske veze između nukleotida parova, pri čemu T i U svyazmezhdu jače nego između A i T. Povezanost formirana strogo između komplementarnih baza, i.e. ne formiranje veza između komplementarnih G i A - je nemoguće.

"Pakovanje" DNK DNK lanca postaje kromosom?

Zašto su ovi nukleotida DNK sekvence također su uvijeni jedan oko drugog? Zašto to? Činjenica da je broj nukleotida je ogroman i treba vam dosta prostora za smještaj takvih dugih lanaca. Iz tog razloga, postoji spirala navijanje dvije niti DNK oko druge. Ovaj fenomen se zove spirala. Kao rezultat spirala DNK se skraćuju po 5-6 puta.

Neki od DNK molekula se aktivno koristi u organizmu, dok su drugi se rijetko koriste. Ovi se rijetko koriste, pored spirale DNK molekula je podvrgnut još compact "paket". Ovaj kompaktni paket se zove supercoiling i skraćuje DNK 25-30 puta!

Kako je pakovanje DNK heliksa?

Za supercoiling koristi histona proteina, koji imaju oblik i strukturu bar ili namotaja konca. Na tim "namotaja" - histona proteina rana spiralne DNK. Tako je, dugim navojem postaje vrlo gusto i zauzima vrlo malo prostora.

Ako je potrebno, koristiti određenu DNK molekula je proces "odmotavanje", i.e. je DNK "Unwound" sa "zavojnica" - histona proteina (ako je bio uključen je rana) i Unwound Helix u dva paralelna kola. I kada je molekula DNK u neupredenog državi, onda se može smatrati potrebne genetske informacije. I čitanje genetskih informacija javlja samo sa neupredenog niti DNK!

Supercoiled set hromozoma se zove heterohromatina, i hromozoma koji su dostupni za čitanje - euhromatin.

Koji su geni, što je njihov odnos prema DNK?

Sada pogledajmo što je gene. Poznato je da postoje geni koji određuju krvnu grupu, boju očiju, kose, kože, kao i mnoge druge osobine tijela. Gene - dobro definisan DNK segment koji se sastoji od niza nukleotida nalazi u strogo definiran kombinaciji. Lokacija na vrlo specifičan regiji DNK znači da specifični gen dodijeljeno svoje mjesto, i to mjesto se ne može mijenjati. To je prikladno da donese takvu usporedbu: osoba koja živi u određenoj ulici, u kući i stan, i neovlaštene osobe ne mogu da se presele u drugu kuću ili stan do druge ulice. Određeni broj nukleotida u genu znači da svaki gen ima određeni broj nukleotida i mogu biti više ili manje. Na primjer, gen kodiranje inzulin, sastoji se od 60 parova nukleotidov- gen koji kodira proizvodnju hormona oksitocina - od 370 bp.

Stroga nukleotida sekvenca je jedinstven za svaki gen i strogo definiran. Na primjer, slijed AATTAATA - gen fragment kodiranja za proizvodnju insulina. Kako bi se inzulin koristi je niz, na primjer, adrenalina, koriste različite kombinacije nukleotida. Važno je shvatiti da je samo specifična kombinacija nukleotida kodira određeni "proizvod" (adrenalin, inzulin, itd). Takva je jedinstvena kombinacija određenog broja nukleotida, stoji na "pravo mjesto" - to je gen.

       Osim gena nalazi u lancu DNK, tzv 'nekodirajuće sekvence. " Takvi ne kodiranje-sekvence nukleotida reguliraju gene koji pomažu helix hromozoma označiti početak tačka i kraj gena. Međutim, do danas, uloga većine sekvenci bez kodiranja-ostaje nejasno.

Ono što je kromosom? seks hromozoma

Skup pojedinačnih gena zove se genom. Naravno, čitav genom se ne može staviti u istu DNK. Gen je podijeljena na 46 parova DNK molekula. Jedan par DNK molekula kromosoma. Tako da je ova hromozoma osoba ima 46 komada. Svaki kromosom nosi dobro definiran skup gena, na primjer, 18 hromozoma položio gena koji kodiraju boja t.d.Hromosomy oči i međusobno razlikuju po dužini i obliku. Najčešćih oblika u obliku X ili Y, ali ima i drugih. Osoba ima dva hromozoma istog oblika, koji se nazivaju upareni (parova). Zbog takve razlike u svim para hromozoma su odbrojani - postoje 23 para od njih. To znači da postoji par hromozoma №1, parna №2, №3, itd Svaki gen je odgovoran za određenu funkciju je u istom hromozoma. U modernim smjernicama za specijaliste može ukazivati ​​na lokalizacije gena, na primjer, kako slijedi: 22 kromosoma produžena ruka.

Koje su razlike hromozoma?

Kako drugačije razlikuju hromozomima? Šta se podrazumijeva pod produžena ruka? Uzmite kromosoma X. raskrsnici oblik niti DNK može doći do strogo u sredini (X), a može doći do ne po sredini. Kada se takav prelaz niti DNK nije centralna, u odnosu na tačke prelaza preko jednog kraja dužine, s druge strane, odnosno, za kratko. Takve dugo krajevima zove produžena ruka hromozoma i kratak - odnosno - kratki ruku. Na Y hromozoma oblici veliki dio zauzima produžena ruka i kratko su vrlo male (u shematski ilustracija, nisu ni navedeni).

Veličina opsega hromozoma: hromozoma su najveći pare №1 i №3, najmanji hromozoma par broj 17, №19.

Osim oblika i veličine hromozoma razlikuju u funkcijama koje obavljaju. Od 23 parova, 22 para su somatskih i 1 par - seks. Šta to znači? Somatskih hromozoma utvrđivanje svih vanjskih znakova pojedinca, posebno njena ponašanja, psiho-nasljedne, odnosno sve funkcije i karakteristike svakog pojedinca. Par polnih hromozoma određuje pol osobe: muškarac ili žena. Postoje dvije vrste polnih hromozoma čovjeka - je X (X) i Y (y). Ako su u kombinaciji kao XX (XX) - je žena, a ako XY (x - y) - čovjek ispred nas.

Nasljednih bolesti i oštećenja kromosomskih

Međutim, slučaj "neuspjeh" genoma, onda ljudi identificirali genetske bolesti. Na primjer, kada je 21 par kromosoma umjesto dva postoje tri hromozoma, osoba je rođena s Downovim sindromom.

Postoji mnogo više malih "kvarova" genetskog materijala koji ne dovode do pojave bolesti, već naprotiv, daju dobre osobine. Sve "neuspjeh" genetskog materijala nazivaju se mutacije. Mutacije koje dovode do bolesti ili pogoršanja svojstava organizma, smatra negativnim, i mutacije, što je dovelo do stvaranja novih korisnih osobina, se smatra pozitivnim.

Međutim, s obzirom na većinu bolesti koje ljudi pate danas, a ne naslijedila bolest, već samo predispozicija. Na primjer, otac šećera dijete se polako apsorbira. To ne znači da će dijete roditi sa dijabetesom, ali dijete će imati predispozicije. To znači da, ako će dijete zlostavljaju slatkiša i proizvoda od brašna, onda će se razviti dijabetes.

Do danas, razvili takozvani predikativan medicine. Kao dio medicinske prakse osoba identifikovana predispozicija (na osnovu identifikaciju relevantnih gena), a onda daje preporuke - što dijeta slijediti, kako da se naizmenično rad i za odmor, a ne da se razboli.

Kako čitati informacije kodirane u DNK?

A kako možete pročitati informacije sadržane u DNK? Ona koristi svoj tijelo? sama DNA je neka vrsta matrica, ali nije jednostavno i kodirani. Da biste pročitali informacije iz kalupa DNK, ona se prvo prenosi na poseban nosač - RNK. RNK - ribonukleinske kiseline je hemijski. Ona se razlikuje od DNK da se može proći kroz membranu u jezgru ćelije, a DNA je lišen takvih sposobnosti (to može biti samo u jezgru). Kodirani informacije se koriste u samoj ćeliji. Dakle, RNK - transporter kodirane informacije iz nukleusa u ćeliji.

Kako je sinteza RNA je sintetiziran pomoću RNA protein?

DNK sa kojim želite da "čitati" informacije, opustite se, uklapaju poseban enzim - "Zidar" i sintetizuje paralelni lanac DNK komplementarna lanca RNA. RNK molekula se također sastoji od četiri vrste nukleotida - adenin (A), uracil (U), guanin (G) i citozin (C). Ovdje su sljedeće komplementarni parovi: adenin - uracil, guanin - citozin. Kao što se vidi, za razliku od DNK, RNK se koristi umjesto uracil timina. To je, enzim "graditelj" radi na sljedeći način: ako vidi A u DNK, RNK Strand vezuje za Y, ako r - zatim dodaje C, itd Tako je, s obzirom da se formira svaku aktivnu gen pod transkripcije predloška - kopija RNK je u stanju da prođe kroz membranu jezgra.

Kako sintezu proteina kodiran određeni gen?

Nakon napuštanja jezgro, RNK ulazi u citoplazmi. Već u citoplazmi RNK može biti ugrađen u specifičnim enzimskih sistema matrice (ribozomu) koji može sintetizirati, vođene informacije RNK odgovara aminokiselina sekvence proteina. Poznato je da je molekula proteina se sastoji od aminokiselina. Kao ribozomu je moguće saznati kakav amino kiseline mora biti dodan u lancu rastući protein? To se radi na osnovu trojstvo koda. Trojka kod znači da je slijed od tri nukleotida u lancu RNA (trojka, na primjer, GSU) kodiranje jedne amino kiseline (u ovom slučaju glicin). Svaka aminokiselina kodira određenu triplet. I tako, ribozomu ", navodi" trojke, određuje koji aminokiselina treba dodati sljedeće najmanje čita informacije u RNK. Kada se formira lanac aminokiselina, potrebno je određeni prostorni oblik postaje protein sposoban zanimljiv enzima koji su mu dodijeljeni, izgradnju, hormonalne i druge funkcije.

Proteina za bilo koji živi organizam je proizvod gena. Da protein se određuje sve razna svojstva, kvaliteta i vani manifestacije gena.

Autor: AK Nasedkina