Нуклеиновые кислоты эволюция

Первой ступенью в эволюции жизни на Земле была, вероятно, эволюция молекул. В водном растворе содержалось множество мелких молекул, которые беспорядочно образовывались под действием солнечного света, разрядов молний и других источников энергии и обладали способностью катализировать реакции, приводившие к синтезу копий самих себя. По-видимому, этот процесс проходил в две стадии во-первых, под влиянием каталитического действия (как на матрице) шло образование молекулы, комплементарной по структуре первоначальной молекуле, а затем эта вторая молекула служила матрицей для образования новой молекулы, которая была идентична первоначальной молекуле. Тот факт, что такой двухстадийный процесс репликации (или эквивалентный ему одностадийный процесс репликации молекулы, состоящей из двух комплементарных частей) осуществляется в настоящее время нуклеиновыми кислотами при репликации генов, позволяет предположить, что первыми самовоспроизводящимися молекулами на Земле были действительно молекулы нуклеиновой кислоты. Учитывая важную роль, которую белки играют в живых организмах, полагали, что именно они должны были быть первыми самоудваивающимися молекулами, однако существующие в этом отношении данные говорят в пользу нуклеиновых кислот. [c.465]

В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал, показывающий возможность применения полисопряжен-ных полимеров в качестве ингибиторов в процессах термической, термоокислительной, фото- и радиационной деструкции мономеров и полимеров. Известны каталитические и фотосенсибилизирующие свойства таких полимеров [277], их применение в качестве органических полупроводников [278], электронообменников [279] и др, Полисопряженные системы играют большую роль в формировании и эволюции белков и нуклеиновых кислот, а также являются основой структуры коферментов, витаминов, гормонов [280. [c.284]

Нуклеиновые кислоты содержатся в каждой живой клетке. ДНК служит носителем генетической информации. Это обусловлено тесной связью между двумя витками спиралей нуклеиновых кислот, которая основана на очень специфических водородных связях между адениновым (А) остатком одного витка и тиминовым (Т) остатком другого витка, который расположен строго напротив первого, а также между цитозиновым (Ц) остатком одного витка и гуаниновым (Г) остатком другого. Такое образование пар абсолютно специфично аденин не может образовывать мультивалентные водородные связи с гуанином или цитозином, а цитозин не может образовывать связи с тимином или аденином. Изумительно, что вся наследственность и эволюция зависят от двух групп водородных связей Генетический код для синтеза определенной аминокислоты обус- [c.578]

О том, как происходил отбор структур, каков его механизм, сказать довольно трудно. Но этот процесс оставил нам своего рода. музей. Подобно тому как из 107 химических элементов только 6 органогенов да 10—15 других элементов отобраны природой, чтобы составить основу биосистем, так же в результате эволюции происходил тщательный отбор и химических соединений. Из миллионов органических соединений в построении живого участвуют лишь несколько сотен из 100 известных аминокислот в состав белков входит только 20 лишь четыре нуклеотида лежат в основе-всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, ответственных за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах. [c.196]

Следующей ступенью в эволюции жизни могло быть возникновение процесса синтеза белков, направляемого нуклеиновыми кислотами. До тех пор, однако, пока молекулы свободно переходили в окружающую водную среду, существовала лишь небольшая вероятность для развития процессов синтеза молекул различных видов. Только после того, как начали формироваться клетки (содержащие определенное количество воды с растворенными в ней различными веществами, которые удерживала от перехода в окружающую среду клеточная мембрана), процесс молекулярной эволюции вовлек в конце концов десятки тысяч веществ, участвующих в десятках тысяч каталитических реакций. [c.465]

Наше представление о последующей молекулярной эволюции ограничивается пока что более или менее обоснованными догадками. Несмотря на то что самовоспроизведение вначале должно было быть малоэффективным, молекулы, находясь в жестких условиях эволюции, где выживают лишь наиболее приспособленные системы, должны были стремиться к усовершенствованию автокатализа. Можно предположить, что такое усовершенствование начиналось с ферментов , образовавшихся из нуклеиновых кислот — осколков самих автокаталитических молекул. По-видимому, рибосомная и транспортная РНК — остатки таких катализаторов. Позже ферменты образовавшиеся из нуклеиновых кислот были вытеснены более эффективными белковыми ферментами. [c.12]

Теоретическое (физико-математическое) моделирование процессов развития — добиологической и биологической эволюции, онтогенеза и канцерогенеза,— опирающееся на известные свойства нуклеиновых кислот. [c.221]

Следующий этап предбиологической эволюции — дальнейшее усложнение органических соединений, связанное с полимеризацией мономеров. Все живые клетки состоят из четырех основных типов макромолекул белков, нуклеиновых кислот, липидов и полисахаридов. Из них белки и нуклеиновые кислоты являются самыми сложными веществами клетки. [c.193]

Как известно, в современных клетках функции ДНК заключаются в получении, хранении и передаче информации последующим поколениям. Без ДНК и РНК невозможно точное воспроизведение всех свойств клетки, в основе которых лежит функционирование специфических белков. В модельных опытах была показана относительная простота и легкость возникновения пространственно обособленных систем, построенных из протеиноидов, характеризовавшихся определенным постоянством аминокислотных последовательностей. Это могло служить указанием на то, что информация о полипептидах типа протеиноидов была заключена в них самих, а следовательно, подводило к следующему выводу на начальном этапе эволюции протоклетки могли воспроизводиться и передавать информацию потомству без участия нуклеиновых кислот. [c.200]

Таким образом, дискуссионным остается вопрос о том, на каком этапе эволюционного процесса нуклеиновые кислоты сформировались как информационные молекулы. Согласно одним представлениям на начальном этапе эволюции роль последних выполняли белковоподобные молекулы, и первые примитивные клетки функционировали без нуклеиновых кислот. Другая гипотеза исходит из того, что первыми возникли нуклеиновые кислоты, а позднее, на базе содержащейся в них информации, возникли белки (гипотеза генной жизни ). [c.201]

Формы жизни, возникшие на белковой основе , были неустойчивыми из-за отсутствия системы передачи информации, использующей свойства нуклеиновых кислот, а генная жизнь не могла прогрессивно эволюционировать без участия белков, обладающих каталитическими свойствами. Как произошло возникновение формы жизни, в основе которой лежат белки и нуклеиновые кислоты, пока не известно. Ясно только, что встреча обоих типов соединений положила начало пути эволюции, на котором произошло формирование механизмов синтеза белка и нуклеиновых кислот и кодовых взаимодействий между обоими механизмами. [c.202]

Мы рассмотрели особенности строения нескольких важных коферментов пиридиннуклеотидов, липоевой кислоты, флавинов, АТФ, КоА, пиридоксаля, фолиевой кислоты, тиамина и описали характерные черты нуклеиновых кислот и их составных частей. Молекулы всех этих вешеств представляют собой сопряженные системы. Исключительное значение систем я-электронов в стабилизации молекул и в передаче различных воздействий в пределах сопряженной системы объясняет в известной мере, почему сопряжение приобрело столь значительную ценность в ходе биологической эволюции. [c.87]

Мы полагаем, что важное различие должно существовать между типами молекул, образованных во время этих двух процессов. В период химической эволюции одним из основных механизмов образования больших молекул должен бы,п быть автокатализ. В системе автокатализа определенное вещество способствует больше всего своему образованию в больших количествах. В биологической эволюции принимают участие две различные системы молеку.п информационная система, основанная на нуклеиновых кислотах, и каталитическая система, основанная на белках. Первая направляет синтез второй. Важнейшая проблема, стоящая перед экспериментом, сводится к тому, чтобы отчетливо представить себе, откуда произошли эти две системы и как они связаны между собой. [c.215]

Общая схема синтеза все же ясна. Порядок аминокислотных остатков в белке, т. е. тип белка, будет зависеть от порядка оснований в матричной РНК, а этот порядок, в свою очередь, определяется порядком оснований в ДНК. Но ведь ДНК способна к саморазмножению. Отсюда вытекает, что порядок оснований в исходной ДНК будет определять образование одних и тех же белковых молекул неопределенно долгое время. Именно этим механизмом и объясняется сохранение типа белка и в конечном счете наследование признаков. Следовательно, ДНК несет важнейшую функцию — с помощью этой нуклеиновой кислоты передаются наследственные признаки. Иногда это выражают словами ДНК несет генетическую информацию . На ДНК синтезируется РНК, а на РНК создается белок . Поэтому если после удвоения спиральной молекулы ДНК получилось две одинаковые новые двойные спирали, то они смогут синтезировать такие же молекулы РНК, что и исходная, а на этих новых молекулах РНК будут формироваться те же белки, что и раньше. Организм, построенный из новых белков, ничем не должен отличаться от исходного. Так оно на самом деле и происходит. Бактериальная хромосома, т. е. хромосома простейшей клетки, содержит всего одну двойную молекулу ДНК- При размножении бактериальная клетка делится на две и каждая из них получает по одной двойной молекуле ДНК, причем обе молекулы совершенно одинаковы. Следовательно, в процессе деления бактериальной клетки происходит удвоение ДНК — из одной двойной спирали получаются две двойные спирали и каждая становится источником для получения матричной РНК, т. е. дает начало синтезу белков. Белки, конечно, у обеих клеток будут также совершенно одинаковыми. Это вегетативное размножение. При таком способе размножения потомство по всем свойствам полностью совпадает с родителями и никакой эволюции не совершается — организмы просто увеличиваются в числе. Вегетативное размножение — простейший способ воспроизводства, но его значение в природе велико, так как и [c.82]

Большинство ученых в настоящее время полагает, что эволюция кизни прошла через четыре стадии. Вначале происходило образование небольших молекул (амииокислот, нуклеотидов, сахаров). Из этих строительных блоков образовывались затем макромолекулы, такне, как белки и нуклеиновые кислоты. На третьей стадии происходило образование клеточиоподобной структуры, способной К самовоспроизводству. На последней стадии эта примитивная клетка эволюционировала в современную клетку, содер кащую генетическую программу синтеза белка. [c.181]

Однако еще до появления жизни на Земле должен был происходить процесс саморепликации. Каким образом Разумно предположить, что фундаментальное значение для репликации нуклеиновых кислот и эволюции генетического кода имели специфические иуклео-нуклеиновые и пуклео-белковые взаимодействия [48]. Подобные процессы узнавания зависят от последовательности оснований и аминокислот. Согласно Мак-Элрою [49], такие взаимодействия, вероятно, играли ключевую роль при образовании белково-нуклеиновых комплексов и имели фундаментальное значение на ранних стадиях эволюции макромолекул. [c.185]

В этой связи здесь хотелось бы сказать прежде всего о первопроходческих работах в данном направлении Ю. А. Жданова. Являясь активным поборником введения принципа историзма в химию, Ю. А. Жданов еще с 1950-х годов разрабатывает вопросы химической эволюции [21, 22] и, в частности, определения высоты химической организации веществ. В 1960-е годы он предложил применять два параметра для оценки структурного и энергетического уровней органических соединений. Один из них — информационная емкость соединения в расчете на один атом. Этот параметр не зависит от величины и сложности молекулы и служит объективным критерием структурных богатств как одного соединения, так и всего класса (углеводы, аминокислоты, терненоиды, нуклеиновые кислоты, стероиды, алкалоиды). В качестве энергетического параметра Ю. А. Ждановым выбрана средняя степень -окисления атома углерода в молекуле она характеризует электронное окружение атома и отражает соотношение в органическом соединении противоположных тенденций к спонтанному окислительно-восстановительному диспропорционированию. Эта величина выявляет отношение данного соединения к всеобщей среде живого— воде, взаимодействие с которой даже в отсутствие окислителей может привести одни органические соединения к окислению, другие—к восстановлению. [c.192]

Ввиду исключительной роли нуклеиновых кислот в эволюции и воспроизведении наследственных признаков отметим особенности электронной структуры ДНК. При образовании водородных связей между парами оснований я-орбитали сопряженных электронных систем оснований перекрываются, так что возникает общая я-электроиная система. В такой системе имеется ряд уровней, очень близких к тем, которые существуют у отдельно взятых оснований. [c.354]

Для отбора и эволюции необходима система, обладающая ав-токаталитическими свойствами, которая не может состоять только из белков или только из нуклеиновых кислот. По Эйгену, кроме каталитических механизмов самоорганизующаяся система должна иметь обратные связи, причем состояние ее не должно быть равновесным. На важность неравновесности указывали и другие авторы . [c.383]

Анализ вопроса этот автор начинает с рассмотрения возможных путей образования высокомолекулярных последовательностей — носителей информации . Роль последовательностей могут выполнять, например, остатки аминокислот, соединенные в полипептидные цепи. И белки и нуклеиновые кислоты — носители кода самоорганизация и эволюция должна начаться на уровне са-мовоспроизводящегося кода. Обсуждая вопрос о процессах сборки и распада поли.меров, протекающих в ящике конечного объема, через стенки которого могут втекать и вытекать мономерные единицы (высоко- и низкоэнергетические), Эйген приходит к выводу, что при oт yт твии самоинструктирования ожидаемое значение числа цепей с любой данной последовательностью практически равно нулю. Необходимо придать динамические свойства носителям информации , а в теории отбора должен фигурировать параметр, выражающий селективное преимущество через молекулярные свойства. [c.383]

Своеобразие структуры воды обусловливает особые свойства растворенных в ней вещестн, в частности высокомолекулярных соединений — белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, которые функционируют только в водной среде. На Земле все основные механизмы реакций, связанных с жизнедеятельностью (биосинтез, ферментативный катализ и пр.), складывались в процессе эволюции с непосредственным участием воды как одного из компонентов. [c.22]

В 1945 г. Шредингер написал книгу Что такое жизнь с точки зрения физики , оказавшую существенное влияние на развитие биофизики и молекулярной биологии. В этой книге внимательно рассмотрено несколько важнейших проблем. Первая из них — термодинамические основы жизни. На первый взгляд имеется решительное противоречие между эволюцией изолированной физической системы к состоянию с максимальной энтропией, т. е. неупорядоченностью (второе начало термодинамики), и биологической эволюцией, идущей от простого к сложному. Шредингер говорил, что организм питается отрицательной энтропие1и>. Это означает, что организмы и биосфера в целом не изолированные, но открытые системы, обменивающиеся с окружающей средой и веществом, и энергие . Неравновесное состояние открытой системы поддерживается оттоком энтропии в окружающую среду. Вторая проблема — общие структурные особенности органиа-мов. По словам Шредингера, организм есть апериодический кристалл, т. е. высокоупорядоченная система, подобная твердому телу, но лишенная периодичности в расположении клеток, молекул, атомов Это утверждение справедливо для строения организмов, клеток и биологических макромолекул (белки, нуклеиновые кислоты). Как мы увидим, понятие об апериодическом кристалле важно для рассмотрения явлений жизни на основе теории информации. Третья проблема — соответствие биологических явлений законам квантовой механики. Обсуждая результаты радиобиологических исследований, проведенных Тимофеевым-Ресовским, Циммером и Дельбрюком, Шредингер отмечает, квантовую природу радиационного мутагенеза. В то же время применения квантовой механики в биологии не тривиальны, так как организмы принципиально макроскопичны. Шредингер задает вопрос Почему атомы малы Очевидно, что этот вопрос лишен смысла, если не указано, по сравнению с чем малы атомы. Они малы по сравнению с нашими мерами длины — метром, сантиметром. Но эти меры определяются размерами человеческого тела. Следовательно, говорит Шредингер, вопрос следует переформулировать почему атомы много меньше организмов, иными словами, почему организмы построены из большого числа атомов Действительно, число атомов в наименьшей бактериальной клетке [c.12]

Водород — составная часть воды, своеобразной жизненной среды с молекулами, составленными из двух кайносимметриков, а потому особо устойчивыми термодинамически воды, имеюш,ей в своих молекулах значительный дипольный момент, содействующий образованию межмолекулярных связей, которым способствует и сетка водородных связей, устанавливающихся в тетраэдрически (симметрия р ) структурированной жидкой воде, а также имеющих большое значение для структурирования белков и нуклеиновых кислот. Особенно важными свойствами, порождающими электролитическую диссоциацию и многие другие важные для жизни явления, обладает вода в узком интервале температур от 0° С до примерно 60—100° С, т. е. в области, удобной для эволюции жизни с сохранением наследственности и тонкой психической информации (память). В условиях получения землей солнечной энергии и охлаждения земной поверхности путем излучения инфракрасных квант в мировое пространство вода легко конденсируется, образуя океан, чему помогает межмолекулярное притяжение дипольных молекул НаО друг к другу. [c.356]

Изучение последовательности аминокислот в гемоглобине используют для выяснения вопросов эволюции в новой области науки — химической палеогенетике. Например, р-цепь гемоглобина лошади отличается от соответствующего белка человека в 26 местах (от общего числа 146), свиньи — в 10 местах, а гориллы — всего лишь в одном месте. Подсчитано, что в среднем удачная замена аминокислоты может произойти примерно один раз за десять миллионов лет (удачной считается замена, увеличивающая шансы на выживание). (Подобная замена обеспечивается заменой в последовательности оснований в молекуле нуклеиновой кислоты, разд. 37.18). [c.1055]

Особая роль в живой природе принадлежит нуклеиновым кислотам. Пуриновые и пиримидиновые основания — незаменимые компоненты нуклеиновых кислот и некоторых коферментов. В свою очередь, пурины можно получить из замещенных 4 (5)-аминоимидазолов и пи-римидинов или более простых компонентов. Для изучения химической эволюции и развития жизни на Земле большое значение имеет выяснение вопросов абиогенного происхождения пуринов. Одним из альтернативных путей происхождения пуринов является полимеризация циановодорода, имеющего, по-видимому, уникальное и в то же время универсальное значение в образовании аминокислот, порфиринов, пуринов, которое доказано экспериментально в условиях, имитирующих добиологический период существования Земли [250, 334]. Кальвин, Поннамперум и другие исследователи синтезировали 4-аминоимидазол-5-карбоксамид и пурины при р-облучении обогащенной водородом атмосферы, содержащей метан, аммиак, водород и пары воды. Аналогичные опыты поставлены в условиях ионизирующей радиации, однако выход пуринов оказался ничтожным (до 0,01 %). [c.44]

Белозерский А. Н. Нуклеиновые кислоты и их связь с эволюцией, фи логенной и систематикой организмов. — В кн. Второй Всесоюзный биохимический съезд. Ташкент, 1969. [c.200]

Миллионы лет назад клетки образовались из более простых структур, вероятно, из древних белков, нуклеиновых кислот и их комплексов. Остается неизвестным, что же послужило предпосылкой этой стадии в эволюции материи. Возможно, для этого были необходимы какие- о специальные полимерные структуры, в настоящее время на -Земле отсутствующие. Не исключено также, что они возникли из структур, похожих на современные белки и нуклеиновые кислоты, но были необходимы специфические условия для того, чтобы они смогли организоваться в примитивные клетки, способные к воспроизводству. И наконец, не исключено также и то, что и необходимые вещества, и специальные условия существуют до сих пор где-либо на Зем.че. Однако в настоящее время невозможно наблюдать образование клеток даже при использовании современных экспериментальных подходов из-за присутствия в о кружающей среде огромного числа одноклеточных организмов и их непрерывного воспроизводства. Теория зарождения жизни до сих пор продолжает оставаться одной из наиболее загадочных проблем биологии. Эта теория должна ответить в первую очередь на два основных вопроса первый — каким образом набор полимерных и низкомолекулярны.ч веществ появился в ходе химической эволюции второй — как эти вещества сумели объединиться в первые живые клеточные организмы. [c.20]

Следует отметить, что открытие рибозимов вызвало серьезный iniTepe у ученых, занятых вопросами происхождения жизни. До открытия рибозимов, когда преобладала точка зрения, что катализаторами могут быть только белки, все время возникал вопрос кто же появился раньше — нуклеиновые кислоты, которые необходимы для передачи из поколения в поколение информации, или белки, которые должны катализировать различные превращения, в том числе и реакции синтеза новых мо.лекул нуклеиновых кислот, необходимых для сохранения и реализации информации С отк]зытиеы рибозимов появилась возможность спекулировать, что жизнь началась с nyiuiennoBbix кислот, которые наряду с информационной функцией могли служит], и ката.чи 5ато1)ами некоторого набора биохимических процессов. Белки могли появиться па более позд их этапах эволюции. [c.222]

Одно из более сложных применений молекулярной селекции нуклеиновых кислот связано с попытками создать на этой основе рибозимы с новыми каталитическими функциями. С этой це.пью необ.ходимо создать новые методы селекции. Как уже говорилось в 6.4, открытие рибозимов вызвано повышенный интерес к возможности участия рибозимов на первых этапах эволюции. Для этой цели необходимы рибозимы с синтетическими функциями. Ниже приводится пример получения с помощью молекулярной селекции нуклеиновых кислот фермента, катализирующего реакцию соединения двух олигорибоиуклеотидов, один из которых (донорный) несет на 5 -конце трифосфатную группу, с помощью которой с отщеплением пирофосфата осуществляется образование новой межнуклеотидной связи с 3 -ОП-группой акцепторного олигонуклеотида. Эта реакция по своему типу идентична реакции элонгации полинуклеотидной цепи, в ходе которой осуществляется перенос нуклеотидного остатка от нуклеозид-5 трифосфата на 3 -ОН-группу растущей полинуклеотидной цепи. С.хема селекции представлена на рис, 87. Для большей эффективности этого процесса трифосфатная группа и 3 -ОН-группа донора долясны быть сближены. Это можно сделать создав конструкцию (рис. 87, а), в которой эти две группы оказываются комплементарными соседним нуклеотидам стебля в шпилечной структуре. Па 5 -конце акцепторного [c.307]

В заключение раздела, посвящеииого анализу последовательности нуклеиновых кислот, следует отметить, что новые методы обеспечили возможность полностью расшифровать строение ряда простейших геномов, к которым относятся бактериофаги < Х174 (5255 звеньев), С-4 (5577 звеньев), Т7 (39 936п.о.),>. (4 592 п. о.), некоторых других фагов и вируса обезьян 8У-40 (5226 л. о.), больших участков генома бактерий, животных, растений и т. п. Эта результаты заставили по-новому взглянуть на структуру и функцию генома и на его эволюцию. И тем не менее сегодня в середине 80-х годов расшифрована еще только очень незначительная часть генетической информации. Общая длина расшифрованных последовательностей составляет всего лишь несколько миллионов нуклеотидных звеньев, а это — только 0,001 длины генома человека. [c.330]

В очистке промышленных сточных вод принимает участие большинство микроорганизмов, способных к гетеротрофному биосинтезу, ибо только они могут разрушать органические вещества. Известно, что гетеротрофы в процессе эволюции приспособились к использованию в природе тех естественных органических веществ, с которыми они встречаются в нормальных экологических условиях. Это вещества растительного и животного происхождения разной сложности углеводы от гексоз и пентоз до целлюлозы, пентозанов, лигнина и хитина азотистые вещества от аминокислот до полипептидов и прочных фибриллярных белков — кератина и коллагена, нуклеиновые кислоты и нуклеопротеиды липиды и их компоненты от глицерина и жирных кислот до сложных растительных и животных масел, жиров и жироподобных веществ — фосфолипидов, липопротеи-дов и т. д. У значительно меньшего числа микроорганизмов существует приспособленность к потреблению углеводородов нефти, озокерита, битуминозных сланцев, сапропелитов и фенолов. Они в течение длительного периода времени, охватывающего жизнь многочисленных поколений микробов, в нормальных экологических условиях вступали в контакт с этими веществами, совершенно непригодными для всего органического мира ни в [c.100]

Итак, функции нуклеиновых кислот в микробной клетке дифференцированы. Даже ДНК клетки не все принадлежат к ГНК. Не говоря о том, что у вирусов роль ГНК выполняют двухцепочечные РНК и одноцепочечные ДНК и РНК. Двухцепочные ДНК по своим свойствам и структуре принадлежат к соединениям более устойчивым и консервативным, поэтому отобраны эволюцией для хранения наследственной информации. Клетка как бы экономит ДНК, привлекая для выполнения различных функций более подвижные, динамичные нуклеиновые кислоты — РНК. [c.104]

Можно привести примеры адаптации нуклеиновых кислот, их комплексов и хроматина к температуре тела гомойотерм-ных животных и температуре среды обитания пойкилотермных живых существ (см., например, [10]). Однако такая адаптация ДНК, вследствие ее сравнительной стабильности, протекает крайне медленно и на временах жизни организмов часто мало заметна. Адаптация структуры РНК протекает несколько быстрее. Тем не менее, получается, что структура ДНК организмов в процессе филогенеза (эволюции) заметно меняется по мере изменения температуры (как и других факторов) окружающей среды. Все это подтверждает общее положение нашей физической теории эволюции эволюционные изменения в биологическом мире определяются генетическими факторами и факторами окружающей среды. Относительная роль этих факторов зависит от выбранной шкалы времени (в которой мы наблюдаем те или иные изменения), а также от стабильности эволюционирующих структур. В этом проявляется единство общих законов природы второго начала термодинамики и закона временн ых иерархий. [c.20]

За последнее десятилетие генетика претерпела быструю эволюцию. Составной частью методов генетики микроорганизмов стали значительно усовершенствованные методы биохимии и биофизики. Генетические исследования физической природы генов были ускорены появлением работы Уотсона и Крика о репликации первичной генетической информации. В свете этих достижений термин ген в настоящее время редко используется без расшифровки. В микробиологической генетике ему, по сути дела, нет адекватного значения. Для обозначения соответствующего понятия у микроорганизмов появились новые термины с более точным значением, например рекон (Бензер [1]). Представление о половом размножении как единственном методе генетической рекомбинации претерпело изменение и включило альтернативные механизмы, например трансформацию, конъюгацию у бактерий, парасексуализм в грибах и др. (Понтекорво [2]). Разрабатываются методы изучения последовательности пар оснований в нуклеиновых кислотах и механизма кодирования, управляющего последовательностью аминокислот в белках приближается решение и многих других фундаментальных проблем генетики. [c.140]

Другой и более непосредственной задачей геохимика-органика является попытка проследить на молекулярном уровне направление биологической эволюции. Для такого исследования потребовались бы сведения о нуклеиновых кислотах и белках, синтезированных древними организмами, но они пока не обнаружены (за редкими, возможно, исключениями). Поэтому мы вынуждены обратиться к геохимически устойчивьш веществам, например, к УВ и окисленным веществам, которые, вероятно, были образованы при разрушении менее устойчивых молекулярных систем. Эти вторичные продукты обмена ( se ondary metabolites ), как мы их называем, могут рассматриваться как следы молекулярных систем, в которых они синтезированы, или как родственные им вещества. [c.216]

Если учесть, что полисопряженные системы, по-видимому, играют большую роль в формировании и эволюции белков и нуклеиновых кислот , а также являются основой структуры ко-ферментов, витаминов, гормонов и т. п. , то станет очевидным большое значение развития синтеза и исследования веществ с развитой системой сопряжения для решения ряда проблем био- химпи, биофизики и особенно биологического моделирования. [c.7]

Число лабораторий, занимающихся установлением первичной структуры нуклеиновых кислот, быстро растет. В случае РНК это во многом обусловлено обнадеживающими достижениями в установлении полной первичной структуры пятнадцати тРНК, двух 55 РНК и ряда внутренних и концевых участков вирусных и рибосомных РНК . В свою очередь эти достижения были бы невозможны без создания целого ряда высокочувствительных и надежных методик. Для многих исследователей работа по выяснению структуры нуклеиновых кислот является лишь частью другой проблемы, например синтеза или биохимической эволюции белков и нуклеиновых кислот. Стараясь удовлетворить разнообразные интересы, я попытался включить в книгу экспериментальные детали различных методов структурного анализа, а также описать некоторые потенциально интересные методики, которые по какой-либо причине не использовались. Надо надеяться, что включение этих методик будет стимулировать как их применение, так и дальнейшее усовершенствование. [c.14]

Итак, характерные особенности кода следующие во-первых, первые два нуклеотида в триплете более важны, чем третий. Во-вторых, в таблице кода аминокислоты расположены не беспорядочно, аминокислоты со сходными свойствами группируются вместе. Например, все кодоны с уридиновыми нуклеотидами на втором месте кодируют гидрофобные аминокислоты (фенилаланин, лейцин, изолейцин, метианин, валин). В-третьих, код считается универсальным для всех организмов. Кодирующую функцию несет нуклеиновая кислота, которая в ходе эволюции была оттеснена белком. Существует гипотеза Ф. Крика о соотношении нуклеиновых кислот и белков в ходе эволюции жизни. [c.290]

В идеальном случае каждая молекула вирусной нуклеиновой кислоты должна инициировать инфекцию, вызывающую либо локальные, либо системные поражения. Однако, как уже указывалось, наивысшая абсолютная эффективность заражения, достигнутая в опытах с иптакт-ными вирусными частицами, составляла несколько меньше 50% (т. е. для образования одного стерильного пятна требуется около двух фаговых частиц Т2) [300], а в большинстве случаев эффективность составляет 1—0,001%. Можно, вероятно, предположить, что эволюция вообще благоприятствовала вирусным частицам, покрытым белковой оболочкой, из-за их более высокой эффективности в соответствии с этой точкой зрения изолированные нуклеиновые кислоты должны быть менее эффективными, чем соответствующие интактные частицы. Как правило, именно это и наблюдается в действительности для ини- [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология