Репликация основные требования

Основная биологическая функция молекулы ДНК состоит, как известно, в хранении и передаче генетической информации, записанной в виде определенной последовательности нуклеотидов в двойной спирали (рис. IX. 16). Поэтому связанное с этим основное требование к структуре ДНК — стабильность и сохранность генов — должно вполне определенным образом сочетаться с конкретными изменениями ее структуры, в частности в процессах взаимодействия с белками. Обычные тепловые флуктуации вызывают структурные изменения ДНК, не приводящие, однако, ни к разрыву водородных связей, ни к изменению межплоскостных расстояний между основаниями. В то же время спираль ДНК сохраняется при тепловых флуктуациях, а также и при более сильных внешних воздействиях. Для оценки потенциальных структурных возможностей ДНК большое значение имеют теоретические методы и модели. Они справедливы и когда необходимо оценить изменение структуры ДНК при ее участии в молекулярно-генетических процессах рекомбинации, репликации и транскрипции. Существует два ряда теоретических методов изучения структуры ДНК методы построения упрощенных физических моделей, основанные на экспериментальных данных и отражающие совокупность свойств целостной молекулы ДНК, и методы конформационного анализа и квантовой химии. [c.217]

Если мы исследуем процесс репликации ДНК, то увидим, что здесь есть ряд основных требований. Если мы начнем с двойной спирали, то обе цепочки должны каким то образом разделяться. В наличии должен иметься запас из четырех элементов, каждый из которых состоит из характерного участка остова, — одна молекула сахара объединяется с одной молекулой фосфата, — и включает одно из четырех оснований, присоединенное к сахару Такая состоящая из трех частей молекула называется нуклеотид На практике эти первичные элементы имеют не просто один фосфат, а три, расположенные в ряд, причем два других отделяются в процессе полимеризации, предоставляя таким образом энергию для проведения синтеза в желаемом направлении Хотя мож но представить процесс, проходящий без дополнительных элементов, в развитой системе мы непременно рассчитываем обнаружить, по край ней мере, один фермент (то есть белок с каталитическои активностью), который ускорит синтез и сделает его более точным [c.55]

Если ошибка синтеза не устраняется системами репарации, то неизбежна деформация дуплекса и искажение генетической программы. Такие сохраняющиеся при репликации изменения ДНК носят название мутации. Они могут быть спонтанными и индуцированными. Частота спонтанных мутаций невелика и составляет всего 10 —10 на клетку. В основном имеют место мутации, обусловленные действием внешних факторов физических (радиация), биологических (вирусы) и чужеродных химических веществ на генетический аппарат клеток. Наиболее многочисленными и опасными являются мутагены окружающей среды. Загрязнение воды и воздуха различными химическими отходами промышленных предприятий, химическими средствами защиты растений отрицательно сказывается на генетической программе всех живых организмов. В последние годы установлено, что ряд пищевых красителей, стабилизаторов и вкусовых добавок обладает выраженной мутагенной активностью, что привело к значительному ужесточению требований, связанных с применением химических веществ в пищевой промышленности. Многие лекарственные вещества также воздействуют на генетический аппарат клеток и должны подвергаться специальным генетическим испытаниям. [c.455]

Чтобы выяснить механизм того или иного биохимического процесса, почти всегда необходимо иметь представление о кинетике отдельных его стадий. Репликация и транскрипция ДНК, а также, вероятно, синтез белков и многочисленные процессы регуляции активности генов сопровождаются изменением вторичной структуры. Если бы скорость этих изменений была достаточно велика, биологические системы при своем функционировании могли бы просто выжидать, когда спонтанно возникнет необходимое состояние, и использовать его. В противном случае в биологических системах должны существовать специфические катализаторы (в большинстве случаев белки), которые взаимодействуют непосредственно с участками нуклеиновых кислот, имеющими невозмущенную вторичную структуру, и увеличивают скорость их перехода в нужное состояние. Эти два механизма соответствуют двум совершенно разным требованиям к организмам. Для того чтобы понять основные особенности функционирования нуклеиновых кислот, нужно оценить скорость конформационных перестроек в них. [c.332]

Таковы основные требования к жизни. Система должна уметь свободно копировать как свои собственные инструкции, так и косвенно любой механизм, необходимый для их выполнения Репликация генети ческого материала должна быть довольно точной, но мутации — ошибок, которые можно верно скопировать, — должен быть очень небольшой процент Ген и его продукт должны храниться довольно близко друг [c.44]

Теперь, когда мы в несколько абстрактных выражениях описали требования к живой системе, мы должны подробнее рассмотреть, как осуществляются различные процессы в тех организмах, которые мы ви ДИМ повсюду Как мы уже видели, основное требование, безусловно, заключается в наличии некоторого довольно точного метода репликации и, в частности, копирования длиннои линеиной макромолекулы, образованной из стандартного набора субъединиц. На Земле эту роль играет то или иное из двух больших семейств нуклеиновых кислот семейство ДНК и семейство РНК Общее строение этих молекул является чрезвычайно простым, действительно, настолько простым, что ясно говорит о том, что они действительно восходят к самому началу появления жизни. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология