Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и гены

Каждая клетка (кроме клеток крови) имеет определенный набор инструкций , содержащийся в цепи молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Гены — небольшие сегменты молекулы ДНК, в которых заложена программа поведения клетки, чтобы обеспечить определенный цвет волос, рост и другие индивидуальные характеристики. (Реконструкция генов может [c.444]

Дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) составляют основу генов, т. е. структур, обеспечивающих передачу наследственной информации. Ответственными за хранение и передачу информации являются природа и последовательность сочетания звеньев в полимере ДНК. ДН < обладают молекулярной массой до нескольких миллионов, существуют в виде двух спиралей, связанных водородными связями и содержатся в ядре клетки. [c.333]

Примерно 25 лет назад были получены данные, свидетельствующие о том, что ген представляет собой молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты (сокращенно ДНК). В настоящее время установлена химическая природа ДНК и известна ее молекулярная структура. Характер этой структуры позволяет понять в существенных чертах механизм удвоения (редупликации, или репликации) молекул ДНК, благодаря чему образовавшиеся молекулы-копии могут передаваться потомкам через половые клетки, а также попадают во все клетки при их делении в процессе роста организма. В результате каждая клетка получает один и тот же набор генов. [c.454]

ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА (ДНК) И ГЕНЫ [c.483]

Технология рекомбинантных ДНК (ее называют также молекулярным клонированием или генной Инженерией) — это совокупность экспериментальных процедур, позволяющая осуществлять перенос генетического материала (дезоксирибонуклеиновой кислоты, ДНК) из одного организма в другой. Никакого единого, универсального набора методик здесь не существует, но чаще всего эксперименты с рекомбинантной ДНК проводят по следующей схеме (рис. 4.1). [c.50]

Уже давно известно, что ядра клеток богаты полимерным материалом, называемым дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). Многочисленные данные указывают на то, что ДНК является химической основой генов. Уотсон и Крик из Кембриджского университета в 1953 г. предложили модель ДНК, которая по своим физическим и химическим свойствам соответствовала генам. Посмотрим, что представляет собой молекула ДНК. [c.420]

По своему строению, а следовательно, и свойствам дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) соответствует специфическим молекулам генов. [c.435]

Следовательпо, изготовление рибосом — задача чрезвычайно важная для клетки. Одной из функций ядрышка как раз и является ее осуществление (гл. 4). Информационная РНК образуется при участии ядерных хромосом. Мы знаем, что в клетках растений, так же как и в клетках других организмов, синтез ферментов каждого типа контролируется одним или несколькими генами. Вещество наследственности, из которого состоят гены,— дезоксирибонуклеиновая кислота — обладает способностью как бы снимать [c.9]

В хромосомах содержатся специальные белки ги-стоны и протамины (у рыб) и биополимер небелковой природы — дезоксирибонуклеиновая кислота, сокращенно обозначаемая ДНК- Эти три буквы известны сейчас многим. Дело в том, что ДНК и есть генетическое вещество, ДНК — это гены. [c.271]

Изучение взаимоотношений между генами и плазма-генами, а также между генами и микросомами представляет собой ту область, где две науки — генетика и эмбриология —смыкаются наиболее тесно. И именно здесь выходят на сцену еще два очень важных фактора. Это — две нуклеиновые кислоты, которые обычно обозначают как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Они всегда присутствуют в тех участках клетки, где происходит интенсивное образование новых веществ, и весьма вероятно, что та или иная нуклеиновая кислота необходима для образования любого белка. По-видимому, нет сомнения в том, что ДНК — составная часть хромосом, в которых заключены гены, — каким-то образом тесно связана с самими генами, которые содержат белок. РНК всегда встречается в большом количестве в той области цитоплазмы, где происходит быстрый синтез белка. Микросомы, например, содержат большое количество РНК и [c.225]

Генетическая информация передается генами, которые включают особую ( рму молекулы, известную под названием дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Такая информация (например, зеленые волосы, шесть i пальцев на ноге) передается соответствующим клеткам, синтезирующим белок с помощью другой большой молекулы, рибонуклеиновой кислоты (РНК), родственной дезоксирибонуклеиновой кислоте. Эти два типа молекул лежат в основе системы размножения всего живого, от амебы до человека. Однако благодаря ог- [c.273]

Генная инженерия — совокупность приемов, методов и технологий, в том числе технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с ними и введению их в другие организмы. [c.460]

В 1953 г. американский химик Дж. Уотсон (род. 1928) и английский физик Ф. Крик (род. 1916), обобщив работы многих ученых, описали вторичную структуру дезоксирибонуклеиново кислоты, представив ее в виде двойной спирали. Эта модель сыграла важную роль в развитии генетики. В 1958 г. за исследование строения индивидуальных белков, а в 1980 г. за определение строения генов-носителей наследственной информации в организмах дважды был удостоен Нобелевской премии Ф. Сенгер (род. 1918). [c.8]

Общими усилиями генетиков, биологов, химиков, физиков доказано, что ген есть не гипотетическая, а вполне конкретная молекулярная структура. Гены — это ни что иное, как определенные линейно расположенные участки нити дезоксирибонуклеиновой кислоты хромосом, включающие сотни следующих друг за другом нуклеотидов [c.471]

На подобных установках ионизированная частица, проходя, например, через ядро половой клетки, сталкивается с огромной молекулой дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая от этого деформируется и может прореагировать с кислородом. В результате изменится последовательность расположения нуклеотидов, образующих гены и несущих закодированную программу белкового синтеза, то есть изменится план развития дочерней клетки, которая в следующем поколении породит себе подобную. В конечном итоге изменяются и наследственно передаваемые свойства, связанные с поврежденным участком ДНК. [c.133]

К концу XIX столетия биологи обнаружили, что хромосомы (которые становятся различимыми в ядре в начале деления) являются носителями наследственной информации. Но данные о том, что веществом, из которого состоят гены, является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) хромосом, были получены значительно позже при изучении бактерий. В 1944 г. было установлено, что очищенная ДНК одного бактериального щтамма способна передавать наследственные свойства этого щтамма другому щтамму, несколько отличному от первого. Это открытие оказалось слишком неожиданным и не получило широкого признания до начала 50-х годов, так как считалось, что лишь белки обладают достаточно сложной конформацией, чтобы быть носителями заключенной в генах информации. Сегодня представление о том, что именно ДНК является носителем генетической информации (хранящейся в ее длинных полинуклеотидных цепях), столь прочно вошло в биологическое мышление, что порой трудно осознать, какой огромный пробел в наших знаниях заполнило это представление. [c.123]

Каждая нервная клетка обладает ядром. Как и в других эукариотических клетках, ядро содержит генетический материал в форме хромосом. Хромосомы состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и белков, которые вместе образуют гены — основные единицы наследственности. Посредством генов ядро выполняет две важные функции. Во-первых, оно контролирует [c.82]

Ген — определенный участок (локус) дезоксирибонуклеиновой кислоты хромосомы, кодирующий некоторый признак организма, например белок (стр а<турный ген). [c.506]

Хромосома — внутриядерное образование, состоящее, в основном, из белка и дезоксирибонуклеиновой кислоты, кодирующей наследственную информацию. Гены — участки дезоксирибонуклеиновой кислоты расположены в хромосоме линейно. У диплоидных организмов каждая хромосома имеет гомологичную (парную) ей, содержащую те же самые локусы. Половые хромосомы связаны с определением пола в отличие от аутосомных хромосом. Одна из половых хромосом практически пе содержит генов. [c.508]

Наша главная задача состояла в том, чтобы раскрыть сущность и глубину экспериментальных подходов науки, которая бьша названа молекулярной генетикой, применительно к эукариотическим организмам. Чтобы решить эту задачу, а также облегчить понимание материала читателями, обладающими ограниченным объемом знаний по биохимии, клеточной биологии и генетике, мы постарались изложить основы этих направлений биологии двумя способами. Во-первых, в гл. 1, 2 и 3 суммирована наиболее важная информация о структуре ДНК, РНК и белков о различных клеточных процессах, протекающих с участием ДНК (репликация, репарация и рекомбинация) об основных механизмах транскрипции, трансляции и контроле экспрессии генов. Читатели, хорошо ориентирующиеся в данных вопросах, могут пропустить эти главы. Во-вторых, во введениях к частям I, II и III даны исторические экскурсы и общий взгляд на проблемы, изложенные в главах, составляющих эти части. В них не говорится детально о том, как были открыты и доказаны те или иные положения, а делается попытка объяснить, как на основе различных исследований в области биохимии, генетики, микробиологии, клеточной и эволюционной биологии бьш выстроен интеллектуальный каркас современной биологии. Так, во введении, предваряющем гл. 1, 2 и 3, прослеживается исторический путь, приведший нас к современному взгляду на наследственность. Мы знакомимся с концепцией гена, трансмиссией и сегрегацией генов, с логическим переходом от первичного картирования генетических детерминант к точной локализации генов на хромосоме, с идентификацией генов как дискретных участков молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты и информационными взаимоотношениями между ДНК, РНК и белками. [c.6]

До моего приезда в Кембридж Фрэнсис особенно не задумывался о дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и ее роли в наследственности. И вовсе не потому, что не считал ее интересной. Наоборот, он бросил физику и занялся биологией после того, как в 1946 году прочитал книгу известного физика-теоретика Эрвина Шредингера Что такое жизнь с точки зрения физики . В этой книге очень изящно излагалось предположение, что гены представляют собой важнейшую составную часть живых клеток, а потому понять, что такое жизнь, можно, только зная, как ведут себя гены. В то время, когда Шредингер писал свою книгу (в 1944 году), господствовало мнение, что гены — это особый тип белковых молекул. Однако почти тогда же бактериолог Освальд Эвери проводил в Нью-Йоркском Рокфеллеровском институте свои опыты, которые показали, что наследственные признаки могут быть переданы от одной бактериальной клетки другой при помощи очищенного препарата ДНК. [c.16]

С начала текуш,его столетия генетики анализируют наиболее видимое проявление индивидума — фенотип. Однако эти исследования ограничиваются тем, что анализируемые различия по большей части передают комплексные морфологические и физиологические характеристики.. Биохимическая генетика — наука, в полной мере развивающаяся с 1960-х годов, дает теперь возможность проводить селекцию не только на фенотип, но и на непосредственные продукты генов — белки. Действительно, если гипотеза Бидла, Татума и Горовица один ген... один фермент сейчас не совсем точна, все равно верно то, что белки и ферменты кодируются дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), и это позволяет самым непосредственным образом связать один из фенотипов с определенным генотипом. Именно таким образом корреляции между различиями на уровне генотипа и ферментными вариациями станут очевидными. Около 25 лет тому назад единственные примеры ферментного полиморфизма, которые можно было привести, относились только к микроорганизмам в то время еще полагали, что этот полиморфизм является исключением. При современных знаниях можно констатировать, что биохимический полиморфизм представляет общее явление, свойственное и животным, и растениям. [c.37]

My oplasma laidlflwii имеет порядок 10 . Ответ на вопрос заключается в том, что необходимая для жизни упорядоченность возможна лишь в макроскопической системе, в противном случае порядок разрушался бы флуктуациями. Наконец, Шредингер задавался вопросом об устойчивости вещества генов, построен-лого из легких атомов С, Н, N, О, Р, на протяжении множества поколений. Ответ на этот вопрос дала позднее молекулярная биология, установившая двуспиральное строение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). [c.13]

Вся информация о строении и функционировании любого живого организма содержится в закодированном ввде в его генетическом материале, основу которого составляет дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК большинства организмов — это длинная двухцепочечная полимерная молекула. Последовательность мономерных единиц (дезоксирибонуклеотидов) в одной ее цепи соответствует (комплементарна) последовательности дезоксирибонуклеотидов в другой. Принцип комплементарности обеспечивает идентичность новосинтезированных молекул ДНК, образующихся при их удвоении (репликации), исходным молекулам. Индивидуальными генетическими элементами со строго специфичной нуклеотидной последовательностью, кодирующими определенные продукты, являются гены. Одни из них кодируют белки, другие -только молекулы РНК. Информация, содержащаяся в генах, которые кодируют белки (структурных генах), расшифровывается в ходе двух последовательных процессов синтеза РНК (транскрипции) и синтеза белка (трансляции). Сначала на определенном участке ДНК как на матрице синтезируется матричная РНК (мРНК). Затем в ходе согласованной работы многокомпонентной системы при участии транспортных РНК (тРНК), мРНК, ферментов и различных белковых факторов осуществляется синтез белковой молекулы. Все эти процессы обеспечивают правильный перевод зашифрованной в ДНК генетической информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Аминокислотная последовательность белковой молекулы однозначно задает ее структуру и функции. [c.29]

Цитоплазма и содержащиеся внутри нее органеллы, например митохондрии, ответственны за обмен веществ в клетке, т. е. за образование белков и удаление продуктов распада. Цитоплазма пронизана мембранной сетью (называемой эндоплазматическим ретикулу-мом), которая формирует систему каналов для переноса веществ внутри клетки. Ядро ответственно за управление метаболической активностью к-тетки, которое осуществляется хромосомами — нитевидными образованиями, состоящими из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а точнее — из цепочки генов. При анализе причин летального радиационного поражения клетки следует прежде всего рассмотреть вопрос об относительной радиочувствительности двух основных ее компонентов — ядра и цитоплазмы. [c.38]

Имеются два класса нуклеиновых кислот, различающихся мелсду собой по химической природе пентозы, входящей в состав их молекулы. Нуклеиновые кислоты, содержащие в своем составе -рибозу, называют рибонуклеиновыми кислотами, а нуклеиновые кислоты, углеводным компонентом которых является 2-дeзoк и-i/-pибoзa, носят название дезоксирибонуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота содержится в клеточных ядрах и является нуклеиновой кислотой, связанной с удвоением генов и мутациями. Рибонуклеиновая кислота содержится главным образом в цитоплазме. Она привлекала меньшее внимание исследователей, так как ей не приписывают особой роли в наследственности. Вирусы могут содержать нуклеиновую кислоту любого из этих типов [c.247]

Показано [145—150], что, кроме перечисленных химических изменений, при облучении происходит дезаминирование, выделение неорганического фосфата и свободных пуриновых оснований, увеличение азота аминогрупп по Ван-Сляйку, увеличение титруемой кислотности и уменьшение поглощения в ультрафиолетовом свете при 260 личк. При облучении свободных оснований [146] отмечены многие из этих явлении и обнар5"жено еще более резкое уменьщение поглощения в ультрафиолетовом свете. Ясно, что многие из этих изменений влияют на физические свойства дезоксирибонуклеиновой кислоты и особенно на структурную вязкость. Очень слабое дезаминирование, даже без разрывов цепочки кислоты, уже может быть, например, достаточным, чтобы вызвать генную мутацию. Биологические эффекты изменений нуклеиновых кислот при действии излучения не следует объяснять исключительно разрывами цепочек, образованием мостиков или другими коренными изменениями структуры полимера. [c.258]

Такие белки, как ферменты, являются высокоорганизованными и высоковоспроизводимыми молекулами. В настоящее время считается, что информация, необходимая для пх синтеза в живых организмах, заключена в генах. Химический анализ ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), данные по строению нуклеотидов (рис. 40.10), результаты Чаргаффа (табл. 40.2) и [c.388]

Программа DINASIN [178] была предназначена для оптимизации синтеза двухспиральной дезоксирибонуклеиновой кислоты. Для превращения четырех мононуклеотидов (аденина, цитозина, гуанина и тимина) в цепочку ДНК используют три класса реакций защиту мононуклеотидов, простую конденсацию звеньев одной цепи и образование дуплекса. Включив в программу оценку времени, требуемого для реакции разделения и анализа продуктов, Пауерс сосчитал возможную продолжительность полного синтеза аланинового гена, фактически осуществленного в группе Кораны за 20 человеко-лет. Результаты расчета показали, что использование выбранного программой оптимального пути синтеза позволило бы сэкономить 50 % этого времени. [c.52]

Этот термин применяют для обозначения весьма своеобразного и важного явления, в процессе которого штамм бактерий генотипически изменяется в результате поглощения нуклеиновой кислоты бактерий других типов. Экспериментально этого можно добиться, обрабатывая штамм бактерий, который хотят изменить, суспензией мертвых мацерирован-ных бактерий или же тщательно очищенного фильтрата другого штамма такой фильтрат содержит только ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Эта нуклеиновая кислота состоит из множества разных отдельных молекул или фрагментов молекул, которые, возможно, служат носителями разных генов. Так, путем трансформации можно вызвать перенос генов, определяющих, например, некоторые свойства капсулы, устойчивость к разным антибиотикам и способность к синтезу некоторых ферментов. [c.244]

Наследственная информация организма сосредоточена в хромосомах ядра клеток в впде линейной комбинации элементарных единиц наследственности — генов. Каждый ген контролирует развитие определенного признака. По современным представлениям г е н— это участок дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДПК (см. Нуклеиновые кислоты), а содержащаяся Б нем информация закодирована в виде специфич. последовательности нуклеотидов ДНК. Мутации отличаются друг от друга как по характеру пзмененпя наследственного материала, так и ио последствиям этих изменений. Различают след, виды мутаций а) Изменение кариотппа, т. е. изменение числа хромосом в ядре (изменение плоидностп). б) Хромосомные [c.327]

Как известно, за последние годы значительно расширились представления о роли дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) при хранении и передаче генетической информации в процессе деления клетки. Существенно увеличились 31нания о функциях информациоиных рибонуклеиновых кислот (иРНК), считывающих закодированную в ДНК метаболическую информацию и передающих ее в рибосомах синтезируемым белкам-ферментам. Возникли новые представления о коде, кодонах, оперонах, генах-операторах и регуляторах, о репрессорах и индукторах, о влиянии метаболитов цитоплазмы яа выдачу информации, заключенной в молекулах ДНК. [c.3]

Одна из интереснейших и фундаментальных проблем, связанных с синтезом белка в живой клетке, заключается в выяснении того, что заставляет аминокислоты, входящие в состав белка, соединяться между собой в последовательности, строго определенной для белка каждого типа. С этим тесно связан вопрос о том, каким образом информация о последовательности аминокислот воспроизводится в каждом новом поколении клеток. В настоящее время известно, что существуют вещества, содержащиеся в хромосомах клеточных ядер, ответственные за генетический контроль в растениях и н ивотных. Химический анализ хромосом показал, что они состоят из гигантских молекул дезоксирибонуклеопротеидов, которые представляют собой дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), связанные с белком. Установлено, что генетическую информацию при биосинтезе ферментов и других белков несет не белковая компонента нуклеопротеида, а ДНК поэтому в настоящем разделе основное внимание будет уделено ДНК и прежде всего ее структуре. Заметим, что участки ДНК представляют собой химический эквивалент генов Менделя — единиц наследственности. [c.86]

Генетическое кодирование аминокислотных последовательностей в белках. Известно, что последовательность аминокислот в каждом белке определяется последовательностью мононуклеотидных строительных блоков в отдельных отрезках линейной молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Определенные триплеты мононуклеотидов в цепи ДНК, так называемые кодоны, соответствуют определенным аминокислотам. Последовательность кодонов в ДНК коллинеарна аминокислотной последовательности кодируемой ею полипептидной цепи. Участок молекулы ДНК, кодирующий одну полную полипептидную цепь, называется цистроном или геном. В настоящее время накоплено много сведений о белках и их биологической активности на основе исследования молекулярных взаимодействий между генами и белками, поскольку [c.381]

Ранее [227] считали, что групповые вещества крови являются непосредственно продуктами генов. Однако в последнее время были достигнуты очень крупные успехи в изучении функции генов на биохимическом уровне, в результате чего стало ясно, что эта точка зрения, по всей вероятности, ошибочна [228]. Теперь известно, что в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) заложена информация, определяющая последовательность аминокислот в белках следовательно, функция генов групповых веществ заключается, очевидно, в том, что они определяют образование (через соответствующие промежуточные продукты) каких-то специфических белков, которые либо сами обладают ферментативной активностью, либо контролируют ферменты, участвующие в синтезе углеводов. Исходя из этого предположения, можно считать, что гены А, В, Н и Ье являются трансформирующими и контролируют определенные стадии превращения вещества-предшественника в специфические соединения, появляющиеся в секретах. Ген О (третий аллель Л50-локуса), ген к (аллель гена Н) и ген 1е (аллель гена Ье) не принимают участия в превращении вещества-предшественника. Согласно предложенной схеме, их можно рассматривать как неактивные гены. Вещество-предшественник считают макромолекулнрным гликопротеином с полностью синтезированными пептидными цепями и с углеводными цепями, уже присоединенными к макромолекуле, но еще не окончательно достроенными. Такой гликопротеин, очень сходный по своему составу и свойствам с групповыми веществами крови и отличающийся от них лишь очень низким содержанием фукозы, находят и в секретах тех немногих индивидуумов, у которых отсутствуют вещества А, В, Н, Ье и Ье [5, 21]. Эти соединения, дающие сильно выраженную реакцию преципитации с лошадиной антисывороткой к пневмококку тина XIV, очевидно, можно рассматривать как вещество-предшествен-ник в биосинтезе групповых веществ крови. [c.208]

Гены расположены в хромосомах, содержащихся в ядрах всех клеток организма. По своему химическому составу гены представляют собой дезоксирибонуклеиновую кислоту, или ДНК (у некоторых вирусов гены состоят из РНК). Сложная молекула ДНК (рис. 4.7) построена из шести более простых молекул дезоксири- [c.64]

Существует три различных источника молекул ДНК, используемых в генной инженерии. Первым, важнейшим из них, являются фрагменты генетического материала различных организмов. Вторим источником могут быть двунитевые дезоксирибонуклеиновые кислоты, полученные на основе однонитевой ДНК комплементарной мРНК эукариотических организмов (дн-кДНК). [c.136]

Систематическое изучение наследственности начиналось со сложных в генетическом отношении объектов-растений и животных. Благодаря этим ранним исследованиям была сформулирована концепция неделимого гена как функциональной единицы наследственности и принято положение, что перенос генов от одного поколения к другому подвержен действию разных случайных факторов. Однако до понимания химической природы генов и механизма их функционирования бьшо еш е далеко. Исследование генетических молекул и тонких механизмов регуляции наследственности стало возможным лишь тогда, когда в качестве экспериментальных моделей начали использоваться бактерии и вирусы, о сугцествовании которых первые генетики даже не подозревали. Только благодаря этим организмам впервые бьшо показано, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), рибонуклеиновая кислота (РНК) и белок—универсальные детерминанты генетического поведения. Стремительность дальнейшего прогресса в этой области и убедительность полученных результатов стали реальными благодаря особым биологическим свойствам микроорганизмов, которые позволяли проводить манипуляции, необходимые для анализа генетических структур. Аналогичные аналитические исследования более сложных генетических систем тогда бьши невозможны, поэтому на животных и растения этот прогресс не распространялся. Развитие технологии рекомбинантных ДНК разрушило труднопреодолимые технические и концептуальные барьеры на пути расшифровки и понимания сложных генетических систем. Неудивительно, что наши взгляды на структуру и функцию генов значительно изменились, а новое мышление в свою очередь радикально изменило перспективы биологии. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология