Геномы воспроизведение

Биохимические исследования давно привели к заключению, что синтезы таких специфических белков, как ферменты и т.д., контролируются шаблонами или матрицами, называемыми генами. Гены выполняют двойную функцию — воспроизведение собственной копии и обеспечение специфической структуры молекулы белка. Приведенные выше новые исследования, а также работы, направленные на изз ение размножения вирусов (см. Вирусы ), являются важным началом в познании химической природы генов. Большинство белков синтезируется в клеточной плазме в определенных полимеризационных центрах, называемых микросомами. Последние содержат только рибонуклеиновую кислоту и белки. Были открыты ферменты, связывающие аминокислоты с аденозинмонофосфорной кислотой с образованием смешанных ангидридов. Оказалось также, что эти ангидриды соединяются далее до входа в микросомы с рибонуклеиновой кислотой небольшого молекулярного веса, служащей, вероятно, переносчиком (М. Б. Хогланд 1956 г.). Таким образом, время выяснения механизма синтеза белков теперь кажется не очень далеким. [c.779]

Помимо разобранной автономной репликации вирусных ДНК-гено.мов в ряде случаев — прежде всего у умеренных вирусов — реализуется существенно иной способ воспроизведения вирусной ДНК- Речь идет об интеграции вирусных и клеточных геномов. Такая интеграция может осуществляться несколькими способами. [c.283]

Для понимания природы разнообразия в способах репликации вирусных ДНК-гено.мов важно ясно представлять себе трудность полного воспроизведения линейной молекулы ДНК. Эта труд- [c.266]

Специфика структур определяется, кроме межатомных расстояний, валентных и торзионных углов, также и плотностью упаковки, которая особенно влияет на свойства больших органических молекул, полимеров, ферментов. Для всего живого принципиально важно, что высокомолекулярные вещества в организмах имеют регулярную структуру, сложность которой не уступает сложности аморфных, а правильность — правильности кристаллических структур. Феномен наследственности обязан точному воспроизведению специфических белковых структур по матрицам соответствующего генного набора. [c.27]

Вторая проблема — молекулярные основы жизни. Шредингер аргументирует материалистическое представление о молекулярной природе генов и ставит вопросы о структуре вещества наследственности и причинах его устойчивого воспроизведения в ряду поколений. Ответы на эти вопросы дала молекулярная биология, возникновение которой было в большой степени стимулировано книгой Шредингера. [c.16]

Таким образом, на молекулярном уровне наследственность означает воспроизведение синтеза определенных белков в последующих поколениях, запрограммированного в ДНК. Генные мутации сводятся к изменениям этой программы, т. е. к изменениям в структуре ДНК. Молекулярная природа мутаций, их соответствие законам физики были раскрыты Тимофеевым-Ресовским, Дельбрюком и Циммером (см. [17, 18]). Напротив, так называемые модификации, т. е. ненаследуемые изменения, определяются изменением структуры и функционирования белков (ферментов) в онтогенезе и не затрагивают генетическую программу, т. е. структуру ДНК. [c.485]

До того как были расшифрованы загадки строения и функционирования нуклеиновых кислот, проблемы воспроизведения живых организмов и передачи наследственных признаков в живых организмах биологическая наука связывала с понятиями хромосома и ген . Термин хромосома означал такую структурную единицу в ядре клетки, которая являлась носителем наследственной информации. Под термином ген понимали часть хромосомы , которая контролирует передачу отдельных характерных наследственных признаков цвет глаз, цвет волос и т. д. [c.533]

Новейшим достижением в биотехнологии явилось создание технологии рекомбинантных ДНК, или генной инженерии. Эта область объединяет химию нуклеиновых кислот и белков, микробиологию, генетику и биохимию. Первой задачей генной инженерии является выделение и идентификация генетического материала (ДНК) из одного организма. Далее этот материал модифицируется с тем, чтобы его можно было ввести в новый организм-хозяин . При воспроизведении генетического материала хозяина введенная ДНК также воспроизводится. [c.117]

Фиг. 124. Схема воспроизведения хромосом и генов согласно модели

Модель Уотсона — Крика не только дает приемлемое объяснение своеобразия каждого гена и его точного воспроизведения, но, кроме того, она хорошо согласуется с нашими представлениями о мутациях. Вероятно, мутации происходят в результате изменения последовательности пар оснований в молекулах нуклеиновых кислот. Эти изменения, которые в свою очередь вызывают образование измененных белков, могут, например, состоять в замене одной пары оснований другой парой. Речь может идти также о структурных изменениях положения (инверсии или транслокации) или, наконец, о делециях или дупликациях пар оснований. [c.274]

Предположим, что все это произошло с нуклеиновой кислотой, локализованной в клеточном ядре. Мы уже указывали в гл. 22, что нарушение структурных особенностей этих гигантских молекул приводит к нарушению их функций, связанных с передачей наследственных признаков. Если строение молекул ДНК, т. е. гена, изменится, то очень возможно, что при делении клетки возникнут мутантные дочерние клетки. В худшем случае, а так оно обычно и происходит, клетка теряет при этом способность к делению, т. е. она утрачивает способность к воспроизведению (фиг. 141). [c.467]

Возможно, что особый характер метаболизма нуклеиновой кислоты, отличающий гетерохроматин от эухроматина, влияет на воспроизведение генов, расположенных вблизи гетерохроматинового района. [c.113]

Хромосомы содержат ДНК — вещество наследственности. ДНК состоит из генов, регулирующих все виды клеточной активности. Деление ядра лежит в основе размножения клеток, а следовательно, и процесса воспроизведения. В ядрышке образуются рибосомы [c.179]

Хромосома — структурный элемент (органоид) клеточного ядра у эукариот (у прокариот — в цитоплазме) содержит линейную последовательность генов способна к воспроизведению с сохранением свойств в поколениях содержит участок спирально уложенной молекулы ДНК, длина которого во много раз превышает размеры хромосомы набор хромосом (кариотип) определяет все признаки вида и служит его устойчивой характеристикой, почти не меняясь в ходе эволюции. [c.194]

Теперь, конечно, мы знаем, что гены состоят из ДНК и что их структура сохраняется и воспроизводится не изолированно от остальной клетки, а зависит от ферментов, влияющих на точность воспроизведения и выполняющих необходимые каталитические функции. Все эти процессы подчиняются уже известным законам физики и химии, и не было никакой необходимости искать какие-то новые законы. [c.21]

Знакомясь с основными генетическими механизмами, мы до сих пор сосредоточивали свое внимание на селективных преимуществах, которые они обеспечивают клетке. Мы убедились в том, что клетке для выживания совершенно необходимо сохранение генетической информации путем репарации ее ДНК, а для размножения клеток столь же необходимо быстрое и точное ее воспроизведение. Выживание вида в целом связано, как известно, с появлением новых, более приспособленных генетических вариантов, а оно в значительной мере облегчается перегруппировкой генов и случайным перераспределением последовательностей ДНК в результате генетической рекомбинации. Теперь нам предстоит познакомиться с группой генетических элементов, которые ведут себя как паразиты, т.е. используют генетические механизмы клетки для своих собственных нужд. [c.313]

Репликация ДНК — система ферментативных процессов, ведущих к образованию и воспроизведению ДНК в клетке. Исходным пунктом множества гипотез, объясняющих репликацию ДНК, служит предположение о том, что ДНК как химический материал гена должна синтезироваться в виде копий (реплик) уже существующих молекул. Это подтверждается тем, что по нуклеотидному составу вновь синтезированная ДНК такая же, как ДНК-матрица. Макромолекулярная модель ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, помогает объяснить механизм репликации. Легко представить произвольный участок молекулы ДНК с определенной последовательностью нуклеотидов (рис. 22, верхняя часть рисунка). В соответствующих у повиях две полинуклеотидаые цепи ДНК раскручиваются и, отделяясь друг от друга, образуют одиночные цепи (рис. 22, средняя часть). Затем к каждому из оснований любой из одиночных цепей о участием ДНК-зависимой ДНК-полимеразы по принципу компле- [c.73]

Австрийский монах Грегор Мендель в 1865 г. сформулировал корпускулярную теорию наследственности. Согласно его теории родительские особи передают своим потомкам частицы, которые теперь называют генами и которые несут информацию, необходимую для воспроизведения родительских признаков. Гены служат калькой, по которой создаются признаки. [c.58]

Влияние радиоактивного излучения на живые системы может быть соматическим или генетическим. Соматическое воздействие оказывается на организм в течение всей его жизни. Генетическое воздействие вызывает генетический эффект, влияя на потомство вследствие нарущений в генах и хромосомах, ответственных за воспроизведение потомства. Генетические эффекты 1руднее поддаются изучению, чем соматические, поскольку генетические нарущения могут проявиться лишь через несколько поколений. К соматическим воздействиям радиоактивного излучения относятся ожоги , т. е. разрушения молекул, подобные тем, которые возникают при действии высоких температур. Кроме того, они проявляются в форме раковых заболеваний. Эти заболевания вызываются нарущениями в механизме, регулирующем рост клеток, что заставляет их размножаться неконтролируемым образом. Как правило, радиоактивное излучение представляет наибольшую опасность для тканей, которые воспроизводят себя с наибольшей скоростью, например костного мозга, кроветворных тканей и лимфатических узлов. По-видимому, лейкемия является наиболее распространенным раковым заболеванием, вызываемым радиоактивным излучением. [c.264]

По-видимому, мультипликация генов важна для дифференциации белков. Предполагается, что мультипликация генов играла важную роль в эволюции структуры и функции б чков [523, 525, 582, 584, 585, 592]. После кратного воспроизведения генов одна копия выполняет первоначальную функцию, тогда как другая (или другие) может развиваться для выполнения близкой или новой функции. Наиболее хорошо известными примерами являются гены человека, кодирующие а-, 3-, у, к-и С-цепи гемоглобинов и миоглобин. Ведется полемика (работы [586] и [523]) по вопросу о том, сколько поколений избыточного гена могут существовать в геноме и являются лп недеятельные (спящие) фэрмы этой экстракопии возможными промежуточными продуктами в процессе развития белка с новой функцией. [c.230]

Вирусы и другие нуклеопротеиды. Приаеденные примеры далеко не исчерпывают список известных нуклеопротеидных структур. Существует целый мир бактериальных, растительных и животных вирусоа, а котором обнаружено поразительное многообразие вирусных частиц (вирионов) к к по строению и составу, так и по способам хранения и воспроизведения генетической информации. В отличие от клеток, где хранителем наследственности всегда является двуспиральная ДНК, а РНК служит только для переноса и реализации генетической информации, вирусы в качестве генетического материала используют как ДНК (ДНК-содержащие вирусы), так и РНК (РНК-содержащие вирусы). Геномная ДНК может быть одноцепочечной или двуспиральной, кольцевой или линейной. РНК-содержащие вирусы также чрезвычайно разнообразны они могут содержать одноцепочечную или дауспиральную РНК, их геном может быть представлен одной или сразу несколькими молекулами РНК, упакованными в одну капсиду. [c.404]

В отличие от протеидов других классов простетические группы нуклеопротеидов— нуклеиновые кислоты, или полинуклеотиды, — являются макромолекулярными соединениями. Они имеют сложное строение и дают в результате гидролиза фосфорную кислоту, пентозу и пиримидиновые и пуриновые основания. Строение нуклеиновых кислот будет описано ниже (см. Нуклеиновые кислоты ). В плазме клетки (цитоплазме) было обнаружено также очень большое число шарообразных частиц, называемых микросомами, с молекулярными весами порядка нескольких миллионов, также состоящих из нуклеиновых кислот (рибонуклеиновой кислоты) и белков, В этих микросомах происходит синтез белков. Нуклеиновые кислоты микросомов действуют как матрицы или клише (гены), служащие для синтеза специфичных белков и для своего собственного воспроизведения (Н. Е, Паладе, 1955 г,), В этом синтезе участвуют также и ферменты, связывающие аминокислоты с аденозиимонофосфорпой кислотой (М, Хогланд, 1956 г.). [c.455]

История вопроса. Необходимость существования особых информационных, или матричных, РНК, т. е. молекул РНК, переносящих информацию о синтезе специфических полипептидов, непосредственно следует из того, что местом белкового синтеза служат рибосомы, находящиеся в цитоплазме, тогда как хранение и воспроизведение генетической информации осуществляется с помощью ДНК, которая локализована в ядре. Кроме того, высокая химическая и метаболическая стабильность ДНК, столь необходимая для осуществления ее генетической функции, делает малоправдонодобной гипотезу о синтезе белков непосредственно на генах. Все эти соображения привели к формулировке одного из основных положений молекулярной биологии, согласно которому поток информации идет в направлении ДНК [c.502]

Одним из краеугольных камней современной молекулярной биологии является гипотеза Уотсона и Крика выдвинутая ими в 1953 г. Эта гипотеза обобщила имевшиеся к гому времени данные о структуре и функциях ДНК и стимулировала развитие качественно новых подходов к изучению химии, физики и функциональной роли нуклеиновых кислот. В частности, вытекающий из гипотезы Уотсона и Крика принцип комплементарности был использован для объяснения механизмов передачи генетической информации как при воспроизведении генов, так и при биосинтезе белка. В дальнейшем эти механизмы нашли экспериментальное [c.249]

Однако за последние годы появились некоторые новые результаты, которые позволяют надеяться, что в этой области исследований удастся получить важные сведения о природе и механизме действия генов. Так, у дрозофилы иногда после транслокации возникает мозаичность, в частности в тех случаях, когда ген, располагавшийся в эухроматине, случайно перемещается в гетерохроматиновый участок. Мозаичность свидетельствует о том, что в разных клетках одной и той же особи какой-то локус представлен разными аллелями, действие которых проявляется фенотипически. У плодовой мушки, которая, например, гетерозиготна по красной окраске глаз, мозаичность означает, что некоторые фасетки глаза красные, а другие белые или же, возможно, имеют различные промежуточные оттенки между белым и красным цветом. Мозаичность, очевидно, представляет собой нарушение воспроизведения нормального гена, т. е. способности генов создавать точную копию самих себя. Как уже указывалось, это нарушение может быть связано с эффектом положения, т. е. может быть вызвано тем, что ген вместо нормальной локализации в эухроматиновом участке в результате транслокации оказывается расположенным в слишком близком соседстве с гетерохроматином. [c.263]

Чтобы понять истинную сущность генетики, необходимо рассматривать действие генов на микроскопическом уровне отдельной клетки, а не па макроскопическом уровне целого организма, состоящего из миллиардов высокодифференцированных клеток. Поэтому прежде, чем пытаться ответить на вопрос о том, каким образом гены родительских зародышевых клеток дрозофилы управляют процессом образования из этих клеток целой мухи, следует выяснить те механизмы, с помощью которых гены управляют образованием клеточных структур и компонентов при последовательных циклах роста и деления клеток. Иными словами, нужно рассмотреть основную биологическую проблему — как происходит рост и воспроизведение — с точки зрения управляемого генами химического синтеза нового клеточного материала. Поэтому выяснение этого вопроса мы начнем с краткого рассмотрения химической прг роды к.тетки. [c.36]

В каждом случае имеет место накопление белка, который подавляет дальнейший синтез, детерминируемый как собственным геном, так и любыми генами, подверженными репрессии. Эффект часто проявляется на уровне трансляции полицистронной мРНК и может быть в отдельных случаях воспроизведен in vitro. Таким образом, избыток свободного рибосомного белка служит сигналом для репрессии процесса трансляции. [c.203]

Не все многоклеточные организмы воспроизводятся с помощью специальных дифференцированных клеток. Многие простые животные (среди них губки и кишечнополостные) способны размножаться почкованием. Аналогичный способ используется многими растениями. Для полового размножения, однако, необходимы зародышевые клетки. Процесс полового размножения столь хорошо известен, что кажется простым, хотя он несомненно сложнее неполового воспроизведения и фебует мобилизации значительных ресурсов. Две особи одного вида, но разного пола обычно производят совершенно различные зародышевые (половые) клетки одна особь - яйцеклетки, Оругая - сперматозоиды. Яйцеклетка сливается со сперматозоидом с образованием зиготы - клетки, генотип которой представляет собой случайным образом перетасованный набор генов двух родителей Практически все виды эукариот, как многоклеточ- [c.48]

Более того, можно предсказать, что если генная терапия достигнет успеха в обозримом будущем, то это произойдет скорее всего в отношении некоторых дефектов ферментньа систем. Воспроизведение аномальных зигот, однако, ведет лишь к очень медленному увеличению частоты вредных генов (разд. 6.2.1.2). Увеличения частоты рецессивных заболеваний можно не бояться еще и по другой причине, в настоящее время большинство популящш не находятся в равновесии по рецессивным генам. Разрушение изоляции и резкое уменьшение числа близкородственных браков создали ситуацию, в которой общее число гомозигот намного ниже расчетного равновесного значения. В отсутствие других факторов, которые могли бы изменить известные преимущества гетерозигот в плане отбора, эта тенденция должна привести к медленному увеличению числа гомозигот через сотни будущих поколений (разд. 6.3.1.2) Поскольку 100 поколений соответствуют периоду времени в 2500-3000 лет, нет нужды волноваться по этому поводу уже теперь. За такой долгий период времени условия жизни могут измениться совершенно непредсказуемым образом. [c.177]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология