Молекулярна генетика проникає в таємниці спадковості

До початку другої світової війни велику кількість досліджень довів правильність хромосомної теорії спадковості. Було ясно, що саме хромосоми, а не будь-які інші частини клітини регулюють передачу потомству спадкових якостей. Але залишалося з`ясувати найголовніше - хімічну структуру хромосом. Які речовини, що входять до складу хромосом, визначають спадковість і як це відбувається? Дослідження цих питань супроводжувалося подальшим розвитком генетики, її новими великими успіхами.

Провісником появи нової, молекулярної генетики був Н. К. Кольцов, який в 1928 р висловив припущення, що хромосоми - це гігантські молекули. Однак розкрити таємниці молекулярних основ спадковості в той час ще не було можливості. Поступово методи досліджень удосконалювалися, застосовувалися нові - використання різних форм променевої енергії, мічених атомів, фотографування в ультрафіолетовому світлі і ін.

Особливу увагу дослідників було звернено на будову ядра і хромосом. Було з`ясовано, що і в цитоплазмі і в ядрі в тій або іншій кількості завжди знаходяться так звані нуклеїнові кислоти. Серед них розрізняють дезоксирибонуклеїнової кислоти, коротко ДНК, і РНК - РНК. ДНК зустрічається переважно в хромосомах ядра клітини, а РНК - як в ядрі, так і в цитоплазмі.

Відео: Таємниці генома человека.Кто і звідки ми.От Адама до атома

Мал. 6. Схема будови молекули ДНК. Вона складається з двох ниток, кожна з яких містить залишки фосфорної кислоти (Ф), цукру (С) і чотири азотистих підстави: аденін (А), тимін (Т), цитозин (Ц), гуанін (Г).

Відео: 100 Найбільших Відкриттів - Генетика (Фільм від ASHPIDYTU в 2004)

Дослідження показали, що хромосоми складаються з білка і молекул ДНК. Молекули ДНК в хромосомах - це досить великі полімерні молекули, що складаються з двох полінуклеотидних ниток, спірально обвиває один одного (рис. 6). Кожна нитка складається з окремих ланок - нуклеотидів. Чудова особливість молекул ДНК - їх здатність до самовідтворення (ауторепродукции). Це властивість грунтується на тому, що дві полінуклеотидні нитки, пов`язані в молекулі ДНК водневими зв`язками, відходять один від одного і кожна з них стає матрицею для майбутньої нової молекули. Завдяки притоку нуклеотидів з цитоплазми кожна матриця будує додаткову полінуклеотидних ланцюг і перетворюється в двуспіральную молекулу ДНК, повністю повторює хімічну будову вихідної материнської молекули.

Безліч дослідів показало, що в молекулах ДНК записана особливим хімічною мовою - генетичним кодом спадкова інформація. Цей код складений -з різних комбінацій чотирьох азотистих основ, що входять до складу ДНК, - аденіну, тиміну, цитозину і гуаніну.

Основою життя тваринного або рослини і їх клітин є білки - найскладніші органічні сполуки, що складаються з більшої чи меншої кількості амінокислот. В організмі тваринного і рослини багато всіляких білків, які виконують різні функції. Так, наприклад, в м`язових волокнах міститься білок міозин, в еритроцитах - гемоглобін, в підшлунковій залозі - інсулін і т. П. У процесах обміну речовин велике значення мають також різноманітні білки - ферменти (див. Ст. «Біохімія - наука про склад і перетвореннях речовин в організмах »). Синтез, т. Е. Освіту, білків відбувається в цитоплазмі клітини, а специфічні особливості білків визначаються генетичною інформацією, що полягає в ДНК хромосом. Синтез білків в цитоплазмі відбувається під контролем ДНК. У процесі синтезу білків беруть участь також молекули трьох різних видів рибонуклеїнових кислот.

Молекули РНК відрізняються від молекул ДНК: вони менше і складаються з меншої кількості ланок - нуклеотидів. У складі молекули ДНК містяться залишки цукру дезоксирибози, а молекули РНК - залишки іншого цукру - рибози. Звідси і назва цих кислот. Крім того, в РНК немає тиміну, він повністю замінений іншим, схожим на тимін азотистих основ - урацілом.

У процесі синтезу білків одна з рибонуклеїнових кислот - транспортна РНК - з`єднується з активованими амінокислотами. Для активації використовується енергія, яку виробляють в цитоплазмі мітохондрії (особливі клітинні органели).

Інша РНК, яку називають інформаційною, передає від молекул ДНК, які перебувають в хромосомах, генетичну інформацію про склад білка

в рибосоми цитоплазми, на яких і завершується синтез білка. Третя РНК - рибосомная - входить до складу рибосом. Процес синтезу білків показує найтісніший взаємозв`язок між біохімічними процесами, що відбуваються в цитоплазмі і в ядрі.