Синтезатор; e прот; інеси
Синтез білка
1. Дезоксирибонуклеїнова кислота, спадковий матеріал
1.1 Експеримент Герші та Чейза
З 1950-х років відомо, що хромосоми містять нуклеїнову кислоту та білки. Експеримент Герші та Чейза, проведений вперше в 1952 р., Дозволяє визначити, який компонент серед цих двох молекулярних видів несе спадкову інформацію.
Віруси - це облігатні паразити, які можуть розмножуватися лише в заражених ними клітинах. Вони є найменшими відомими організмами, від 5 до 200 нм, і вони складаються з двох частин: білкової оболонки, що містить молекулу нуклеїнової кислоти. Деякі віруси називаються бактеріофагами (ми часто говоримо простіше «фагами»), оскільки вони атакують бактеріальні клітини. Фаги групи Т ("Т" для "Тип") належать до складних вірусів, оскільки мають голову і хвіст; існує 7 типів: Т1 - Т7.
Діаграми, що ілюструють експеримент Херші та Чейза (після Пурва, Хоріанса та Хеллера, змінено).
Досвід чітко показує, що вірусна нуклеїнова кислота є спадковим матеріалом вірусів, тобто "планами побудови" вірусів нового покоління, а "виробничим заводом" є заражена клітина.
Діаграма, що ілюструє життєвий цикл вірусу групи Т (після Мадера, модифікована).
1.2 Будова дезоксирибонуклеїнової кислоти
Дезоксирибонуклеїнова кислота або ДНК (ДНК) - це дуже довгий полімер нуклеотидів. Кожен нуклеотид складається з молекули дезоксирибози (тобто вуглевод рибози, втративши атом кисню), пов'язаний з одного боку з пуриновою основою (аденін або гуанін, молекули, складені з двох кілець) або з піримідиновою основою (тимін або цитозин, молекули, що утворюються одним кільцем), а з іншого боку зв’язаний з фосфатним іоном, наявність якого надає молекулі кислотний характер. Отже, існує чотири різних нуклеотиди. Відповідні нуклеозиди відновлюються до асоціації дезоксирибози та основи (вони відповідають нуклеотидам без їх фосфатного іона) і називаються дезоксиаденозином, дезоксигуанозином, дезокситимідином та дезоксицитидином .
Хімічна структура дезоксиаденозинфосфату, одного з чотирьох нуклеотидів дезоксирибонуклеїнової кислоти (пуринова основа жовта, а дезоксирибоза червона).
Хімічна структура дезоксигуанозинфосфату, одного з чотирьох нуклеотидів дезоксирибонуклеїнової кислоти (пуринова основа зелена, а дезоксирибоза червона).
Хімічна структура дезокситимідин фосфату, одного з чотирьох нуклеотидів дезоксирибонуклеїнової кислоти (піримідинова основа рожева, а дезоксирибоза червона).
Хімічна структура дезоксицитидинфосфату, одного з чотирьох нуклеотидів дезоксирибонуклеїнової кислоти (піримідна основа - синя, а дезоксирибоза - червона).
Азотисті основи нуклеотидів ДНК можуть утворювати між собою низькоенергетичні зв’язки: мости водню. Дійсно, якщо атом зв’язаний з дуже електронегативним атомом, він може утворити слабкий зв’язок з іншим електронегативним атомом, що несе електронну пару, що не зв’язує. Ця взаємодія, що називається "водневим мостом", є слабкішою за більшість хімічних зв'язків (енергія його дисоціації становить близько 30 кДж/моль або 7 ккал/моль), але тим не менш сильніша, ніж прості міжмолекулярні сили Ван дер Стін.
Оскільки аденін утворює дві водневі зв’язки з тиміном, а гуанін утворює три з цитозином (це називається комплементарним спарюванням основ), то молекула ДНК, полімер нуклеотидів, складається з двох взаємодоповнюючих ланцюгів, пов’язаних поперечно мостами водню. Ці дві нитки ідеально доповнюють один одного, враховуючи унікальність зв’язків A-T та C-G.
Тонка структура молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (за Пурвом, Горіансом та Хеллером).
Уотсон і Крик показали, що молекула ДНК має форму подвійної спіралі, що обертається, шириною близько 2 нм, а саме, що вона приймає форму скрученої драбини, яка повертається праворуч, "вертикальні стійки" якої складаються з чергування послідовностей дезоксирибозів і фосфатів, а бруски постійної ширини виготовляються з об’ємної пуринової основи (з двома циклами), об’єднаної з менш об’ємною основою піримідину (з одним циклом).
Той факт, що подвійна спіраль ДНК обертається вправо (а не вліво, як це могло б бути) у всіх організмах, в яких вона вивчалась, становить надзвичайну спільність, яка аргументує користь єдиного загального еволюційного походження.
Спіральна структура молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (за Пурвесом, Горіансом та Хеллером). Ширина подвійної спіралі становить 2 нм.
Спіральна структура молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (з http://www.ama-assn.org/ama/upload/images/36/dna.gif).
Молекулярна модель молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (з http://finkbeiner.com/Sciaching/Images/DNA.jpg).
Геном організму, тобто вся спадкова інформація, необхідна для його виживання, розвитку та розмноження, складається з ДНК, що міститься в еукаріотах, в клітині ядра, мітохондріях, а також у хлоропластах рослин. Один із найдовших відомих геномів, набагато довший за геном людини, сам по собі середнього розміру, - це молочниця Convallaria majalis і містить 91,10 9 нуклеотидів!
У наступній таблиці наведено кілька прикладів довжини геному різних організмів. Зверніть увагу, що вірус грипу має геном, який складається з однієї ланцюга РНК (рибонуклеїнової кислоти), але всі інші - з подвійної спіралі ДНК.