Генетика на пальцах - [2]

Шрифт
Интервал

Молекулы ДНК и РНК состоят из повторяющихся блоков, которые называются нуклеотидами. Нуклеотиды, в свою очередь, состоят из азотистого основания и одного из двух сахаров: рибозы или дезоксирибозы[3]. От сахара образуется название нуклеиновой кислоты. В состав ДНК и РНК входят четыре азотистых основания. Аденин (A), гуанин (G) и цитозин (C) – общие для обоих нуклеиновых кислот, тимин (T) встречается только в ДНК, а урацил (U) – только в РНК[4]. Условно азотистые основания можно сравнить с буквами, при помощи которых записывается наследственная информация организма.

Если с химической точки зрения ДНК и РНК довольно схожи между собой как представители одной и той же группы нуклеиновых кислот, то с генетической точки зрения разница между ними огромна. Молекулы ДНК являются хранителями наследственной информации и организаторами ее передачи по назначению. А молекулы РНК играют вспомогательную роль. Однако из этого правила существует исключение. У многих вирусов, не имеющих ДНК, наследственная информация «записана» на молекулах РНК. А еще у вирусов, наряду с двухцепочечной ДНК и одноцепочечной РНК, встречаются и двухцепочечная РНК, и одноцепочечная ДНК, имейте это в виду.

Молекулы ДНК гораздо крупнее молекул РНК, которые тоже не маленькие. Если молекулы РНК можно назвать крупными, то молекулы ДНК – гигантскими. Число нуклеотидов в ДНК может доходить до нескольких сотен миллионов. Молекулы ДНК состоят не из одной, а из двух нуклеотидных цепочек, которые для пущей компактности еще и закручены вокруг своей оси в спираль. Цепочки устроены так, что остатки фосфорной кислоты и дезоксирибозы выполняют роль каркаса, похожего на перила винтовой лестницы, а нуклеотиды-«ступеньки» располагаются внутри и доступны для считывания. А вот молекулы РНК состоят из одной длинной нуклеотидной цепочки, которая также закручивается в спираль, или из множества одинарных спиралей, образующих подобие клубка.


Схематическое изображение фрагментов молекул ДНК и РНК


Наследственную информацию, закодированную в молекулах ДНК, нужно передавать потомкам, верно? Следовательно, нужно копировать молекулы ДНК. Эти молекулы настолько сознательны, что копируют себя сами. Про сознательность была шутка, потому что молекулы разумом не обладают, а про самокопирование – чистая правда. Молекулы ДНК обладают способностью к самовоспроизведению, которая по-научному называется репликацией.

Процесс репликации происходит так. Двойная нуклеотидная цепочка разъединяется, и по каждому из фрагментов начинают «ползти», то есть перемещаться, белковые комплексы, содержащие фермент[5] под названием ДНК-полимераза. ДНК-полимераза считывает информацию с материнской цепочки и на ее основе создает новую цепочку. Таким образом в ходе процесса из одной молекулы ДНК образуются две дочерние, каждая из которых содержит половину (одну цепочку) материнской ДНК. Разъединение двойной спирали для копирования обеспечивает особый фермент, который называется хеликазой. Хеликазу можно сравнить с ножницами, разрезающими связи между цепочками.


Репликация


Репликация – основа наследственности. Дочерние ДНК должны являться копиями материнской ДНК. Обратите внимание на слово «должны», потому что оно имеет важное значение. Да, природа «запрограммировала» молекулы ДНК на точное самокопирование, однако во время репликации вместо нужного нуклеотида в цепочку может быть встроен другой, содержащий иное азотистое основание. Такие ошибки неизбежны. В результате наследственный код может измениться. Вот вам один из примеров изменчивости.

Имеете ли вы представление о скорости размножения бактерий? Если с питанием все в порядке, то есть бактерии находятся в питательной среде, содержащей все необходимое, то примерно раз в 20 минут одна бактерия будет делиться на две дочерние клетки. В идеальных условиях, исключающих гибель бактерий, от одной клетки-праматери за 10 часов может образоваться миллион потомков! А вот амеба, пребывающая в благоприятных условиях, делится надвое раз в сутки, а то и реже. Как, по-вашему, чем можно объяснить столь большую разницу в скорости размножения у двух одноклеточных организмов?

Давайте вспомним, что амебы относятся к эукариотам, то есть организмам, клетки которых имеют ядро[6], а бактерии – к безъядерным прокариотам. У эукариот репликация протекает со скоростью от 500 до 5000 нук– леотидных пар в минуту, а у прокариот скорость репликации гораздо выше и в среднем составляет около 100 000 пар в минуту. Почему? Да потому, что у эукариот молекулы ДНК содержатся в ядрах, а у прокариот находятся в цитоплазме – полужидкой внутренней среде клетки. Проще говоря, в клетках-эукариотах ДНК хранится в «упакованном» виде, а у прокариот в «распакованном», полностью готовом к копированию. Прокариотам, в отличие от эукариот, не приходится тратить время на «распаковку» и «упаковку» молекул ДНК, а также на транспортировку «строительного материала» внутрь ядра из цитоплазмы, потому и репликация у них протекает гораздо быстрее. Кроме того, амебы имеют более сложное строение, чем бактерии, а на воспроизводство большего количества клеточных структур тоже требуется больше времени. Но главное различие – скорость репликации.

Продолжить чтение
Еще от автора Андрей Левонович Шляхов
Генетика для начинающих

Эта книга предназначена для тех, кто не привык киснуть перед телевизором или зависать над смартфоном. Она для любознательных людей, которые готовы дать пищу уму, вспомнить давно забытое или узнать что-то новое. Эта книга – не учебник, не руководство и не задачник, а сборник бесед на химические темы. Форма подачи материала легкая и ни к чему не обязывающая. Каждая глава начинается с чего-то «отвлеченного», что на первый взгляд может вообще не иметь никакого отношения к химии, а затем разговор от отвлеченного переходит к конкретному.

Доктор Данилов в морге, или Невероятные будни патологоанатома

Перед вами – один из самых увлекательных романов Андрея Шляхова. Холодный кафельный пол, угрюмые санитары, падающие в обморок студенты-медики. Бывалый доктор Данилов оказывается в морге, к счастью пока как сотрудник этого таинственного учреждения. Изнанка жизни патологоанатомов еще страшнее, чем видится нам, простым обывателям. Вперед, в царство Аида, только не оглядывайтесь и не закрывайте книгу – все самое интересное только начинается.

Ошибка доктора Данилова

Много куда закидывала судьба доктора Данилова, но выступать в роли судебного эксперта ему еще никогда не доводилось. Впрочем, выступить ему так и не довелось, но он старался сделать все возможное для защиты несправедливо обвиненного коллеги… «Правосудие торжествует даже в тех случаях, когда у него нет для этого оснований», говорил Конфуций.

Доктор Данилов в кожно-венерологическом диспансере

Кожно-венерологический диспансер — самое таинственное из всех медицинских учреждений. Здесь не задерживаются те, кто не умеет держать язык за зубами… Доктор Данилов думал, что нашел спокойную работу, но очень скоро понял, что он ошибся. Сифилис и гонорея излечимы, глупость — нет.КВД — это место, где надо всегда быть начеку. Стоит однажды расслабиться — и ты пропал. Но самое интересное в кожно-венерологическом диспансере — это не диагнозы, а причины заболеваний. Вот тут-то и начинается самый настоящий триллер с элементами комедии.

Доктор Данилов в Склифе

Склиф – это не институт и не больница. Это особый мир. Доктору Данилову посчастливилось» устроиться на работу в место, которое называют и «Кузницей здоровья», и «Фабрикой смерти», и «Главной помойкой Минздрава».Вы знаете, сколько существует способов самоубийства и что делают с несостоявшимися смертниками врачи? Что хуже – отравиться дорогим героином или дешевым нашатырем? Герои и подлецы, циники и святые…Некоторые говорят, что Склиф – это нечто среднее между бойней и церковью.Сколько можно продержаться в главном институте Скорой помощи Данилов не знал, тем более, после одного страшного случая.

Доктор Данилов в сельской больнице

Покидая Москву, доктор Данилов и представить не мог, в каких условиях ему придется работать в провинции. Ужас, ужас. Ужас и еще десять раз ужас — вот что такое сельская больница. Столичная медицина отличается от провинциальной ровно настолько, насколько Москва отличается от всей остальной России.Но, тем не менее, и здесь живут люди. Если попадете в Сельскую больницу, не спешите отчаиваться. Некоторым счастливчикам удается выйти отсюда живыми…

Рекомендуем почитать
Ум первобытного человека

Книга известного американского антрополога, лингвиста и естествоиспытателя Франца Боаса содержит его взгляды на историю развития человеческой культуры и умственных способностей человека. Автор опровергает утверждение о существовании даровитых и менее одаренных рас; он показывает, что успехи и достижения различных рас, равно как и различия в их анатомических признаках, не являются доказательством различия их умственных дарований. Боас рассматривает вопрос об устойчивости человеческих типов, исследует влияние окружающей среды и наследственности на анатомическое строение и склад ума человека.

Капиталистическое отчуждение труда и кризис современной цивилизации

В монографии исследуются эволюция капиталистического отчуждения труда в течение последних ста лет, возникновение новых форм отчуждения, влияние растущего отчуждения на развитие образования, науки, культуры, личности. Исследование основывается на материалах философских, социологических и исторических работ.

Тайны продуктов питания

Пища всегда была нашей естественной и неизбежной потребностью, но отношение к ней менялось с изменением социальных условий. Красноречивым свидетельством этого является тот огромный интерес к разнообразным продуктам питания, к их природе и свойствам, который проявляет сегодня каждый из нас. Только, достигнув высокого уровня жизни и культуры, человек, свободный от проблемы — где и как добыть пищу, имеет возможность выбирать из огромного ассортимента высококачественных продуктов то, что отвечает его вкусу, что полезнее и нужнее ему, и не только выбирать, но и руководить своим питанием, строить его сообразно требованиям науки о питании и запросам собственного организма.

Социально-культурные проекты Юргена Хабермаса

В работе проанализированы малоисследованные в нашей литературе социально-культурные концепции выдающегося немецкого философа, получившие названия «радикализации критического самосознания индивида», «просвещенной общественности», «коммуникативной радициональности», а также «теоретиколингвистическая» и «психоаналитическая» модели. Автором показано, что основной смысл социокультурных концепций Ю. Хабермаса состоит не только в критико-рефлексивном, но и конструктивном отношении к социальной реальности, развивающем просветительские традиции незавершенного проекта модерна.

Вторжение: Взгляд из России. Чехословакия, август 1968

Пражская весна – процесс демократизации общественной и политической жизни в Чехословакии – был с энтузиазмом поддержан большинством населения Чехословацкой социалистической республики. 21 августа этот процесс был прерван вторжением в ЧССР войск пяти стран Варшавского договора – СССР, ГДР, Польши, Румынии и Венгрии. В советских средствах массовой информации вторжение преподносилось как акт «братской помощи» народам Чехословакии, единодушно одобряемый всем советским народом. Чешский журналист Йозеф Паздерка поставил своей целью выяснить, как в действительности воспринимались в СССР события августа 1968-го.

Сандинистская революция в Никарагуа. Предыстория и последствия

Книга посвящена первой успешной вооруженной революции в Латинской Америке после кубинской – Сандинистской революции в Никарагуа, победившей в июле 1979 года.В книге дан краткий очерк истории Никарагуа, подробно описана борьба генерала Аугусто Сандино против американской оккупации в 1927–1933 годах. Анализируется военная и экономическая политика диктатуры клана Сомосы (1936–1979 годы), позволившая ей так долго и эффективно подавлять народное недовольство. Особое внимание уделяется роли США в укреплении режима Сомосы, а также истории Сандинистского фронта национального освобождения (СФНО) – той силы, которая в итоге смогла победоносно завершить революцию.