Лекция 4

Тема: ОРГАНИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОГО ММААТТЕЕРРИИААЛЛАА

nЭволюция понятия "ген".

o Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информа-

ции.

p Гипотеза "один ген - один фермент".

q Строение и функции нуклеиновых кислот.

r Центральная догма молекулярной биологии.

s

t Генетический код и его свойства.

u

c Ген - участок молекулы ДНК, определяющий последовательность

аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в РНК. 1865г. Мендель – наследственные задатки организма.

Начало XX в. Вейсман, Бэтсон - гены стабильны и неизменяемы. 1901г. деФриз– самопроизвольность измененийнаследственныхзадатков. 1902г. Бовери и Сеттон - связь наследственных факторов с хромосомами. 1909г. Иогансен – понятие "ген".

1911г. Морган – гены расположены в хромосомах. 1925г. Надсон и Филиппов - индуцированные мутации.

1928 г. Н. К. Кольцов – ген – это участок белковой молекулы. 1928 г. Гриффитс – опыты по трансформации бактерий. 1941 г. Бидл и Татум – гипотеза "один ген – один фермент". 1952г. Циндер и Ледерберг – опыты по трансдукции вирусов.

1953г. Уотсон и Крик – химическая природа гена (модель строения ДНК). В конце 50-х годов XX века С. Бензер - ген дискретен (имеет субъеди-

ницы: мутон, рекон, цистрон.

В 60-е годы XX века Ниренберг, Очоа, Корана – генетический код.

2

d1928 г. Гриффитс – опыты по трансформации бактерий.

1944г. Эйвери установил химическую природу вещества, трансформирующего наследственные свойства бактерий. Свойство вирулентности от одного штамма пневмококков к другому передается фрагментами

ДНК.

Трансформация - способность штамма бактерий встраивать участки ДНК другого штамма и

приобретать при этом его свойства.

3

e В 1941 г. Бидл и Татум установили, что гены детрмини-

руют синтез ферментов, которые через клеточный метаболизм влияют на развитие морфологических и физиологических признаков. Они предложили гипотезу:

Один ген - один фермент

Гипотеза оказалась не совсем верной и в настоящее время она трактуется следующим образом:

Один ген - один полипептид

так как ген не всегда детерминирует синтез целой белковой молекулы, а чаще всего одной полипептидной цепочки, из совокупности которых образуется фермент.

5

Азотистые снования нуклеотидов, присоединенные к С1′ дезоксирибозы, направлены

внутрь спирали, между ними возникают водородные связи, поддерживающие вторичную структуру молекулы ДНК. Химическая природа азотистых оснований разная: пурины – аденин (А) и гуанин (Г), пиримидины – тимин (Т) и цитозин (Ц). Образование водородных связей строго упорядочено и происходит в соответствии с принципом комплементарности: между А и Т образуется 2 связи (А=Т), между Г и Ц – 3 (Г≡Ц).

Комплементарность лежит в основе закономерностей нуклеотидного состава ДНК (правила Чаргафа):

¾А=Т и Г=Ц;

¾А+Г = Ц+Т;

Свойства ДНК: репликация и репарация.

Функции ДНК: хранение и воспроизведение генетической информации.

7

РНК представляет собой полинуклеотид. Структура РНК сходна с ДНК, но имеются следующие отличия: вместо дезоксирибозы - рибоза; вместо тимина - урацил; РНК представлена 1 цепочкой (у вирусов - двумя).

информацию от гена к рибосомам, выполняя роль матриц для синтезируемого полипептида. И-РНК состоит из 1 цепи, длина которой зависит от длины полипептида, который должен синтезироваться на этой матрице.

р-РНК составляет 80-85% от всей РНК. Участвует в формировании рибосом и обеспечивает контакт и-РНК и т-РНК в процессе трансляции.

8

gПуть передачи информации от ДНК к РНК и белку, Крик (1958) назвал

В 1960 г. Жакоб и Моно высказали предположение, что такая гипотеза неверна, так как р-РНК не может служить матрицей для сборки белка, и только и-РНК является посредником между ДНК и белоксинтезирующей системой. Открытие механизма репликации ДНК и обнаружение ДНК-зависимой

h Репликация ДНК - протекает в S период интерфазы полуконсерва-

тивным способом. Новая молекула ДНК состоит из 1 «старой» цепочки и 1 «новой».

Репликация одновременно начинается в нескольких местах молекулы ДНК. Участок ДНК от точки начала одной репликации до точки начала другой,

несколько ДНК-полимераз, движущихся в противоположных направлениях. Это антипараллельный и прерывистый принцип синтеза.

10