Lection01
.pdf
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
ДНК это длинная, линейная, цепочечные молекула, состоящая из повторяющихся блоков нуклеотидов. Молекулы ДНК несут сообщения в четырехбуквенном алфавите:
a аденин, t тимин, g гуанин, c цитозин,
ãäå a, t, g, c азотистые основания нуклеотидов.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Нуклеотид содержит азотистое основание, соединенное с сахаром, и фосфорную кислоту.
Рис. 15. Нуклеотид.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
В каждой клетке есть специальные системы, которые считывают заложенную в ДНК информацию и на ее основе создают новые белки. Хранящиеся в ДНК "сообщения" особым образом закодированы. Даже у микроорганизмов сообщение длинное, обычно состоит из 106 букв. В структуре ДНК полностью оговорены механизмы репликации и переноса информации с гена на белок.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Рис. 16. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Двойная спираль это пространственная структура, в форме которой существует ДНК. У каждой цепочки есть напарница, с которой они переплетаются на всем своем протяжении. Цепочки ДНК объединяются в пары не просто так.
Во-первых, двойная спираль значительно более стабильна, чем одиночная цепочка.
Во-вторых, сдвоенные цепочки ДНК не путаются, поэтому считывание информации проходит без проблем.
В-третьих, вторая цепь необходима в качестве гарантии сохранности информации.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
В нитях ДНК нуклеотиды соединены один за другим в длинные цепочки. В итоге закодированная информация выглядит примерно так:
aatgcgtaagcc...
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Цепочкм ДНК соединяются в пары не случайным образом, а, по принципу комплементарности. Это означает, что напротив каждого нуклеотида в одной цепочке всегда находится строго определенный нуклеотид из второй цепочки.
Парой для a всегда выступает t, а напарником g является c.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Рис. 17. Принцип комплементарности ДНК
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Принцип комплементарности ДНК позволяет однозначно восстановить последовательность, имея только одну цепочку. Если ДНК каким-либо образом повреждается, и теряются кусочки одной из цепочек, специальные белки заполняют возникшие бреши, используя в качестве матрицы для синтеза новой цепочки ее напарницу.
ВВЕДЕНИЕ В БИОИНФОРМАТИКУ
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
Существует еще один критически важный для клетки процесс, который требует существования двойной спирали это деление клеток. Перед тем как удвоиться, клетка синтезирует вторую копию всей своей ДНК.
Рис. 18. Репликация ДНК.