Molecula de ADN este formată din două. Acidul dezoxiribonucleic

De la cursul de biologie școlară, toată lumea știe că ADN-ul este o „bancă de date” care stochează informații despre toate ființele vii. Este ADN-ul care face posibilă transmiterea datelor despre dezvoltarea și funcționarea organismelor vii în timpul reproducerii lor. Acidul dezoxiribonucleic este baza tuturor viețuitoarelor. Datorită acestei molecule, toate organismele își pot menține populația. Ce știi despre ADN-ul uman?

În 1869, lumea a aflat despre existența ADN-ului: această descoperire a fost făcută de Johann Friedrich Miescher. Și aproape 100 de ani mai târziu (1953), doi oameni de știință remarcabili au făcut o descoperire senzațională: ADN-ul este format dintr-o dublă helix. Acești oameni de știință au fost Francis Crick și James Watson. De atunci, de mai bine de 50 de ani, oamenii de știință din întreaga lume au încercat să descopere toate secretele ADN-ului.

ADN uman - misterul rezolvat:

– ADN-ul tuturor oamenilor de pe planetă este identic în proporție de 99,9% și doar 0,1% este unic. Acest 0,1% este cel care influențează cine suntem și cum suntem. Uneori se întâmplă ca această valoare (0,1%) să se manifeste într-un mod foarte neașteptat: se nasc copii care nu arată ca părinții lor, ci ca străbunica sau străbunicul unuia dintre părinți și, uneori, strămoși chiar mai îndepărtați. apărea.

– Suntem 30% salată și 50% banane! Și asta este adevărat: ADN-ul fiecăruia dintre noi, indiferent de vârstă, sex, culoarea pielii și alte caracteristici, este identic cu ADN-ul frunzelor de salată verde și al bananelor cu 30, respectiv 50 la sută.

– Eritrocitele (globulele roșii din sânge) sunt singurele celule cărora le lipsește ADN-ul.

– Există 80 de mii de gene în ADN-ul uman, iar 200 dintre ele sunt moștenite de la bacterii.

– Foarte rar se nasc oameni care au nu 1, ci 2 seturi de ADN. Astfel de oameni se numesc himere; organele din corpul lor au ADN diferit.

– Oamenii au doar 2 cromozomi mai puțini decât cimpanzeii.

– Codul genetic uman are 2 sensuri. Anterior se credea că valoarea era 1, dar omul de știință american John Stamatoiannopoulos și echipa sa au descoperit a doua valoare în 2013. Datorită acestei descoperiri, medicina occidentală a început să se dezvolte în direcția studierii genomului uman, care va permite în viitor un tratament „genetic”.

– Există un „Disc al nemuririi” în spațiu, care stochează ADN-ul digitizat al unor personalități remarcabile.

– Pe planeta noastră există organisme vii al căror ADN, în cele mai favorabile condiții de viață, le-ar putea oferi nemurirea. Dar omul nu este unul dintre ei.

Și acestea nu sunt toate misterele moleculei mici, fără de care viața pe Pământ ar fi imposibilă.

Noua privire asupra ADN-ului

ADN-ul este un mister profund pentru majoritatea dintre noi. Auzim acest cuvânt, parcă îi înțelegem sensul, dar nici nu ne imaginăm cât de complex este acest lucru și de ce este de fapt nevoie de el. Deci, hai să încercăm să ne dăm seama împreună. Mai întâi, să vorbim despre ceea ce ni s-a învățat la școală și apoi despre ce nu am fost învățați.

ADN-ul (acidul dezoxiribonucleic) este principalul program uman. Din punct de vedere chimic, este o moleculă de polimer foarte lungă care arată ca două lanțuri care se învârt în spirală unul în jurul celuilalt. Fiecare lanț este alcătuit din „blocuri de construcție” repetate numite nucleotide. Fiecare nucleotidă este formată din zahăr (dezoxiriboză), grup fosfat si de fapt baza azotata. Legăturile dintre nucleotide din lanț sunt formate din deoxiriboză și o grupare fosfat. Și bazele azotate asigură legătura dintre cele două lanțuri elicoidale. Adică crearea efectivă a materiei vii. Există patru tipuri de baze. Și este secvența lor cea care formează codul genetic.

Codul genetic uman conține aproximativ trei miliarde de perechi de baze ADN și aproximativ 23.000 de gene (la ultimul număr), care sunt responsabile pentru toate caracteristicile și calitățile caracteristice noastre. Aceasta include tot ceea ce primim de la natură, precum și ceea ce moștenim de la părinții noștri și de la părinții lor. O genă este o unitate a eredității într-un organism viu. Poate conține informații despre culoarea ochilor, cum se creează un rinichi și despre boli moștenite, cum ar fi boala Alzheimer. Deci ereditatea nu este doar calitățile părinților, ci și calitățile generale ale unei persoane. Putem spune că genele conțin tot ceea ce este uman despre noi, împreună cu caracteristicile unice moștenite de la părinții noștri. Este posibil să fi auzit și de ARN (acid ribonucleic). Este implicat în procesul de transcripție, care începe de fapt producția și gestionarea proteinelor. ADN-ul este șablonul pe care este creat ARN-ul și programul pe care îl urmează procesul.

Ascultați cu atenție: această moleculă minusculă cu dublu helix poate fi văzută doar cu un microscop electronic foarte puternic. Dar este format din trei miliarde de părți! Vă puteți imagina cât de mici sunt aceste părți? În esență, vedem doar forma de ADN descoperită de Watson și Crick în Anglia în 1953, pe baza datelor de difracție de raze X obținute de Rosalind Franklin.<…>

A durat încă 43 de ani până când oamenii de știință au reușit să deseneze structura întregii molecule de ADN în februarie 2001.<…>

Apoi a început munca adevărată, deoarece studiul structurii a arătat doar structura chimică generală a ADN-ului. Imaginează-ți că acestea sunt scrisori dintr-o carte uriașă. Acum oamenii de știință cunoșteau fiecare literă, dar habar n-aveau ce fel de limbă este! Trebuiau să dezlege limba pentru a vedea întreaga imagine, să înțeleagă cuvintele din carte și să găsească genele. Atunci au descoperit că lucrurile iau o întorsătură neașteptată. Cei mai buni oameni de știință din țară și cele mai puternice computere s-au luptat să găsească codurile pe care se așteptau să le vadă în structura chimică a genomului uman.

Gândim tridimensional. Nu poți face nimic în privința asta. Aceasta este realitatea noastră și nu putem spera să scăpăm de ea. Dar acest lucru ne împiedică adesea să vedem imaginea de ansamblu. Știința începe acum să declare cu voce tare că Universul și tot ce este în el este multidimensional. Deci, mai devreme sau mai târziu, va trebui să inventăm matematica care să se potrivească unui astfel de model, precum și să descoperim noi legi fizice și să învățăm să gândim mai larg. Între timp, oamenii de știință fac presupuneri foarte serioase că genomul uman este liniar și întreaga structură genetică umană este conținută în trei miliarde de „litere” de ADN. Dar asta nu este adevărat.<…>

Contrar oricărei logici, oamenii de știință nu au putut găsi codurile, deși știau absolut că sunt acolo. Au folosit cele mai bune calculatoare moderne, capabile să spargă coduri, în căutarea simetriei pe care o generează orice limbaj. Și au găsit-o. Descoperirea trebuie să le fi suflat mințile și, în același timp, le-a prezentat cel mai mare mister biologic al secolului.

Din întreaga structură chimică a celui mai complex genom uman, doar 4% poartă codul! Doar ADN-ul care codifică proteine conține codul clar pentru producerea genelor, iar prezența sa acolo era destul de evidentă. Este atât de tridimensional încât ați putea vedea literalmente semnele de început și oprire în secvența genelor! La fel ca codurile computerizate moderne, chimia sa adaptat la așteptările noastre, dar doar o mică parte din genomul uman a contribuit la producerea celor 23.000 de gene ale corpului uman. Orice altceva era acolo ca și cum „degeaba”.

Permiteți-mi să vă fac o analogie pentru o astfel de dezamăgire. O farfurie zburătoare apare deasupra noastră. Face trucuri uimitoare - plutește în aer, sfidează gravitația și se comportă așa cum ne-am aștepta de la o farfurie zburătoare. Apoi aterizează. Ne apropiem și ne dăm seama că înăuntru nu este nimeni. Aparent, aceasta este doar o sondă robot trimisă pe Pământ. Deodată, partea superioară a plăcii se ridică, invitând oamenii de știință de top să arunce o privire asupra modului în care funcționează. Suntem foarte încântați, realizând că suntem aproape de a rezolva unele mistere. Suntem pe cale să descoperim o nouă fizică! Începem să căutăm motorul și ne așteaptă o surpriză: compartimentul motor este plin până la refuz cu un fel de gunoi! Nu, poate seamănă mai mult cu granulele de spumă pe care le punem în pachete de vase ca umplutură. Aceste granule sunt clar legate între ele, unele dintre ele chiar se mișcă, dar nu fac nimic. Nu există nicio structură vizibilă în acest material; doar umple spațiul. Sapi „umplerea” cu o lopată, arunci găleată după găleată de peleți și în cele din urmă găsești un obiect minuscul strălucitor cu niște fire care ies din el. Evident, acest obiect este motorul, inima navei. Deci Littel! Se potrivește în palmă și controlează totul! Încerci să-l pornești. Și apoi se dovedește că fără „umplutură” farfuria zburătoare nu vrea să zboare. Turnați granulele înapoi - și farfuria zboară din nou! Deci, se dovedește că „de umplere” face ceva până la urmă? Sau nu? Cum poate face umplutura ceva? Eroarea este clară. Ne așteptam să vedem un motor - ceva strălucitor, cablat, liniar și complet în structura sa - și l-am găsit. Ceea ce ni s-a părut „umplutură” sau „ambalaj”, am aruncat imediat. Înțelegi ce este supravegherea și care este metafora?

S-a dovedit a fi o glumă. ADN-ul este format din trei miliarde de părți, dintre care majoritatea nu fac nimic! Doar un mic patru procente fac toată munca! Ce nonsens! Știm că natura este foarte rațională. Putem observa evoluția ființelor vii chiar și în timpul uneia dintre viețile noastre și înțelegem cât de intenționată este natura. Dacă peștii sunt închiși într-o peșteră subterană, după aproximativ zece ani, ochii lor dispar. Natura elimină tot ce nu este necesar și îl vedem peste tot. Cu toate acestea, 96% din ADN-ul nostru este doar gunoi! Suntem noi, culmea evoluției, 96% gunoi? Acest lucru contrazice tot ceea ce observăm în natură, dar exact asta s-a întâmplat. Părțile ADN-ului care nu codifică proteine au fost declarate „deschis” chiar și de cele mai bune minți. Regiunile care codifică non-proteine erau aleatorii, nu aveau simetrie sau scop aparent și păreau inutile.

Faceți cunoștință cu gânditorii non-3D

Să încercăm să abordăm farfuria noastră zburătoare cu idei noi. Poate că această „umplere” aparent haotică nu face parte deloc din motor. Poate este o hartă! La urma urmei, nava trebuie să știe unde se duce. Atunci crezi că este un alt tip de card. Poate că într-o stare cuantică nava are nevoie de o hartă cuantică? Ce ar putea fi? Că trebuie să existe ceva care i-ar permite să existe într-o lume liniară, dar ar putea da instrucțiuni unui mic motor strălucitor pentru a controla nava în trei dimensiuni. În acest caz, știm că nava are caracteristici multidimensionale, deoarece își poate controla masa. De asemenea, știm din fizica noastră cuantică că atunci când ne mutăm în lumea multidimensională, timpul și spațiul așa cum le cunoaștem încetează să mai existe. Aceste două concepte sunt înlocuite de potențiale și de o abundență complet neliniară și confuză de „reguli de eveniment” care au foarte puțin sens pentru noi în a treia dimensiune. Așadar, „umplutura” ciudată și haotică nu este deloc dezordonată - doar li se pare așa creaturilor 3D (tu, eu și oamenii de știință)! Trebuie să fie exact unde se află pentru ca motorul să aibă capacitatea de a muta nava. Ați putea spune că „filler” este un modificator de motor și trebuie să fie prezent în cantități semnificative pentru că are multe de „spune” motorului despre cum să se miște într-un mod multidimensional.

De ani de zile am suportat termenul „ADN nedorit”. Cu toate acestea, brusc am început să gândim diferit. "Și dacă,- a spus cineva, - nu există cod în gunoi, pentru că nu ar trebui să fie acolo? Ce se întâmplă dacă acel 96% din ADN conține cumva reguli cuantice neliniare care guvernează părțile codificate? Acesta este un concept complet nou și controversat - dar cel puțin depășește logica 3D limitată!

Iată un mesaj de la Universitatea din California din San Diego pe 13 iulie 2007, după cum a raportat CBS News:

Așa-numitul „ADN nedorit” – 96% din genomul uman care pare a fi inutil – poate juca un rol mai important decât sugerează numele său, spun oamenii de știință din SUA. O echipă internațională de oameni de știință a descoperit că o parte din ADN-ul nedorit poate servi la crearea unui cadru care ajută la organizarea corectă a celor 4%. „Unele dintre ADN-ul nedorit pot fi considerate semne de punctuație, virgule și puncte, ajutând la înțelegerea semnificației secțiunilor codificate ale genomului”, spune coautorul acestei teorii Victoria Lunyak, cercetător la KUSD.

Cred că începem să vedem aspectul multidimensional al biologiei noastre, care este evident uriaș! Ce se întâmplă dacă 96% din ADN-ul nostru este un set de instrucțiuni pentru ceilalți 4%? Atunci această parte nu este deloc haotică, ci doar așa pare gândirii 3D. Semnele de punctuație pot părea a fi litere ale alfabetului? Nu. Atunci ce este? Au simetrie? Sunt pronunțate cumva? Nu. Dacă te uiți la semnele de punctuație în limba noastră, acestea pot părea a fi plasate într-o ordine aleatorie. Dacă, de exemplu, ai privi această pagină fără să știi nimic despre limbă și structura ei, semnele de punctuație ți se vor părea lipsite de sens. Nu au simetrie. Dacă rulați această pagină printr-un supercomputer, va ajunge să identifice cuvintele și semnificația lor probabilă, dar nu și semnele de punctuație.

Gandeste-te la asta. Motorul pe care îl căutăm într-o farfurie zburătoare era de fapt acolo. Această porțiune de 4% care codifică proteine servește drept „motor genial”. Și „gunoiul” este de 96%, similar umpluturii granulare. Acum bănuim că se întâmplă ceva complet diferit și că 96% poate fi de fapt un model de constructor multidimensional și 4% pur și simplu un motor care se supune designului său.

Nu vi se pare interesant acest raport? Conform învățăturilor Kryon, doar 8% din ADN se află în a treia dimensiune, iar 92% din ADN controlează restul.

Este posibil să asistăm la o recunoaștere treptată a faptului că ADN-ul funcționează mult diferit decât ne așteptam și că este mai complex decât un cod care poate fi citit chimic.

extrase din cartea lui Kryon și Lee Carroll, „The Twelve Layers of DNA”

(împreună cu ARN), care sunt polimeri, sau mai exact, polinucleotide (monomer – nucleotidă).

ADN-ul este responsabil de stocarea și transmiterea codului genetic în timpul diviziunii celulare. Prin moleculele de ADN se realizează ereditatea și variabilitatea. Toate tipurile de ARN sunt sintetizate din ADN. Mai mult, diferite tipuri de ARN asigură în comun sinteza proteinelor celulare, adică implementează informații genetice.

În celulele eucariote, marea majoritate a ADN-ului se găsește în nucleu, unde se complexează cu proteine speciale pentru a forma cromozomi. În celulele procariote există o moleculă mare de ADN circulară (sau liniară) (de asemenea, în complex cu proteine). În plus, celulele eucariote au propriul lor ADN în mitocondrii și cloroplaste.

În cazul ADN-ului, fiecare nucleotidă este formată din 1) o bază azotată, care poate fi adenină, guanină, citozină sau timină, 2) dezoxiriboză, 3) acid fosforic.

Secvența de nucleotide dintr-un lanț de ADN determină structura primară a moleculei. ADN-ul se caracterizează printr-o structură secundară a moleculei sub forma unei duble helix (cel mai adesea dreptaci). În acest caz, două catene de ADN sunt conectate între ele prin legături de hidrogen formate între baze azotate complementare.

Adenina este complementară timinei, iar guanina este complementară citozinei. Se formează două legături de hidrogen între adenină și timină și trei între guanină și citozină. Astfel, guanina și citozina sunt legate unele de altele puțin mai strâns (deși legăturile de hidrogen sunt slabe în principiu). Numărul de legături este determinat de caracteristicile structurale ale moleculelor.

Adenina și guanina sunt purine și constau din două inele. Timina și citozina sunt baze pirimidinice cu un singur inel. Astfel, între coloana vertebrală (formată din alternantă dezoxiriboză și acid fosforic) a două lanțuri de ADN, pentru orice pereche de nucleotide de lanțuri diferite, există întotdeauna trei inele (deoarece o purină cu două inele este întotdeauna complementară doar unui anumit inel unic). pirimidină). Acest lucru permite ca lățimea dintre firele moleculei de ADN să fie păstrată aceeași pe tot parcursul (aproximativ 2,3 nm).

Există aproximativ 10 nucleotide într-o tură a helixului. Lungimea unei nucleotide este de aproximativ 0,34 nm. Lungimea moleculelor de ADN este de obicei enormă, depășind milioane de nucleotide. Prin urmare, pentru a se potrivi mai compact în nucleul celulei, ADN-ul suferă diferite grade de „supercoiling”.

Când citiți informații din ADN (adică sintetizarea ARN-ului pe acesta, acest proces este numit transcriere) are loc despiralizarea (procesul invers al spiralizării), cele două lanțuri diverg sub acțiunea unei enzime speciale. Legăturile de hidrogen sunt slabe, astfel încât separarea și reticulare ulterioară a lanțurilor are loc cu un consum redus de energie. ARN-ul este sintetizat din ADN după același principiu de complementaritate. Doar în locul timinei din ARN, uracilul este complementar cu adenina.

Codul genetic, scris pe moleculele de ADN, este format din tripleți (secvențe de trei nucleotide) care reprezintă un aminoacid (monomer proteic). Cu toate acestea, majoritatea ADN-ului nu codifică proteine. Semnificația unor astfel de părți ale moleculei variază și în mare parte nu este pe deplin înțeleasă.

Înainte ca o celulă să se divizeze, cantitatea de ADN se dublează întotdeauna. Acest proces se numește replicare. Este de natură semi-conservativă: lanțurile unei molecule de ADN diverge și fiecare este completată cu propriul lanț complementar nou. Ca urmare, dintr-o moleculă de ADN dublu catenar se obțin două ADN dublu catenar, identice cu primul.

În ADN, lanțurile de polinucleotide sunt multidirecționale, adică în cazul în care un lanț are un capăt de 5" (un rest de acid fosforic este atașat la al cincilea atom de carbon al deoxiribozei), celălalt are un capăt de 3" (fără carbon de acid fosforic).

În timpul replicării și transcripției, sinteza continuă întotdeauna în direcția de la capătul de 5" la capătul de 3", deoarece noile nucleotide se pot atașa doar la atomul de carbon liber de 3".

Structura și rolul ADN-ului ca substanță responsabilă pentru informațiile ereditare a fost clarificată în anii 40-50 ai secolului XX. În 1953, D. Watson și F. Crick au determinat structura dublu catenară a ADN-ului. Anterior, E. Chargaff a descoperit că în ADN cantitatea de timină corespunde întotdeauna cu adenină, iar cantitatea de guanină cu citozină.

LA acizi nucleici includ compuși cu înaltă polimeri care se descompun în timpul hidrolizei în baze purinice și pirimidinice, pentoză și acid fosforic. Acizii nucleici conțin carbon, hidrogen, fosfor, oxigen și azot. Există două clase de acizi nucleici: acizi ribonucleici (ARN)Și acizi dezoxiribonucleici (ADN).

Structura și funcțiile ADN-ului

ADN- un polimer ai cărui monomeri sunt dezoxiribonucleotide. Un model al structurii spațiale a moleculei de ADN sub forma unui dublu helix a fost propus în 1953 de J. Watson și F. Crick (pentru a construi acest model au folosit lucrările lui M. Wilkins, R. Franklin, E. Chargaff). ).

molecula de ADN format din două lanțuri de polinucleotide, răsucite elicoidal unul în jurul celuilalt și împreună în jurul unei axe imaginare, i.e. este o spirală dublă (cu excepția faptului că unii virusuri care conțin ADN au ADN monocatenar). Diametrul dublei helix ADN este de 2 nm, distanța dintre nucleotidele adiacente este de 0,34 nm și există 10 perechi de nucleotide pe tură a helixului. Lungimea moleculei poate ajunge la câțiva centimetri. Greutatea moleculară - zeci și sute de milioane. Lungimea totală a ADN-ului din nucleul unei celule umane este de aproximativ 2 m. În celulele eucariote, ADN-ul formează complexe cu proteinele și are o conformație spațială specifică.

Monomer ADN - nucleotidă (dezoxiribonucleotidă)- constă din reziduuri a trei substanțe: 1) o bază azotată, 2) o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (pentoză) și 3) acid fosforic. Bazele azotate ale acizilor nucleici aparțin claselor pirimidinelor și purinelor. Bazele ADN-pirimidinice(au un inel în molecula lor) - timină, citozină. Baze purinice(au două inele) - adenină și guanină.

Monozaharida nucleotidă ADN este dezoxiriboza.

Numele unei nucleotide este derivat din numele bazei corespunzătoare. Nucleotidele și bazele azotate sunt indicate cu majuscule.

Lanțul polinucleotidic se formează ca rezultat al reacțiilor de condensare a nucleotidelor. În acest caz, între carbonul 3" al restului de deoxiriboză al unei nucleotide și restul de acid fosforic al alteia, legătură fosfoesterică(aparține categoriei de legături covalente puternice). Un capăt al lanțului de polinucleotide se termină cu un carbon de 5" (numit capăt de 5"), celălalt se termină cu un carbon de 3" (capăt de 3").

Opus unei catene de nucleotide este oa doua catenă. Dispunerea nucleotidelor în aceste două lanțuri nu este întâmplătoare, ci strict definită: timina este întotdeauna situată opus adeninei unui lanț din celălalt lanț, iar citozina este întotdeauna situată opus guaninei, între adenină și timină iau două legături de hidrogen și trei legăturile de hidrogen apar între guanină și citozină. Modelul conform căruia nucleotidele diferitelor lanțuri de ADN sunt ordonate strict (adenină - timină, guanină - citozină) și se conectează selectiv între ele se numește principiul complementaritatii. De remarcat că J. Watson și F. Crick au ajuns să înțeleagă principiul complementarității după ce s-au familiarizat cu lucrările lui E. Chargaff. E. Chargaff, după ce a studiat un număr mare de mostre de țesuturi și organe ale diferitelor organisme, a descoperit că în orice fragment de ADN conținutul de reziduuri de guanină corespunde întotdeauna exact conținutului de citozină, iar adenina timinei ( „Regula lui Chargaff”), dar nu a putut explica acest fapt.

Din principiul complementarității rezultă că secvența de nucleotide a unui lanț determină secvența de nucleotide a celuilalt.

Catenele de ADN sunt antiparalele (multidirectionale), i.e. nucleotidele diferitelor lanțuri sunt situate în direcții opuse și, prin urmare, opus capătului de 3" al unui lanț se află capătul de 5" al celuilalt. Molecula de ADN este uneori comparată cu o scară în spirală. „Balustrada” acestei scări este o coloană vertebrală de zahăr-fosfat (reziduuri alternative de deoxiriboză și acid fosforic); „treptele” sunt baze azotate complementare.

Funcția ADN-ului- stocarea si transmiterea informatiilor ereditare.

Replicarea ADN-ului (reduplicarea)

- procesul de autoduplicare, principala proprietate a moleculei de ADN. Replicarea aparține categoriei reacțiilor de sinteză a matricei și are loc cu participarea enzimelor. Sub acțiunea enzimelor, molecula de ADN se desfășoară, iar în jurul fiecărui lanț se construiește un nou lanț, acționând ca șablon, după principiile complementarității și antiparalelismului. Astfel, în fiecare ADN fiică, o catenă este catena mamă, iar a doua este nou sintetizată. Această metodă de sinteză se numește semiconservatoare.

„Materialul de construcție” și sursa de energie pentru replicare sunt trifosfați dezoxiribonucleozidici(ATP, TTP, GTP, CTP) care conține trei resturi de acid fosforic. Când trifosfații dezoxiribonucleozidici sunt încorporați într-un lanț polinucleotidic, două resturi terminale de acid fosforic sunt scindate, iar energia eliberată este utilizată pentru a forma o legătură fosfodiester între nucleotide.

Următoarele enzime sunt implicate în replicare:

helicaze („desfășurați” ADN);
proteine destabilizatoare;
ADN topoizomeraze (ADN tăiat);
ADN polimeraze (selectează trifosfații dezoxiribonucleozidici și le atașează complementar la catena matriță de ADN);
primaze ARN (formează primeri ARN);
ADN ligaze (leagă fragmentele de ADN între ele).

Cu ajutorul helicazelor, ADN-ul este dezlegat în anumite secțiuni, secțiunile monocatenar de ADN sunt legate de proteine destabilizatoare și un furcă de replicare. Cu o divergență de 10 perechi de nucleotide (o tură a helixului), molecula de ADN trebuie să facă o revoluție completă în jurul axei sale. Pentru a preveni această rotație, ADN-topoizomeraza taie o catenă de ADN, permițându-i să se rotească în jurul celei de-a doua catene.

ADN polimeraza poate atașa o nucleotidă numai la carbonul de 3" al dezoxiribozei nucleotidei anterioare, prin urmare această enzimă se poate deplasa de-a lungul ADN-ului șablon într-o singură direcție: de la capătul de 3" la capătul de 5" al acestui ADN șablon . Deoarece în ADN-ul mamă lanțurile sunt antiparalele , atunci pe diferitele sale lanțuri ansamblul lanțurilor polinucleotidice fiice are loc diferit și în direcții opuse. Pe lanțul 3"-5", sinteza lanțului polinucleotidic fiică se desfășoară fără întrerupere; această fiică lanțul va fi numit conducere. Pe un lanț de 5"-3" - intermitent, în fragmente ( fragmente din Okazaki), care, după terminarea replicării, sunt cusute într-o singură catenă de ADN ligaze; acest lanț de copii se va numi întârziat (rămânând în urmă).

O caracteristică specială a ADN polimerazei este că își poate începe lucrul numai cu "seminte" (grund). Rolul de „amorsări” este îndeplinit de secvențe scurte de ARN formate din enzima ARN primaza și asociate cu ADN șablon. Primerii ARN sunt îndepărtați după finalizarea ansamblării lanțurilor de polinucleotide.

Replicarea se desfășoară în mod similar în procariote și eucariote. Rata de sinteză a ADN-ului la procariote este cu un ordin de mărime mai mare (1000 de nucleotide pe secundă) decât la eucariote (100 de nucleotide pe secundă). Replicarea începe simultan în mai multe părți ale moleculei de ADN. Un fragment de ADN de la o origine de replicare la alta formează o unitate de replicare - replicon.

Replicarea are loc înainte de diviziunea celulară. Datorită acestei capacități a ADN-ului, informațiile ereditare sunt transferate de la celula mamă la celulele fiice.

Reparație („reparație”)

Reparații este procesul de eliminare a deteriorării secvenței de nucleotide ADN. Realizat de sisteme enzimatice speciale ale celulei ( enzime reparatoare). În procesul de refacere a structurii ADN-ului se pot distinge următoarele etape: 1) nucleazele de reparare a ADN-ului recunosc și îndepărtează zona deteriorată, în urma căreia se formează un gol în lanțul ADN; 2) ADN polimeraza umple acest gol, copiend informații din a doua catenă („bună”); 3) ADN ligaza „reticulă” nucleotidele, completând repararea.

Cele mai studiate au fost trei mecanisme de reparare: 1) fotoreparare, 2) reparare excizională sau pre-replicativă, 3) reparare post-replicativă.

Modificări ale structurii ADN-ului apar în celulă în mod constant sub influența metaboliților reactivi, radiațiilor ultraviolete, metalelor grele și sărurilor acestora etc. Prin urmare, defectele sistemelor de reparare cresc rata proceselor de mutație și provoacă boli ereditare (xeroderma pigmentosum, progeria, etc.).

Structura și funcțiile ARN

- un polimer ai cărui monomeri sunt ribonucleotide. Spre deosebire de ADN, ARN-ul este format nu din două, ci dintr-un singur lanț de polinucleotide (cu excepția faptului că unii virusuri care conțin ARN au ARN dublu catenar). Nucleotidele ARN sunt capabile să formeze legături de hidrogen între ele. Lanțurile de ARN sunt mult mai scurte decât lanțurile de ADN.

Monomer ARN - nucleotidă (ribonucleotidă)- constă din reziduuri a trei substanțe: 1) o bază azotată, 2) o monozaharidă cu cinci atomi de carbon (pentoză) și 3) acid fosforic. Bazele azotate ale ARN aparțin și ele claselor de pirimidine și purine.

Bazele pirimidinice ale ARN sunt uracil și citozină, iar bazele purinice sunt adenina și guanina. Monozaharida nucleotidă ARN este riboza.

A evidentia trei tipuri de ARN: 1) informativ(mesager) ARN - ARNm (ARNm), 2) transport ARN - ARNt, 3) ribozomal ARN - ARNr.

Toate tipurile de ARN sunt polinucleotide neramificate, au o conformație spațială specifică și participă la procesele de sinteză a proteinelor. Informațiile despre structura tuturor tipurilor de ARN sunt stocate în ADN. Procesul de sinteză a ARN-ului pe un șablon de ADN se numește transcripție.

Transfer ARN-uri conțin de obicei 76 (de la 75 la 95) nucleotide; greutate moleculară - 25 000-30 000. tARN reprezintă aproximativ 10% din conținutul total de ARN din celulă. Funcțiile ARNt: 1) transportul aminoacizilor la locul sintezei proteinelor, la ribozomi, 2) intermediar de translație. Există aproximativ 40 de tipuri de ARNt găsite într-o celulă, fiecare dintre ele având o secvență unică de nucleotide. Cu toate acestea, toate ARNt-urile au mai multe regiuni complementare intramoleculare, datorită cărora ARNt-urile capătă o conformație asemănătoare frunzei de trifoi. Orice ARNt are o buclă pentru contactul cu ribozomul (1), o buclă anticodon (2), o buclă pentru contactul cu enzima (3), o tulpină acceptor (4) și un anticodon (5). Aminoacidul este adăugat la capătul de 3" al tulpinii acceptoare. Anticodon- trei nucleotide care „identifică” codonul ARNm. Trebuie subliniat faptul că un ARNt specific poate transporta un aminoacid strict definit corespunzător anticodonului său. Specificitatea conexiunii dintre aminoacid și ARNt se realizează datorită proprietăților enzimei aminoacil-ARNt sintetaza.

ARN ribozomal conţin 3000-5000 de nucleotide; greutate moleculară - 1 000 000-1 500 000. ARNr reprezintă 80-85% din conținutul total de ARN din celulă. În complex cu proteinele ribozomale, ARNr formează ribozomi - organele care realizează sinteza proteinelor. În celulele eucariote, sinteza ARNr are loc în nucleoli. Funcțiile ARNr: 1) o componentă structurală necesară a ribozomilor și, astfel, asigurând funcționarea ribozomilor; 2) asigurarea interacțiunii ribozomului și ARNt; 3) legarea inițială a ribozomului și codonul inițiator al ARNm și determinarea cadrului de citire, 4) formarea centrului activ al ribozomului.

ARN mesager a variat în conținutul de nucleotide și greutatea moleculară (de la 50.000 la 4.000.000). ARNm reprezintă până la 5% din conținutul total de ARN din celulă. Funcțiile ARNm: 1) transfer de informații genetice de la ADN la ribozomi, 2) matrice pentru sinteza unei molecule de proteine, 3) determinarea secvenței de aminoacizi a structurii primare a unei molecule de proteine.

Structura și funcțiile ATP

Acid adenozin trifosforic (ATP)- o sursă universală și un acumulator principal de energie în celulele vii. ATP se găsește în toate celulele vegetale și animale. Cantitatea de ATP este în medie de 0,04% (din greutatea umedă a celulei), cea mai mare cantitate de ATP (0,2-0,5%) se găsește în mușchii scheletici.

ATP este format din reziduuri: 1) o bază azotată (adenină), 2) o monozaharidă (riboză), 3) trei acizi fosforici. Deoarece ATP conține nu unul, ci trei reziduuri de acid fosforic, acesta aparține trifosfaților ribonucleozidici.

Cea mai mare parte a muncii care se întâmplă în celule utilizează energia hidrolizei ATP. În acest caz, când restul terminal al acidului fosforic este eliminat, ATP se transformă în ADP (acid adenozin difosforic), iar când al doilea reziduu de acid fosforic este eliminat, acesta se transformă în AMP (acid adenozin monofosforic). Randamentul de energie liberă la eliminarea ambelor reziduuri terminale și secundare de acid fosforic este de 30,6 kJ. Eliminarea celei de-a treia grupări fosfat este însoțită de eliberarea a doar 13,8 kJ. Legăturile dintre terminalul și al doilea, al doilea și primul reziduu de acid fosforic se numesc de înaltă energie (high-energy).

Rezervele de ATP sunt reînnoite în mod constant. În celulele tuturor organismelor, sinteza ATP are loc în procesul de fosforilare, adică. adăugarea de acid fosforic la ADP. Fosforilarea are loc cu intensitate diferită în timpul respirației (mitocondrii), glicolizei (citoplasmei) și fotosintezei (cloroplaste).

ATP este principala legătură între procesele însoțite de eliberarea și acumularea de energie și procesele care au loc cu consumul de energie. În plus, ATP, împreună cu alți trifosfați ribonucleozidici (GTP, CTP, UTP), este un substrat pentru sinteza ARN.

Mergi la cursurile nr. 3„Structura și funcțiile proteinelor. enzime"

Mergi la cursurile nr. 5"Teoria celulei. Tipuri de organizare celulară”

Molecula de ADN este formată din două catene care formează o dublă helix. Structura sa a fost descifrată pentru prima dată de Francis Crick și James Watson în 1953.

La început, molecula de ADN, constând dintr-o pereche de lanțuri de nucleotide răsucite unul în jurul celuilalt, a dat naștere la întrebări despre motivul pentru care avea această formă specială. Oamenii de știință numesc acest fenomen complementaritate, ceea ce înseamnă că numai anumite nucleotide pot fi găsite una față de cealaltă în firele sale. De exemplu, adenina este întotdeauna opusă timinei, iar guanina este întotdeauna opusă citozinei. Aceste nucleotide ale moleculei de ADN sunt numite complementare.

Schematic este descris astfel:

T - A

C - G

Aceste perechi formează o legătură chimică nucleotidă, care determină ordinea aminoacizilor. În primul caz este puțin mai slab. Legătura dintre C și G este mai puternică. Nucleotidele necomplementare nu formează perechi între ele.

Despre clădire

Deci, structura moleculei de ADN este specială. Are această formă dintr-un motiv: faptul este că numărul de nucleotide este foarte mare și este nevoie de mult spațiu pentru a găzdui lanțuri lungi. Din acest motiv, lanțurile sunt caracterizate de o răsucire în spirală. Acest fenomen se numește spiralizare, permite scurtarea firelor de aproximativ cinci până la șase ori.

Organismul folosește unele molecule de acest tip foarte activ, altele rar. Acestea din urmă, pe lângă spiralizare, suferă și un astfel de „ambalaj compact” precum superspiralizarea. Și apoi lungimea moleculei de ADN scade de 25-30 de ori.

Care este „ambalajul” unei molecule?

Procesul de supraînfăşurare implică proteine histone. Au structura și aspectul unei bobine de ață sau a unei tije. Pe ele sunt înfășurate fire spiralate, care devin imediat „ambalate compact” și ocupă puțin spațiu. Când apare necesitatea de a folosi unul sau altul fir, acesta este derulat dintr-o bobină, de exemplu, o proteină histonă, iar spirala se desfășoară în două lanțuri paralele. Când molecula de ADN este în această stare, datele genetice necesare pot fi citite din ea. Cu toate acestea, există o condiție. Obținerea informațiilor este posibilă numai dacă structura moleculei de ADN are o formă nerăsucită. Cromozomii care sunt accesibili pentru citire se numesc eucromatine, iar dacă sunt supraînrolați, atunci sunt deja heterocromatine.

Acizi nucleici

Acizii nucleici, ca și proteinele, sunt biopolimeri. Funcția principală este stocarea, implementarea și transmiterea informațiilor ereditare (genetice). Ele vin în două tipuri: ADN și ARN (dezoxiribonucleic și ribonucleic). Monomerii din ele sunt nucleotide, fiecare dintre acestea conținând un reziduu de acid fosforic, un zahăr cu cinci atomi de carbon (dezoxiriboză/riboză) și o bază azotată. Codul ADN include 4 tipuri de nucleotide - adenina (A) / guanina (G) / citozina (C) / timina (T). Se deosebesc prin baza azotată pe care o conțin.

Într-o moleculă de ADN, numărul de nucleotide poate fi uriaș - de la câteva mii la zeci și sute de milioane. Astfel de molecule gigantice pot fi examinate printr-un microscop electronic. În acest caz, veți putea vedea un dublu lanț de catene polinucleotidice, care sunt conectate între ele prin legături de hidrogen ale bazelor azotate ale nucleotidelor.

Cercetare

Pe parcursul cercetărilor, oamenii de știință au descoperit că tipurile de molecule de ADN diferă în diferite organisme vii. De asemenea, s-a descoperit că guanina dintr-un lanț se poate lega doar de citozină, iar timina de adenină. Dispunerea nucleotidelor într-un singur lanț corespunde strict celui paralel. Datorită acestei complementarități a polinucleotidelor, molecula de ADN este capabilă să se dubleze și să se auto-reproducă. Dar mai întâi, lanțurile complementare, sub influența enzimelor speciale care distrug nucleotidele pereche, diverg, iar apoi în fiecare dintre ele începe sinteza lanțului lipsă. Acest lucru se întâmplă din cauza nucleotidelor libere prezente în cantități mari în fiecare celulă. Drept urmare, în locul „moleculei mamă”, se formează două „fiice”, identice ca compoziție și structură, iar codul ADN devine cel original. Acest proces este un precursor al diviziunii celulare. Acesta asigură transmiterea tuturor datelor ereditare de la celulele mamă la celulele fiice, precum și la toate generațiile ulterioare.

Cum se citește codul genetic?

Astăzi, nu se calculează doar masa unei molecule de ADN - este, de asemenea, posibil să se afle date mai complexe care anterior erau inaccesibile oamenilor de știință. De exemplu, puteți citi informații despre modul în care un organism își folosește propria celulă. Desigur, la început această informație este în formă codificată și are forma unei anumite matrice și, prin urmare, trebuie transportată la un purtător special, care este ARN. Acidul ribonucleic este capabil să pătrundă în celulă prin membrana nucleară și să citească informațiile codificate din interior. Astfel, ARN-ul este un purtător de date ascunse de la nucleu la celulă și diferă de ADN prin faptul că conține riboză în loc de deoxiriboză și uracil în loc de timină. În plus, ARN-ul este monocatenar.

sinteza ARN

Analiza aprofundată a ADN-ului a arătat că, după ce ARN-ul părăsește nucleul, acesta intră în citoplasmă, unde poate fi integrat ca matrice în ribozomi (sisteme enzimatice speciale). Ghidați de informațiile primite, aceștia pot sintetiza secvența adecvată de aminoacizi proteici. Ribozomul învață din codul triplet ce tip de compus organic trebuie atașat la lanțul proteic care se formează. Fiecare aminoacid are propriul său triplet specific, care îl codifică.

După ce formarea lanțului este finalizată, acesta capătă o formă spațială specifică și se transformă într-o proteină capabilă să-și îndeplinească funcțiile hormonale, de construcție, enzimatice și de altă natură. Pentru orice organism este un produs genetic. Din aceasta sunt determinate tot felul de calități, proprietăți și manifestări ale genelor.

Genele

Procesele de secvențiere au fost dezvoltate în primul rând pentru a obține informații despre câte gene are o moleculă de ADN în structura sa. Și, deși cercetările au permis oamenilor de știință să facă progrese mari în această chestiune, nu este încă posibil să se cunoască numărul exact al acestora.

Cu doar câțiva ani în urmă se presupunea că moleculele de ADN conțin aproximativ 100 de mii de gene. Puțin mai târziu, cifra a scăzut la 80 de mii, iar în 1998, geneticienii au declarat că într-un ADN sunt prezente doar 50 de mii de gene, care reprezintă doar 3% din lungimea totală a ADN-ului. Dar ultimele concluzii ale geneticienilor au fost izbitoare. Acum ei susțin că genomul include 25-40 de mii dintre aceste unități. Se dovedește că doar 1,5% din ADN-ul cromozomial este responsabil pentru codificarea proteinelor.

Cercetarea nu s-a oprit aici. O echipă paralelă de specialiști în inginerie genetică a descoperit că numărul de gene dintr-o moleculă este exact de 32 de mii. După cum puteți vedea, este încă imposibil să obțineți un răspuns definitiv. Sunt prea multe contradicții. Toți cercetătorii se bazează doar pe rezultatele lor.

A existat evoluție?

În ciuda faptului că nu există dovezi ale evoluției moleculei (deoarece structura moleculei de ADN este fragilă și de dimensiuni mici), oamenii de știință au făcut totuși o presupunere. Pe baza datelor de laborator, ei au exprimat următoarea versiune: în stadiul inițial al apariției sale, molecula avea forma unei peptide simple autoreplicabile, care includea până la 32 de aminoacizi găsiți în oceanele antice.

După auto-replicare, datorită forțelor selecției naturale, moleculele au dobândit capacitatea de a se proteja de elementele externe. Au început să trăiască mai mult și să se reproducă în cantități mai mari. Moleculele care s-au găsit în bula de lipide au avut toate șansele să se reproducă. Ca urmare a unei serii de cicluri succesive, bulele de lipide au dobândit forma membranelor celulare, iar apoi - particulele binecunoscute. Trebuie remarcat faptul că astăzi orice secțiune a unei molecule de ADN este o structură complexă și clar funcțională, ale cărei caracteristici oamenii de știință nu le-au studiat încă pe deplin.

Lumea modernă

Recent, oamenii de știință din Israel au dezvoltat un computer care poate efectua trilioane de operații pe secundă. Astăzi este cea mai rapidă mașină de pe Pământ. Întregul secret este că dispozitivul inovator este alimentat de ADN. Profesorii spun că, în viitorul apropiat, astfel de computere vor putea chiar să genereze energie.

În urmă cu un an, specialiștii de la Institutul Weizmann din Rehovot (Israel) au anunțat crearea unei mașini de calcul moleculare programabile, formată din molecule și enzime. Au înlocuit microcipurile de siliciu cu ele. Până în prezent, echipa a făcut progrese suplimentare. Acum doar o moleculă de ADN poate furniza unui computer datele necesare și combustibilul necesar.

„Nanocalculatoarele” biochimice nu sunt o ficțiune; ele există deja în natură și se manifestă în fiecare creatură vie. Dar adesea nu sunt gestionate de oameni. O persoană nu poate opera încă pe genomul vreunei plante pentru a calcula, să zicem, numărul „Pi”.

Ideea de a folosi ADN-ul pentru stocarea/procesarea datelor a venit pentru prima dată în minte oamenilor de știință în 1994. Atunci a fost folosită o moleculă pentru a rezolva o problemă matematică simplă. De atunci, o serie de grupuri de cercetare au propus diverse proiecte legate de calculatoarele ADN. Dar aici toate încercările s-au bazat doar pe molecula de energie. Nu puteți vedea un astfel de computer cu ochiul liber; arată ca o soluție transparentă de apă într-o eprubetă. Nu există piese mecanice în el, ci doar trilioane de dispozitive biomoleculare - și aceasta este doar într-o picătură de lichid!

ADN uman

Oamenii au devenit conștienți de tipul de ADN uman în 1953, când oamenii de știință au putut pentru prima dată să demonstreze lumii un model de ADN dublu catenar. Pentru aceasta, Kirk și Watson au primit Premiul Nobel, deoarece această descoperire a devenit fundamentală în secolul al XX-lea.

De-a lungul timpului, desigur, au demonstrat că o moleculă umană structurată poate arăta nu numai ca în versiunea propusă. După ce au efectuat o analiză ADN mai detaliată, au descoperit forma A-, B- și forma stângă Z-. Forma A- este adesea o excepție, deoarece se formează numai dacă există o lipsă de umiditate. Dar acest lucru este posibil doar în studiile de laborator; pentru mediul natural acest lucru este anormal; un astfel de proces nu poate avea loc într-o celulă vie.

Forma B este clasică și este cunoscută ca un lanț dublu pentru dreptaci, dar forma Z nu este doar răsucită în direcția opusă stângii, ci are și un aspect mai în zig-zag. Oamenii de știință au identificat, de asemenea, forma G-quadruplex. Structura sa nu are 2, ci 4 fire. Potrivit geneticienilor, această formă apare în zonele în care există o cantitate în exces de guanină.

ADN artificial

Astăzi există deja ADN artificial, care este o copie identică a celui real; urmează perfect structura dublei spirale naturale. Dar, spre deosebire de polinucleotida originală, cea artificială are doar două nucleotide suplimentare.

Deoarece dublarea a fost creată pe baza informațiilor obținute din diverse studii ale ADN-ului real, aceasta poate fi și copiată, auto-replicată și evolutivă. Experții lucrează la crearea unei astfel de molecule artificiale de aproximativ 20 de ani. Rezultatul este o invenție uimitoare care poate folosi codul genetic în același mod ca ADN-ul natural.

La cele patru baze azotate existente, geneticienii au adăugat două în plus, care au fost create prin modificarea chimică a bazelor naturale. Spre deosebire de ADN-ul natural, ADN-ul artificial s-a dovedit a fi destul de scurt. Conține doar 81 de perechi de baze. Totuși, se reproduce și evoluează.

Replicarea unei molecule obținute artificial are loc datorită reacției în lanț a polimerazei, dar până acum acest lucru nu se întâmplă independent, ci prin intervenția oamenilor de știință. Ei adaugă în mod independent enzimele necesare la ADN-ul menționat, plasându-l într-un mediu lichid special preparat.

Rezultat final

Procesul și rezultatul final al dezvoltării ADN-ului pot fi influențate de diverși factori, cum ar fi mutațiile. Acest lucru face necesară studierea probelor de materie, astfel încât rezultatul analizei să fie de încredere și de încredere. Un exemplu este un test de paternitate. Dar nu putem să nu ne bucurăm că incidente precum mutația sunt rare. Cu toate acestea, probele de materie sunt întotdeauna reverificate pentru a obține informații mai precise pe baza analizei.

ADN-ul plantelor

Datorită tehnologiilor de secvențiere înaltă (HTS), s-a făcut o revoluție în domeniul genomicii - este posibilă și extracția ADN-ului din plante. Desigur, obținerea ADN-ului cu greutate moleculară de înaltă calitate din material vegetal pune unele dificultăți din cauza numărului mare de copii ale ADN-ului mitocondriilor și cloroplastului, precum și a nivelului ridicat de polizaharide și compuși fenolici. Pentru a izola structura pe care o luăm în considerare în acest caz, se utilizează o varietate de metode.

Legătura de hidrogen în ADN

Legătura de hidrogen din molecula de ADN este responsabilă pentru atracția electromagnetică creată între un atom de hidrogen încărcat pozitiv care este atașat de un atom electronegativ. Această interacțiune dipol nu îndeplinește criteriul unei legături chimice. Dar poate apărea intermolecular sau în diferite părți ale moleculei, adică intramolecular.

Un atom de hidrogen se atașează de atomul electronegativ care este donatorul legăturii. Un atom electronegativ poate fi azot, fluor sau oxigen. Acesta - prin descentralizare - atrage norul de electroni din nucleul de hidrogen spre sine și face atomul de hidrogen (parțial) încărcat pozitiv. Deoarece dimensiunea lui H este mică în comparație cu alte molecule și atomi, încărcătura este, de asemenea, mică.

Decodificarea ADN-ului

Înainte de a descifra o moleculă de ADN, oamenii de știință iau mai întâi un număr mare de celule. Pentru munca cea mai precisă și de succes, este nevoie de aproximativ un milion dintre ele. Rezultatele obținute în timpul studiului sunt comparate și înregistrate constant. Astăzi, decodarea genomului nu mai este o raritate, ci o procedură accesibilă.

Desigur, descifrarea genomului unei singure celule este un exercițiu nepractic. Datele obținute în timpul unor astfel de studii nu prezintă interes pentru oamenii de știință. Dar este important să înțelegem că toate metodele de decodare existente în prezent, în ciuda complexității lor, nu sunt suficient de eficiente. Vor permite doar citirea a 40-70% din ADN.

Cu toate acestea, profesorii de la Harvard au anunțat recent o metodă prin care 90% din genom poate fi descifrat. Tehnica se bazează pe adăugarea de molecule de primer la celulele izolate, cu ajutorul cărora începe replicarea ADN-ului. Dar nici măcar această metodă nu poate fi considerată de succes; ea trebuie încă perfecționată înainte de a putea fi folosită în mod deschis în știință.

Acidul dezoxiribonucleic sau ADN-ul este elementul de construcție al vieții, codul memoriei biologice care asigură transmiterea datelor genetice din generație în generație pe parcursul evoluției vieții. ADN-ul este realizat sub forma unei duble helix și conține, de asemenea, informații despre structura diferitelor tipuri de ARN și proteine. Din punct de vedere chimic, ADN-ul este o moleculă lungă de polimer alcătuită din blocuri repetate de nucleotide. Totuși, din punct de vedere biologic, ADN-ul este cheia înțelegerii vieții la cel mai subtil nivel, o cale de ieșire către experimente asupra genomului, care permite descifrarea codului ADN și a viitorului umanității ca clasă de creaturi independente de natura naturală. evoluţie. Pentru descifrarea structurii ADN-ului în 1953, trei oameni de știință au primit în 1962 Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină.

Nu vreau să îi dezamăgesc pe cei care cred în realitatea lui Nessie (cum este adesea numit monstrul care se presupune că trăiește în Loch Ness din Scoția), cu toate acestea, dintre toate versiunile existente despre cine trăiește de fapt în adâncurile Loch Ness. , acest lucru sună cel mai plauzibil. Desigur, oamenii de știință nu pot spune cu 100% certitudine că Nessie este o anghilă, totuși, au motive întemeiate să creadă așa. Deci, cel mai probabil, Nessie se va dovedi a fi nimic mai mult decât o repetare a poveștii despre față. Îți amintești de asta? Au vorbit mult despre el, iar mai târziu s-a dovedit că faimosul chip nu este altceva decât creativitatea vântului marțian, a apei și a imaginației umane sălbatice.

Oamenii de știință din diferite părți ale lumii încearcă să estompeze granița dintre organismele artificiale și cele vii pentru a crea în cele din urmă roboți capabili să producă în mod independent propriul lor fel. Primul pas în acest sens a fost făcut recent de cercetătorii de la Universitatea Cornell - au creat material biologic care demonstrează trei proprietăți cheie ale organismelor vii: auto-organizare, capacitatea metabolică și dezvoltare.

Ar putea fi util să citiți: