Строение и функции ДНК. Механизмы редупликации ДНК. Биологическое значение. Генетический код, ее структурная организация и свойства

Молекула ДНК образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга и
вместе вокруг воображаемой оси, т.е. представляет собой двойную спираль.                                                         Мономер ДНК — нуклеотид (дезоксирибонуклеотид) — состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого
основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания
нуклеиновых кислот относятся к классам пиримидинов и пуринов. Пиримидиновые основания ДНК (имеют в
составе своей молекулы одно кольцо) — тимин, цитозин. Пуриновые основания (имеют два кольца) — аденин
и гуанин.                                                                                                                                                                                                              Функция ДНК — хранение и передача наследственной информации

Реплика́ция (от лат. replicatio — возобновление) — процесс синтеза дочерней
молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты на матрице родительской молекулы ДНК. В ходе последующего
деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии молекулы ДНК, которая
является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу
генетической информации из поколения в поколение. Репликацию ДНК осуществляет сложный ферментный
комплекс, состоящий из 15—20 различных белков, называемый реплисомой. Репликация проходит в три этапа:

1. инициация репликации

2. элонгация

3.терминация репликации.

Генетический код – это система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых
кислот, основанная на определённом чередовании последовательностей нуклеотидов в ДНК или
РНК, образующих кодоны, соответствующие аминокислотам в белке.
Генетический код имеет несколько свойств.
1.Триплетность.
2.Вырожденность или избыточность.
3.Однозначность.
4.Полярность.
5.Неперекрываемость.
6.Компактность.
7.Универсальность.

Генетический код, как и многое сложно организованные система имеет наименьшую структурную и наименьшую
функциональную единицу. Триплет – наименьшая структурная единица генетического кода. Состоит она из трёх
нуклеотидов. Кодон – наименьшая функциональная единица генетического кода. Как правило, кодонами
называют триплеты иРНК. В генетическом коде кодон выполняет несколько функций. Во-первых, главная его
функция заключается в том, что он кодирует одну аминокислоту. Во-вторых, кодон может не кодировать
аминокислоту, но, в этом случае, он выполняет другую функцию (см. далее). Как видно из определения, триплет –
это понятие, которое характеризует элементарную структурную единицу генетического кода (три
нуклеотидов ). Кодон – характеризует элементарную смысловую единицу генома – три нуклеотида
определяют присоединение к полипептидной цепочки одной аминокислоты.

Биосинтез белка.

Одним из центральных процессов метаболизма клетки является синтез белка – формирование сложной молекулы белка-полимера из аминокислот-мономеров. Процесс этот протекает в цитоплазме клеток, в рибосомах при посредстве иРНК и находится под контролем ДНК ядра. Биосинтез белка состоит из 2 этапов: транскрипции и трансляции
Транскрипция – процесс переноса генетического кода, записанного на молекуле ДНК на молекулу иРНК. Осуществляется в ядре. Транскрипция происходит при синтезе молекул иРНК, нуклеотиды которой присоединяются к нуклеотидам ДНК по принципу комплементарности. Молекула иРНК снимается с ДНК, как с матрицы, после чего она отделяется и перемещается в цитоплазму, где в специальных органоидах – рибосомах происходит процесс трансляции.

Трансляция - процесс перевода генетической информации, записанной на иРНК в структуры белковой молекулы, синтезируемой на рибосомах при участии тРНК. Молекулы иРНК прикрепляются к рибосомам, а затем постепенно протягиваются через тело рибосомы. В каждый момент внутри рибосомы находится незначительный участок иРНК. Триплеты нуклеотидов передают информацию к тРНК, кодовый триплет которых комплементарен триплету иРНК. тРНК переносит аминокислоты к рибосомам. Молекула тРНК, несущая первую аминокислоту белковой молекулы, присоединяется к комплементарному ей кодону. Рибосома перемещается на 1 триплет вперед. К новому кодону рибосомы присоединяется новая тРНК, несущая вторую аминокислоту. Затем между аминокислотами возникает пептидная связь и образуется дипептид. Одновременно разрушается связь между первой аминокислотой и её тРНК, которая удаляется, а дипептид связан только со второй тРНК. Затем рибосома перемещается еще на 1 триплет. Затем к новому кодону рибосомы присоединяется уже третья молекула тРНК, несущая третью аминокислоту. При этом теряется связь второй тРНК с аминокислотой. Это происходит до тех пор, пока не будет построена вся полипептидная цепь

Ядро, его строение и функции. Ядро – основной компонент клетки, несущийгенетическую информации. Ядро – располагается в центре. Форма различная, но всегда круглая или овальная. Размеры различны. Содержимое ядра – жидкая консистенция. Различают оболочку, хроматин, кариолимфу (ядерный сок), ядрышко.

Ядерная оболочка состоит из 2 мембран, разделённых перенуклеарным пространством. Оболочка снабжена
порами, через которые происходит обмен крупными молекулами различных веществ.

Кариоплазма(ядерный матрикс) – внутреннее содержимое ядра, в котором располагаются хроматин
и одно или несколько ядрышек. В состав кариоплазмы входит вода, минеральные соли, белкиферменты, нуклеотиды, РНК, ионы

Хроматин – комплекс ядернойДНК с белками (дезоксирибонуклеопротеин – ДНП). В интерфазном ядре хромосомы
деконденсированы (деспирализованы) и не выделяются по отдельности, а воспринимаются все вмести
в виде глыбок, гранул, нитчатых структур, которые получили название хроматина.

Ядрышки. На них осуществляется синтезрибосомной рибонуклеиновой кислоты, а также ядерных белков. В кариолимфе содержатся РНК иДНК, белки, большая часть ферментов ядра. Ядрышко состоит из РНК, много ионов металла, вчастности цинка. Не имеют собственную оболочку. Они состоят из фибриллярной и аморфной частях.
Это место активного синтеза белка, белок накапливается здесь

Главная функция ядра - хранение и передача наследственной информации - связана с хромосомами. Кроме того, ядро участвует в реализации этой информации с помощью синтеза белка.