PCR დიაგნოსტიკური მეთოდის არსის დეტალური გაგებისთვის საჭიროა მოკლე გადახვევა სასკოლო ბიოლოგიის კურსში.
სასკოლო სახელმძღვანელოებიდანაც კი ვიცით, რომ დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ) არის გენეტიკური ინფორმაციისა და მემკვიდრეობითი თვისებების უნივერსალური მატარებელი დედამიწაზე არსებული ყველა ორგანიზმისთვის. გამონაკლისს მხოლოდ ზოგიერთი მიკროორგანიზმი წარმოადგენს, მაგალითად, ვირუსებს – მათი გენეტიკური ინფორმაციის უნივერსალური მატარებელია რნმ – ერთჯაჭვიანი რიბონუკლეინის მჟავა.
დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა
დნმ-ის მოლეკულის აღმოჩენა მოხდა 1953 წელს. ფრენსის კრიკმა და ჯეიმს უოტსონმა აღმოაჩინეს დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურა და მათ ნამუშევრებს შემდგომში მიენიჭათ ნობელის პრემია.
დნმ არის ორმაგი ჯაჭვი, რომელიც ხვეულია სპირალში. თითოეული ღერი შედგება "აგურისგან" - თანმიმდევრულად დაკავშირებული ნუკლეოტიდებისგან. თითოეული დნმ-ის ნუკლეოტიდი შეიცავს ოთხი აზოტოვანი ბაზიდან ერთ-ერთს - გუანინს (G), ადენინს (A) (პურინები), თიმინს (T) და ციტოზინს (C) (პირიმიდინები), რომლებიც დაკავშირებულია დეზოქსირიბოზასთან, ამ უკანასკნელთან, თავის მხრივ, ფოსფატთან. ჯგუფი ერთვის. მიმდებარე ნუკლეოტიდები ერთმანეთთან ჯაჭვში არის დაკავშირებული ფოსფოდიესტერული კავშირით, რომელიც წარმოიქმნება 3'-ჰიდროქსილის (3'-OH) და 5'-ფოსფატური ჯგუფების (5'-PO3) მიერ. ეს თვისება განსაზღვრავს დნმ-ში პოლარობის არსებობას, ანუ საპირისპირო მიმართულებას, კერძოდ, 5'- და 3'-ბოლოებს: ერთი ჯაჭვის 5'-ბოლო შეესაბამება მეორე ჯაჭვის 3'-ბოლოს.
0Array ( => აანალიზებს) Array ( => 2) Array ( =>.html) 2
დნმ-ის სტრუქტურა
დნმ-ის პირველადი სტრუქტურა არის დნმ-ის ნუკლეოტიდების წრფივი თანმიმდევრობა ჯაჭვში. დნმ-ის ჯაჭვში ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა იწერება დნმ-ის ასო ფორმულის სახით: მაგალითად - AGTCATGCCAG, ჩანაწერი არის დნმ-ის ჯაჭვის 5'-დან 3'-ბოლომდე.
დნმ-ის მეორადი სტრუქტურა იქმნება ნუკლეოტიდების (ძირითადად აზოტოვანი ფუძეების) ერთმანეთთან ურთიერთქმედების, წყალბადის ბმების გამო. დნმ-ის მეორადი სტრუქტურის კლასიკური მაგალითია დნმ-ის ორმაგი სპირალი. დნმ-ის ორმაგი სპირალი ბუნებაში დნმ-ის ყველაზე გავრცელებული ფორმაა, რომელიც შედგება დნმ-ის ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისგან. ყოველი ახალი დნმ-ის ჯაჭვის აგება ხორციელდება კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, ანუ ერთი დნმ-ის ჯაჭვის თითოეული აზოტოვანი ბაზა შეესაბამება მეორე ჯაჭვის მკაცრად განსაზღვრულ ფუძეს: კომპლემენტარულ წყვილში, A-ს საპირისპიროდ არის T, ხოლო საპირისპირო G-ს. არის C და ა.შ.
დნმ-ის სინთეზი. რეპლიკაცია
დნმ-ის უნიკალური თვისებაა მისი დუბლირების (გამრავლების) უნარი. ბუნებაში, დნმ-ის რეპლიკაცია ხდება შემდეგნაირად: სპეციალური ფერმენტების (გირაზების) დახმარებით, რომლებიც ასრულებენ კატალიზატორს (რეაქციის აჩქარების ნივთიერებები), სპირალი უჯრედში იხრება რეპლიკაციის მიდამოში (დნმ-ის გაორმაგება). ) უნდა მოხდეს. გარდა ამისა, წყალბადის ბმები, რომლებიც აკავშირებს ძაფებს, იშლება და ძაფები განსხვავდება.
ახალი ჯაჭვის აგებისას სპეციალური ფერმენტი, დნმ პოლიმერაზა, მოქმედებს როგორც აქტიური „მშენებელი“. დნმ-ის გაორმაგება ასევე მოითხოვს ფენის ბლოკს ან „საფუძველს“, რომელიც წარმოადგენს დნმ-ის ორჯაჭვიან პატარა ფრაგმენტს. ეს საწყისი ბლოკი, უფრო სწორად, მშობელი დნმ-ის ჯაჭვის დამატებითი განყოფილება, ურთიერთქმედებს პრაიმერთან, 20-30 ნუკლეოტიდის ერთჯაჭვიან ფრაგმენტთან. დნმ-ის რეპლიკაცია ან კლონირება ხდება ერთდროულად ორივე ჯაჭვზე. დნმ-ის ორი მოლეკულა წარმოიქმნება ერთი დნმ-ის მოლეკულისგან, რომელშიც ერთი ჯაჭვი არის დნმ-ის მშობლის მოლეკულიდან, ხოლო მეორე, ქალიშვილი, ახლად სინთეზირებულია.
გასტროენტეროლოგია დიაგნოსტიკური კომპლექსი - 5 360 რუბლი
მხოლოდ MARTE-ში დაზოგეთ - 15%
1000 რუბლი ეკგ ჩაწერა ინტერპრეტაციით
- 25%პირველადი
ექიმთან ვიზიტი
შაბათ-კვირის თერაპევტი
980 რუბლი. პირველადი ჰირუდოთერაპევტის დანიშვნა
თერაპევტის დანიშვნა - 1130 რუბლი (1500 რუბლის ნაცვლად) „მხოლოდ მარტში, შაბათს და კვირას, ზოგად ექიმთან შეხვედრა 25%-იანი ფასდაკლებით - 1130 რუბლი, ნაცვლად 1500 რუბლისა (დიაგნოსტიკური პროცედურების გადახდა ხდება ფასდაკლების მიხედვით)
ამრიგად, დნმ-ის რეპლიკაციის პროცესი (გაორმაგება) მოიცავს სამ ძირითად ეტაპს:
- დნმ-ის სპირალის გახსნა და ძაფების გამოყოფა
- პრაიმერების მიმაგრება
- ქალიშვილის ჯაჭვის დნმ-ის ახალი ჯაჭვის ფორმირება
PCR ანალიზი ეფუძნება დნმ-ის რეპლიკაციის პრინციპს - დნმ-ის სინთეზს, რომლის ხელოვნურად ხელახლა შექმნა თანამედროვე მეცნიერებმა შეძლეს: ლაბორატორიაში ექიმები იწვევენ დნმ-ის გაორმაგებას, მაგრამ არა მთლიანი დნმ-ის ჯაჭვის, არამედ მისი მცირე ფრაგმენტის.
დნმ-ის ფუნქციები
ადამიანის დნმ-ის მოლეკულა არის გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი, რომელიც იწერება ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის სახით გენეტიკური კოდის გამოყენებით. ზემოთ აღწერილი დნმ-ის რეპლიკაციის შედეგად ხდება დნმ-ის გენების გადაცემა თაობიდან თაობაში.
დნმ-ში ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის ცვლილებამ (მუტაციები) შეიძლება გამოიწვიოს ორგანიზმში გენეტიკური დარღვევები.
მე-19 საუკუნის ბოლოს შვეიცარიაში მოხდა მოვლენა, რომელმაც განსაზღვრა მეცნიერების მიმდინარეობა მრავალი ათწლეულის განმავლობაში: მეცნიერმა ფ. მიშერმა თავისი კვლევის დროს აღმოაჩინა ადრე უცნობი მოლეკულები ლიმფოციტებში.
შემდგომში იზოლირებული მოლეკულები აღმოაჩინეს ყველა ბიოლოგიურ სახეობაში და მიიღეს სახელი, რომლითაც ისინი დღეს ცნობილია: "ნუკლეინის მჟავები". ნუკლეინის მჟავების ფუნქციები უჯრედში არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა.
კონტაქტში
ნუკლეინის მჟავები კლასიფიცირდება მათ შემადგენლობაში ერთ-ერთი ჯიშის არსებობის მიხედვით ხუთნახშირბადიანი შაქარი (პენტოზა). დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა ან დნმ შეიცავს დეზოქსირიბოზას, ხოლო რიბონუკლეინის მჟავა (რნმ) შეიცავს რიბოზას.
მოკლედ, მათი ურთიერთქმედება შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად: რნმ სინთეზირდება დნმ-დან, ცილა კი რნმ-დან. ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურაში ბევრი მსგავსებაა.
მოდით უფრო დეტალურად გავაანალიზოთ უჯრედის ნუკლეინის მჟავების რომელი ნაწილია განთავსებული, რა ფუნქციებს ასრულებენ ისინი, როგორია მათი აგებულების თავისებურებები და რა სახის ნუკლეინის მჟავები არსებობს.
დნმ
დნმ-ის მოლეკულა შეიძლება შევადაროთ კიბეს, რომელიც გადაუგრიხეს სპირალურად მარჯვნივ. მასზე საფეხურები ან „ლაინტები“. წარმოიქმნება წყვილი აზოტოვანი ფუძეებით:
- ადენინი (A);
- გუანინი (G);
- თიმინი (T);
- ციტოზინი (C).
თითოეული ბაზა წყვილდება მეორესთან კომპლემენტარობის პრინციპის გამოყენებით, სადაც ადენინი წყვილდება ექსკლუზიურად თიმინთან (AT) და გუანინი წყვილდება ციტოზინთან (GC). აქედან გამომდინარე, მათ შორის ობლიგაციების შემთხვევითობა მხოლოდ აშკარაა - ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურა ექვემდებარება მკაცრ და უცვლელ კანონებს.
დნმ-ის ნუკლეოტიდების და მათში არსებული აზოტოვანი ფუძეების კომბინაციებიდან გამომდინარე, ჩნდება ჩვენი ინდივიდუალური მახასიათებლები (კანის ფერი, თვალები, თმა, სიმაღლე და ა.შ.). დნმ-ის მოლეკულები განლაგებულია უჯრედების ბირთვებში, ასევე ქლოროპლასტებში და (1%-ზე ნაკლები).
დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა
დნმ-ის მოლეკულა არის ბიოპოლიმერი, რომელშიც მთავარი მონომერი ან სტრუქტურული ერთეული არის ნუკლეოტიდი. შემდეგი კომპონენტები ნუკლეოტიდების ნაწილია: ფოსფორმჟავას ნარჩენი ერწყმის ხუთნახშირბადიან შაქარს - დეზოქსირიბოზას და ჩაშენებულია აზოტოვან ფუძეში. მონომერები ერთმანეთში გაერთიანებულია გრძელ ჯაჭვებად და იქმნება დასრულდება ორმაგი სპირალი.
ხვეულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია წყალბადის ბმებით. ადენინი აერთიანებს თიმინს ორი, ხოლო ციტოზინი გუანინთან სამი წყალბადური ბმით. ნუკლეოტიდებში სავალდებულოა აზოტოვანი ფუძე, შაქარი და ფოსფატის ჯგუფი.
მოლეკულური სიგანე მერყეობს 2.2-დან 2.4 ნმ-მდე და თითოეული მონომერის სიგრძე ჯაჭვში არის 0,33 ნმ.
დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავის თითოეულ ჯაჭვს აქვს სპეციფიკური ორიენტაცია. ორი ჯაჭვი საპირისპირო მიმართულებით ანტიპარალელებს უწოდებენ.
კომპლემენტარობის პრინციპიდან გამომდინარე, ყველა ინფორმაცია ერთ ჯაჭვში დუბლირებულია მეორეში. ადენინისა და გუანინის კომბინაცია არის პურინის ბაზა, ხოლო თიმინი ციტოზინთან არის პირიმიდინის ბაზა. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ვიცოდეთ, რომ დნმ-ის მოლეკულაში არის პურინის ფუძეების რაოდენობა ყოველთვის უდრის პირიმიდინების რაოდენობას.
დნმ კავშირი გენის გადაცემაში
ხშირად გვესმის გენების მიმართ ბრალდებები, როდესაც საქმე ეხება ადამიანის ცუდ მიდრეკილებებსა და ჩვევებს. შევეცადოთ გაერკვნენ, რა არის გენები და რა როლს ასრულებს დნმ მემკვიდრეობითი მონაცემების გადაცემაატარებს თუ არა ნეგატიურ ინფორმაციას. რა ფუნქციები აქვს ნუკლეინის მჟავებს უჯრედში?
გენი არის დნმ-ის მოლეკულის სპეციალური განყოფილება, რომელიც იქმნება ნუკლეოტიდების უნიკალური კომბინაციით. თითოეული ტიპის გენი მდებარეობს სპეციალურად დანიშნულ ადგილას დნმ-ის სპირალის განყოფილებასადმე მიგრაციის გარეშე. ნუკლეოტიდების რაოდენობა გენებში მუდმივია. მაგალითად, გენი, რომელიც პასუხისმგებელია ინსულინის სინთეზზე, შეიცავს 60 ბაზის წყვილს.
ასევე დნმ-ის ჯაჭვში არიან ე.წ. „არაკოდირების მიმდევრობები“. მათი როლი გენეტიკური მასალის გადაცემაში ბოლომდე დადგენილი არ არის. ვარაუდობენ, რომ ეს თანმიმდევრობები პასუხისმგებელნი არიან გენების მუშაობის წესრიგზე და ქრომოსომების „დაგრეხვაზე“.
გენების მთელ მოცულობას ორგანიზმში ე.წ. ის, თავის მხრივ, თანაბრად ნაწილდება დნმ-ის 46 წყვილ მოლეკულაში. თითოეულ ასეთ წყვილს ქრომოსომა ეწოდება. აქედან გამომდინარე, ადამიანის სხეული შედგება 46 წყვილი ქრომოსომისგან., რომელშიც ყველა გენეტიკური ინფორმაციაა ჩადებული, გარეგნობიდან დაწყებული სხვადასხვა დაავადებისადმი მიდრეკილებამდე.
ქრომოსომა განსხვავდება მათი მორფოლოგიით და ზომით. არსებობს ორი ძირითადი ფორმა - X და Y. ადამიანის სხეული შეიცავს დაწყვილებულ ქრომოსომებს, ე.ი. თითოეულს აქვს თავისი ზუსტი ასლი. ამრიგად, ჩვეულებრივ ჩვენ გვაქვს 23 დაწყვილებული ქრომოსომა. თითოეული ქრომოსომის წყვილი ასრულებს თავის ფუნქციას და პასუხისმგებელია კონკრეტულ მახასიათებლებზე. 22 წყვილი ქრომოსომა პასუხისმგებელია სომატურ მახასიათებლებზე და მხოლოდ ერთი სქესისთვის. XX ქრომოსომების კომბინაცია ნიშნავს, რომ გოგონა დაიბადება, ხოლო XY კომბინაცია ნიშნავს ბიჭს.
დნმ-ის მუტაციები
დნმ-ის მოლეკულების დაზიანება შეიძლება გამოწვეული იყოს მრავალი ფაქტორით, მათ შორის ყველაზე ხშირად აქვს მუტაგენური ეფექტიშემდეგი:
- რადიაცია. ეს არის რენტგენის ან ულტრაიისფერი გამოსხივება მაღალი დოზებით.
- ოქსიდანტი. ამ ტიპის მუტაგენები მოიცავს ყველა თავისუფალ რადიკალს, აზოტის ოქსიდს და წყალბადის ზეჟანგს.
- კანცეროგენული. ფაქტორი წარმოდგენილია ნივთიერებების ვრცელი ჩამონათვალით, სადაც ყველაზე გავრცელებულია ბენზოპირენი, აფლატოქსინი და ეთიდიუმის ბრომიდი.
მუტაგენების აბსოლუტური უმრავლესობაშეაღწიოს ორ წყვილ აზოტოვან ნაერთს შორის, არღვევს ნუკლეინის მჟავას მოლეკულის სტრუქტურას. მუტაგენური კომპონენტების ყველაზე საშიში ჩანართები ორჯაჭვიანია. ასეთი დარღვევები ხშირად იწვევს ქრომოსომების მთელი ფრაგმენტების სიკვდილს და სხვადასხვა გადაადგილებას.
Მნიშვნელოვანი!ადამიანის დნმ-ს ყოველდღიურად ესხმის მრავალი აგრესიული ფაქტორი, რომელიც აზიანებს სტრუქტურას და არღვევს თავად სპირალს. თუმცა, ეს მოლეკულა გამოირჩევა რეგენერაციის უნარით, რაც შესაძლებელს ხდის მუტაციების თავიდან აცილებას მათი წარმოქმნის ეტაპზეც კი.
რნმ
რნმ-ის სტრუქტურის პრინციპი ფუნდამენტურად იგივეა, რაც დნმ-ის სტრუქტურას, მაგრამ იმ განსხვავებით, რომ რიბონუკლეინის მჟავა წარმოიქმნება ერთი სპირალის სახით, მის შემადგენლობაში თიმინი იცვლება ურაცილით და რიბოზა იკავებს დეზოქსირიბოზის ადგილს.
ნუკლეოტიდების მკაცრად თანმიმდევრული განლაგების გამო, რნმ-ის მოლეკულებს შეუძლიათ მემკვიდრეობითი ინფორმაციის კოდირება.
თუმცა, დნმ-ისგან განსხვავებით, რიბონუკლეინის მჟავების ფუნქციები განსხვავებულია, უფრო ფართოა, იმის გამო, რომ არსებობს მოლეკულების სამი ქვეტიპი.
რნმ-ის ტიპები
არსებობს 3 სახის რიბონუკლეინის მჟავა:
- ტრანსპორტი (tRNA). tRNA-ები, რომლებიც ქმნიან ციტოპლაზმას, არის რიბონუკლეინის მჟავის ყველაზე პატარა მოლეკულები. მათი ფორმა წააგავს სამყურას ფოთლის ფორმას. tRNA პასუხისმგებელია კონკრეტული ამინომჟავების ტრანსპორტირებაზე პირდაპირ იმ ადგილას, სადაც ხდება ცილის სინთეზი, რათა დაიწყოს პეპტიდური ბმების ფორმირება.
- საინფორმაციო ან მატრიცა (mRNA, mRNA). ის არის უჯრედის ბირთვისა და ციტოპლაზმის ნაწილი. ის აგზავნის ინფორმაციას ცილის სტრუქტურის შესახებ დნმ-დან რიბოსომებამდე, რომლებიც მისი ბიოსინთეზის ადგილია.
- რიბოსომული (rRNA). იგი წარმოიქმნება ბირთვში და, როგორც სახელწოდება გულისხმობს, არის რიბოზომების მთავარი კომპონენტი. რნმ-ის ყველაზე დიდი ტიპი. ერწყმის მესინჯერ რნმ-ს ცილის წარმოქმნით
ასევე არის განსაკუთრებული სახეობა. ის გვხვდება ზოგიერთ ვირუსში, ბაქტერიასა და მიკროორგანიზმში. მოქმედებს ერთდროულად, როგორც tRNA და mRNA. მისი მთავარი ფუნქცია ცილების დამუშავებაა.
რნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა
რნმ-ის სტრუქტურული ფორმულა ხასიათდება ჰიდროქსილის ჯგუფის არსებობით რიბოზას მდგომარეობაში. რიბონუკლეინის მჟავის მრავალი სახეობა, როგორიცაა rRNA და mRNA, ფუნქციონირებს ცილებთან ერთად. ასეთი ნაერთებს რიბონუკლეოტიდებს უწოდებენ.
რნმ ნუკლეოტიდის სტრუქტურა დნმ-ის მონომერის სტრუქტურის მსგავსია. აზოტოვანი ფუძეები ასევე ერწყმის ერთმანეთს კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით. თუმცა, თიმინის ნაცვლად, აქ არის ურაცილი, ხოლო ხუთნახშირბადიანი შაქარი წარმოდგენილია რიბოზათი.
რნმ-ის ჯაჭვში ნუკლეოტიდები დაკავშირებულია ფოსფოდიესტერული ობლიგაციების მეშვეობით.
ცილის სინთეზი
რა ნივთიერებებს შეუძლია შეინახოს ინფორმაცია უჯრედის, მისი ფუნქციების, ბიოლოგიური და ქიმიური თვისებების შესახებ? რა თქმა უნდა, ციყვები. ისინი ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის უნიკალური კომპონენტებია. ცილის ბიოქიმიური სინთეზი საკმაოდ რთული მიკროპროცესია. ის გადის სამ ძირითად ეტაპს:
- ტრანსკრიფცია. ეს პროცესი ბირთვში მიმდინარეობს და მასზე პასუხისმგებელია ინფორმაციული რნმ. ტრანსკრიფცია შედგება მომავალი ცილის შესახებ მონაცემების წაკითხვაში დნმ-ში მდებარე გენებიდან და ამ მონაცემების მესენჯერ რნმ-ში გადატანას. mRNA შემდეგ ინფორმაციას გადააქვს ციტოპლაზმაში. დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა პირდაპირ არ არის დაკავშირებული ცილების ბიოსინთეზთან, მაგრამ მხოლოდ ინახავს და გადასცემს ინფორმაციას. ტრანსკრიფციის დროს დნმ-ის ჯაჭვები „იხსნება“ და გენეტიკური მასალა იკითხება რნმ-ში, აზოტოვანი ბაზების დაწყვილებული კომპლექსების გათვალისწინებით.
- მაუწყებლობა.ეს არის ბოლო ეტაპი ცილის მოლეკულის ფორმირებაში. მესინჯერი რნმ შედის რიბოსომებში ციტოპლაზმის მეშვეობით, სადაც ხდება თავად ბიოქიმიური სინთეზი.
- პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სხვადასხვა მოდიფიკაცია. წარმოიქმნება დასრულებული თარგმანის შედეგად.
დნმ და რნმ
განსხვავებები დნმ-სა და რნმ-ს შორის
ნუკლეინის მჟავები ხასიათდება არა მხოლოდ მსგავსი, არამედ გამორჩეული თვისებებით. საერთო ნიშნები მოიცავს შემდეგს:
- შეიცავს ორ ბაზის წყვილს.
- პასუხისმგებელია ინფორმაციის გადაცემაზე.
- "აშენებული" ნუკლეოტიდური ბმებისგან, რომლებიც იქმნება კომპლემენტარობის პრინციპის შესაბამისად.
- ბიოლოგიური უჯრედის შემადგენლობაში ორივე მჟავა ასრულებს დამატებით როლს.
მაგრამ იმის გათვალისწინებით ორივე ეს მჟავა, მნიშვნელოვანი განსხვავებები შეიძლება მოიძებნოს.
საინტერესო ფაქტები
- ერთადერთი უჯრედის ტიპი, რომელიც არ შეიცავს დნმ-ს, არის სისხლის წითელი უჯრედები.
- ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურა იმდენად მსგავსია, რომ დასავლელმა მეცნიერებმა წამოაყენეს თეორია, რომ კაცობრიობის ევოლუციური ისტორიის ადრეულ ეტაპზე პასუხისმგებლობა ეკისრება გადაცემული ინფორმაციის შენახვას. მემკვიდრეობა, გადატანილი რნმ.
- დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურული ფორმულა გამოთვალეს D. Utson-მა და F. Crick-მა ჯერ კიდევ 1953 წელს. და მხოლოდ 9 წლის შემდეგ, ამ მეცნიერებს მიენიჭათ ნობელის პრემია მედიცინაში.
- პასუხისმგებელია ადამიანთა განსხვავებებზე დნმ-ის ყველა მოლეკულის 1%-ზე ნაკლებიშედის ადამიანის გენომში. მაშასადამე, გამოთქმას „ჩვენ ყველა ერთი ტესტიდან ვართ“ მეცნიერული დასაბუთება აქვს.
- ადამიანისა და შიმპანზეს დნმ-ს შორის მსგავსება 98%-ს აღწევს, ხოლო ადამიანისა და ღორის დნმ ემთხვევა 96%-ს.
- ადამიანის გენომის სრული ტრანსკრიპტი ბ დასრულდა 2003 წელს.
- კლავიატურაზე ადამიანის გენომის სრული ასოების კოდის აკრეფაზე 17 წელი დაგჭირდებათ, თუ გავითვალისწინებთ, რომ ღილაკებს დღეების განმავლობაში უნდა დააჭიროთ.
- ადამიანის გენომი შეადგენს გენების 100%-ს, საიდანაც 50% დედისგან მოდის, 50% მამისგან.
ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურა და ფუნქციები, ბიოლოგიის გაკვეთილი
რით განსხვავდება დნმ და რნმ?
დასკვნა
თითქმის ორი საუკუნის განმავლობაში მეცნიერები ცდილობდნენ პაწაწინა სპირალების ყველა საიდუმლოს ამოხსნას, ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურის სრულად გაშიფვრას. მაგრამ დღემდე, ყველა აღმოჩენა არ გაკეთებულა, რომელსაც შეუძლია ნათელი მოჰფინოს გენეტიკური ინფორმაციის ამ მცველებს. ალბათ მალე გავიგებთ კიდევ რა არა ჩვენთვის ცნობილ ფუნქციას დნმ ასრულებს.
რომ ნუკლეინის მჟავაშეიცავს მაღალპოლიმერულ ნაერთებს, რომლებიც ჰიდროლიზის დროს იშლება პურინისა და პირიმიდინის ფუძეებად, პენტოზასა და ფოსფორის მჟავად. ნუკლეინის მჟავები შეიცავს ნახშირბადს, წყალბადს, ფოსფორს, ჟანგბადს და აზოტს. ნუკლეინის მჟავების ორი კლასი არსებობს: რიბონუკლეინის მჟავები (რნმ)და დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავები (დნმ).
დნმ-ის სტრუქტურა და ფუნქციები
დნმ- პოლიმერი, რომლის მონომერებია დეზოქსირიბონუკლეოტიდები. დნმ-ის მოლეკულის სივრცითი სტრუქტურის მოდელი ორმაგი სპირალის სახით შემოგვთავაზეს 1953 წელს ჯ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა (ამ მოდელის ასაგებად გამოიყენეს მ. უილკინსის, რ. ფრანკლინის, ე. ჩარგაფი).
დნმ-ის მოლეკულაწარმოიქმნება ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვით, სპირალურად გადახვევა ერთმანეთის ირგვლივ და ერთად წარმოსახვითი ღერძის გარშემო, ე.ი. არის ორმაგი სპირალი (გამონაკლისი - ზოგიერთ დნმ-ის შემცველ ვირუსს აქვს ერთჯაჭვიანი დნმ). დნმ-ის ორმაგი სპირალის დიამეტრი არის 2 ნმ, მიმდებარე ნუკლეოტიდებს შორის მანძილი 0,34 ნმ, ხოლო სპირალის ყოველ შემობრუნებაზე არის 10 წყვილი ნუკლეოტიდი. მოლეკულის სიგრძე შეიძლება მიაღწიოს რამდენიმე სანტიმეტრს. მოლეკულური წონა - ათობით და ასეულობით მილიონი. ადამიანის უჯრედის ბირთვში დნმ-ის მთლიანი სიგრძე დაახლოებით 2 მ. ეუკარიოტულ უჯრედებში დნმ აყალიბებს კომპლექსებს ცილებთან და აქვს სპეციფიკური სივრცითი კონფორმაცია.
დნმ მონომერი - ნუკლეოტიდი (დეოქსირიბონუკლეოტიდი)- შედგება სამი ნივთიერების ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე, 2) ხუთნახშირბადოვანი მონოსაქარიდი (პენტოზა) და 3) ფოსფორის მჟავა. ნუკლეინის მჟავების აზოტოვანი ფუძეები მიეკუთვნება პირიმიდინებისა და პურინების კლასებს. დნმ-ის პირიმიდინური ფუძეები(მათ მოლეკულაში ერთი რგოლი აქვთ) - თიმინი, ციტოზინი. პურინის ფუძეები(აქვს ორი რგოლი) - ადენინი და გუანინი.
დნმ-ის ნუკლეოტიდის მონოსაქარიდი წარმოდგენილია დეზოქსირიბოზით.
ნუკლეოტიდის სახელწოდება მომდინარეობს შესაბამისი ბაზის სახელიდან. ნუკლეოტიდები და აზოტოვანი ფუძეები აღინიშნება დიდი ასოებით.
ნუკლეოტიდის კონდენსაციის რეაქციების შედეგად წარმოიქმნება პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი. ამ შემთხვევაში, ერთი ნუკლეოტიდის დეზოქსირიბოზის ნარჩენების 3"-ნახშირბადსა და მეორის ფოსფორის მჟავას ნარჩენებს შორის, ფოსფოეთერის ბმა(მიეკუთვნება ძლიერი კოვალენტური ბმების კატეგორიას). პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვის ერთი ბოლო მთავრდება 5 "ნახშირბადით (მას უწოდებენ 5" ბოლოს), მეორე ბოლო მთავრდება 3 "ნახშირბადის (3" ბოლოთი).
ნუკლეოტიდების ერთი ჯაჭვის წინააღმდეგ არის მეორე ჯაჭვი. ნუკლეოტიდების განლაგება ამ ორ ჯაჭვში არ არის შემთხვევითი, მაგრამ მკაცრად განსაზღვრული: თიმინი ყოველთვის მდებარეობს მეორე ჯაჭვის ერთი ჯაჭვის ადენინის საპირისპიროდ, ხოლო ციტოზინი ყოველთვის განლაგებულია გუანინის საპირისპიროდ, ადენინსა და თიმინს შორის წარმოიქმნება წყალბადის ორი ბმული, სამი წყალბადი. კავშირი გუანინსა და ციტოზინს შორის. ნიმუში, რომლის მიხედვითაც დნმ-ის სხვადასხვა ჯაჭვის ნუკლეოტიდები მკაცრად დალაგებულია (ადენინი - თიმინი, გუანინი - ციტოზინი) და შერჩევით უკავშირდებიან ერთმანეთს, ე.წ. კომპლემენტარობის პრინციპი. უნდა აღინიშნოს, რომ ჯ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა გაიაზრეს კომპლემენტარობის პრინციპი ე. ჩარგაფის ნაწარმოებების წაკითხვის შემდეგ. ე. ჩარგაფმა, შეისწავლა სხვადასხვა ორგანიზმების ქსოვილებისა და ორგანოების ნიმუშების დიდი რაოდენობა, აღმოაჩინა, რომ დნმ-ის ნებისმიერ ფრაგმენტში გუანინის ნარჩენების შემცველობა ყოველთვის ზუსტად შეესაბამება ციტოზინის შემცველობას, ხოლო ადენინი თიმინს ( "ჩარგაფის წესი"), მაგრამ მან ეს ფაქტი ვერ ახსნა.
კომპლემენტარობის პრინციპიდან გამომდინარეობს, რომ ერთი ჯაჭვის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა განსაზღვრავს მეორის ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობას.
დნმ-ის ჯაჭვები ანტიპარალელურია (საპირისპირო), ე.ი. სხვადასხვა ჯაჭვის ნუკლეოტიდები განლაგებულია საპირისპირო მიმართულებით და, შესაბამისად, მე -3 "ერთი ჯაჭვის დასასრულის" საპირისპიროდ არის მეორის მე -5 ბოლო. დნმ-ის მოლეკულას ზოგჯერ ადარებენ სპირალურ კიბეს. ამ კიბის „მოაჯირი“ შაქრიან-ფოსფატის ხერხემალია (დეზოქსირიბოზისა და ფოსფორმჟავას ალტერნატიული ნარჩენები); „საფეხურები“ არის დამატებითი აზოტოვანი ფუძეები.
დნმ-ის ფუნქცია- მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა.
დნმ-ის რეპლიკაცია (რედუპლიკაცია).
- თვითგაორმაგების პროცესი, დნმ-ის მოლეკულის მთავარი თვისება. რეპლიკაცია მიეკუთვნება მატრიცის სინთეზის რეაქციების კატეგორიას და მოიცავს ფერმენტებს. ფერმენტების მოქმედებით დნმ-ის მოლეკულა იხსნება და თითოეული ჯაჭვის ირგვლივ, რომელიც მოქმედებს როგორც შაბლონი, სრულდება ახალი ჯაჭვი კომპლემენტარობისა და ანტიპარალელიზმის პრინციპების მიხედვით. ამრიგად, თითოეულ ქალიშვილურ დნმ-ში ერთი ჯაჭვი არის მშობელი ჯაჭვი, ხოლო მეორე ჯაჭვი ახლად სინთეზირებულია. ამგვარ სინთეზს ე.წ ნახევრად კონსერვატიული.
"სამშენებლო მასალა" და ენერგიის წყარო რეპლიკაციისთვის არის დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები(ATP, TTP, GTP, CTP) შეიცავს ფოსფორმჟავას სამ ნარჩენს. როდესაც დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები შედის პოლინუკლეოტიდურ ჯაჭვში, ფოსფორის მჟავის ორი ტერმინალური ნარჩენი იშლება და გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება ნუკლეოტიდებს შორის ფოსფოდიესტერული კავშირის შესაქმნელად.
რეპლიკაციაში მონაწილეობენ შემდეგი ფერმენტები:
- ჰელიკაზები (დნმ-ის "განლაგება");
- ცილების დესტაბილიზაცია;
- დნმ ტოპოიზომერაზები (დაჭრილი დნმ);
- დნმ პოლიმერაზები (აირჩიეთ დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატები და დამატებით მიამაგრეთ ისინი დნმ-ის შაბლონის ჯაჭვს);
- რნმ პრიმაზები (ფორმავენ რნმ პრაიმერებს, პრაიმერებს);
- დნმ ლიგაზები (დნმ-ის ფრაგმენტების ერთმანეთთან შეკერვა).
ჰელიკაზების დახმარებით დნმ-ის გადახვევა ხდება გარკვეულ რეგიონებში, ერთჯაჭვიანი დნმ-ის რეგიონები შეკრულია დესტაბილიზაციის პროტეინებით და რეპლიკაციის ჩანგალი. 10 წყვილი ნუკლეოტიდის შეუსაბამობით (სპირალის ერთი ბრუნი), დნმ-ის მოლეკულამ უნდა დაასრულოს სრული ბრუნი თავისი ღერძის გარშემო. ამ ბრუნვის თავიდან ასაცილებლად, დნმ ტოპოიზომერაზა ჭრის დნმ-ის ერთ ჯაჭვს, რაც საშუალებას აძლევს მას ბრუნოს მეორე ჯაჭვის გარშემო.
დნმ პოლიმერაზას შეუძლია ნუკლეოტიდის მიმაგრება მხოლოდ წინა ნუკლეოტიდის დეზოქსირიბოზის 3" ნახშირბადთან, ამიტომ ამ ფერმენტს შეუძლია დნმ-ის შაბლონის გასწვრივ მოძრაობა მხოლოდ ერთი მიმართულებით: ამ შაბლონის დნმ-ის 3" ბოლოდან 5" ბოლომდე. ვინაიდან დედის დნმ-ში ჯაჭვები ანტიპარალელურია, მის სხვადასხვა ჯაჭვებზე ასული პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების შეკრება ხდება სხვადასხვა გზით და საპირისპირო მიმართულებით. მე-3 "-5" ჯაჭვზე ასული პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვის სინთეზი შეუფერხებლად მიმდინარეობს; ამ ქალიშვილის ჯაჭვი დაერქმევა წამყვანი. ჯაჭვზე 5 "-3" - პერიოდულად, ფრაგმენტებად ( ოკაზაკის ფრაგმენტები), რომლებიც, დნმ ლიგაზებით რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, ერწყმის ერთ ჯაჭვში; ამ ბავშვურ ჯაჭვს დაერქმევა ჩამორჩენილი (ჩამორჩება).
დნმ პოლიმერაზას თავისებურება ის არის, რომ მას შეუძლია დაიწყოს მუშაობა მხოლოდ "თესლები" (პრაიმერი). „თესლების“ როლს ასრულებს მოკლე რნმ-ის თანმიმდევრობები, რომლებიც წარმოიქმნება რნმ პრიმაზის ფერმენტის მონაწილეობით და დაწყვილებულია შაბლონურ დნმ-თან. რნმ პრაიმერები ამოღებულია პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების შეკრების დასრულების შემდეგ.
რეპლიკაცია ანალოგიურად მიმდინარეობს პროკარიოტებსა და ევკარიოტებში. პროკარიოტებში დნმ-ის სინთეზის სიჩქარე უფრო მაღალია (1000 ნუკლეოტიდი წამში), ვიდრე ევკარიოტებში (100 ნუკლეოტიდი წამში). რეპლიკაცია იწყება ერთდროულად დნმ-ის მოლეკულის რამდენიმე რეგიონში. დნმ-ის ნაწილი რეპლიკაციის ერთი საწყისიდან მეორეში ქმნის რეპლიკაციის ერთეულს - რეპლიკონი.
რეპლიკაცია ხდება უჯრედების გაყოფამდე. დნმ-ის ამ უნარის წყალობით ხდება მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადატანა დედა უჯრედიდან ქალიშვილურ უჯრედებში.
რეპარაცია ("შეკეთება")
რეპარაციებიარის დნმ-ის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის დაზიანების აღდგენის პროცესი. იგი ხორციელდება უჯრედის სპეციალური ფერმენტული სისტემებით ( აღმდგენი ფერმენტები). დნმ-ის სტრუქტურის აღდგენის პროცესში შეიძლება გამოიყოს შემდეგი საფეხურები: 1) დნმ-ის აღმდგენი ნუკლეაზები ამოიცნობენ და აშორებენ დაზიანებულ ადგილს, რის შედეგადაც დნმ-ის ჯაჭვში უფსკრული წარმოიქმნება; 2) დნმ პოლიმერაზა ავსებს ამ ხარვეზს ინფორმაციის კოპირებით მეორე („კარგი“) ჯაჭვიდან; 3) დნმ ლიგაზა „ჯვარედინად აკავშირებს“ ნუკლეოტიდებს და ასრულებს შეკეთებას.
ყველაზე მეტად შესწავლილია სამი სარემონტო მექანიზმი: 1) ფოტორეპარაცია, 2) აქციზური ან წინარეპლიკაციური შეკეთება, 3) რეპლიკაციის შემდგომი შეკეთება.
დნმ-ის სტრუქტურაში ცვლილებები მუდმივად ხდება უჯრედში რეაქტიული მეტაბოლიტების, ულტრაიისფერი გამოსხივების, მძიმე მეტალების და მათი მარილების გავლენის ქვეშ და ა.შ. შესაბამისად, სარემონტო სისტემების დეფექტები ზრდის მუტაციური პროცესების სისწრაფეს და არის მემკვიდრეობითი დაავადებების (ქსეროდერმია) მიზეზი. პიგმენტოზა, პროგერია და ა.შ.).
რნმ-ის სტრუქტურა და ფუნქციები
არის პოლიმერი, რომლის მონომერებია რიბონუკლეოტიდები. დნმ-ისგან განსხვავებით, რნმ წარმოიქმნება არა ორი, არამედ ერთი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვით (გამონაკლისი - რნმ-ის შემცველ ზოგიერთ ვირუსს აქვს ორჯაჭვიანი რნმ). რნმ ნუკლეოტიდებს შეუძლიათ წყალბადის ბმები შექმნან ერთმანეთთან. რნმ-ის ჯაჭვები გაცილებით მოკლეა ვიდრე დნმ-ის ჯაჭვები.
რნმ მონომერი - ნუკლეოტიდი (რიბონუკლეოტიდი)- შედგება სამი ნივთიერების ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე, 2) ხუთნახშირბადოვანი მონოსაქარიდი (პენტოზა) და 3) ფოსფორის მჟავა. რნმ-ის აზოტოვანი ფუძეები ასევე მიეკუთვნება პირიმიდინებისა და პურინების კლასებს.
რნმ-ის პირიმიდინური ფუძეებია ურაცილი, ციტოზინი, ხოლო პურინის ფუძეებია ადენინი და გუანინი. რნმ ნუკლეოტიდის მონოსაქარიდი წარმოდგენილია რიბოზათ.
გამოყოფა სამი სახის რნმ: 1) საინფორმაციო(მატრიცა) რნმ - mRNA (mRNA), 2) ტრანსპორტირნმ - tRNA, 3) რიბოსომულირნმ - rRNA.
რნმ-ის ყველა ტიპი არის განტოტვილი პოლინუკლეოტიდი, აქვს სპეციფიკური სივრცითი კონფორმაცია და მონაწილეობს ცილის სინთეზის პროცესებში. ინფორმაცია ყველა ტიპის რნმ-ის სტრუქტურის შესახებ ინახება დნმ-ში. დნმ-ის შაბლონზე რნმ-ის სინთეზის პროცესს ტრანსკრიფცია ეწოდება.
გადაცემის რნმჩვეულებრივ შეიცავს 76 (75-დან 95-მდე) ნუკლეოტიდს; მოლეკულური წონა - 25000-30000. tRNA-ს წილი შეადგენს უჯრედში მთლიანი რნმ-ის შემცველობის დაახლოებით 10%-ს. tRNA ფუნქციები: 1) ამინომჟავების ტრანსპორტირება ცილის სინთეზის ადგილზე, რიბოზომებში, 2) ტრანსლაციის შუამავალი. უჯრედში 40-მდე ტიპის tRNA გვხვდება, თითოეულ მათგანს აქვს მხოლოდ მისთვის დამახასიათებელი ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა. თუმცა, ყველა tRNA-ს აქვს რამდენიმე ინტრამოლეკულური დამატებითი რეგიონი, რის გამოც tRNA-ები იძენენ კონფორმაციას, რომელიც წააგავს სამყურას ფოთოლს. ნებისმიერ tRNA-ს აქვს მარყუჟი რიბოსომასთან (1) კონტაქტისთვის, ანტიკოდონის მარყუჟი (2), ციკლი ფერმენტთან (3), მიმღები ღერო (4) და ანტიკოდონი (5). ამინომჟავა მიმაგრებულია მიმღების ღეროს 3' ბოლოზე. ანტიკოდონი- სამი ნუკლეოტიდი, რომლებიც „ამოიცნობენ“ mRNA კოდონს. ხაზგასმით უნდა აღინიშნოს, რომ კონკრეტულ tRNA-ს შეუძლია მისი ანტიკოდონის შესაბამისი მკაცრად განსაზღვრული ამინომჟავის ტრანსპორტირება. ამინომჟავების და თრნმ-ის შეერთების სპეციფიკა მიიღწევა ფერმენტ ამინოაცილ-ტრნმ სინთეზაზას თვისებების გამო.
რიბოსომური რნმშეიცავს 3000-5000 ნუკლეოტიდს; მოლეკულური წონა - 1 000 000-1 500 000. rRNA შეადგენს უჯრედში მთლიანი რნმ-ის 80-85%-ს. რიბოსომურ ცილებთან ერთად, rRNA წარმოქმნის რიბოზომებს - ორგანელებს, რომლებიც ახორციელებენ ცილის სინთეზს. ევკარიოტულ უჯრედებში, rRNA სინთეზი ხდება ბირთვში. rRNA ფუნქციები: 1) რიბოზომების აუცილებელი სტრუქტურული კომპონენტი და, ამრიგად, რიბოზომების ფუნქციონირების უზრუნველყოფა; 2) რიბოზომისა და ტრნმ-ის ურთიერთქმედების უზრუნველყოფა; 3) რიბოზომისა და mRNA ინიციატორი კოდონის საწყისი შეერთება და კითხვის ჩარჩოს განსაზღვრა; 4) რიბოსომის აქტიური ცენტრის ფორმირება.
ინფორმაცია რნმიცვლებოდა ნუკლეოტიდის შემცველობით და მოლეკულური მასით (50000-დან 4000000-მდე). mRNA-ის წილი უჯრედში მთლიანი რნმ-ის შემცველობის 5%-მდეა. mRNA-ს ფუნქციები: 1) გენეტიკური ინფორმაციის გადატანა დნმ-დან რიბოსომებში, 2) მატრიცა ცილის მოლეკულის სინთეზისთვის, 3) ცილის მოლეკულის პირველადი სტრუქტურის ამინომჟავების თანმიმდევრობის განსაზღვრა.
ATP-ის სტრუქტურა და ფუნქციები
ადენოზინის ტრიფოსფორის მჟავა (ATP)არის უნივერსალური წყარო და ენერგიის მთავარი აკუმულატორი ცოცხალ უჯრედებში. ATP გვხვდება ყველა მცენარეულ და ცხოველურ უჯრედში. ატფ-ის რაოდენობა საშუალოდ შეადგენს 0,04%-ს (უჯრედის ნედლი მასის), ატფ-ის ყველაზე დიდი რაოდენობა (0,2-0,5%) გვხვდება ჩონჩხის კუნთებში.
ATP შედგება ნარჩენებისგან: 1) აზოტოვანი ფუძე (ადენინი), 2) მონოსაქარიდი (რიბოზა), 3) სამი ფოსფორის მჟავა. ვინაიდან ATP შეიცავს ფოსფორმჟავას არა ერთ, არამედ სამ ნარჩენს, ის მიეკუთვნება რიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატებს.
უჯრედებში მიმდინარე სამუშაოების უმეტესობისთვის გამოიყენება ATP ჰიდროლიზის ენერგია. ამავდროულად, როდესაც ფოსფორის მჟავას ტერმინალური ნარჩენი იშლება, ATP გარდაიქმნება ADP-ად (ადენოზინდიფოსფორის მჟავა), როდესაც მეორე ფოსფორმჟავას ნარჩენი იშლება, ხდება AMP (ადენოზინმონოფოსფორის მჟავა). თავისუფალი ენერგიის გამოსავლიანობა ფოსფორმჟავას როგორც ტერმინალური, ისე მეორე ნარჩენების აღმოფხვრის დროს არის თითო 30,6 კჯ. მესამე ფოსფატის ჯგუფის დაშლას თან ახლავს მხოლოდ 13,8 კჯ გამოყოფა. ობლიგაციებსა და ფოსფორის მჟავას მეორე, მეორე და პირველ ნარჩენებს შორის კავშირებს მაკროენერგიული (მაღალი ენერგიის) ეწოდება.
ATP რეზერვები მუდმივად ივსება. ყველა ორგანიზმის უჯრედებში ატფ-ის სინთეზი ხდება ფოსფორილირების პროცესში, ე.ი. ფოსფორის მჟავას დამატება ADP-ში. ფოსფორილირება სხვადასხვა ინტენსივობით ხდება სუნთქვის (მიტოქონდრია), გლიკოლიზის (ციტოპლაზმა), ფოტოსინთეზის (ქლოროპლასტების) დროს.
ATP არის მთავარი კავშირი პროცესებს შორის, რომლებსაც თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა და დაგროვება და პროცესებს შორის, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიას. გარდა ამისა, ATP სხვა რიბონუკლეოზიდის ტრიფოსფატებთან ერთად (GTP, CTP, UTP) წარმოადგენს რნმ-ის სინთეზის სუბსტრატს.
Წადი ლექციები №3ცილების სტრუქტურა და ფუნქცია. ფერმენტები »
Წადი ლექციები ნომერი 5"უჯრედების თეორია. ფიჭური ორგანიზაციის სახეები »
1. აირჩიეთ ცილების ფუნქციების მაგალითები, რომლებსაც ისინი ასრულებენ სიცოცხლის უჯრედულ დონეზე.
1) უზრუნველყოფს იონების ტრანსპორტირებას მემბრანის მეშვეობით
2) არის თმის ნაწილი, ბუმბული
3) ქმნის კანს
4) ანტისხეულები აკავშირებს ანტიგენებს
5) ინახავს ჟანგბადს კუნთებში
6) უზრუნველყოს სამმართველოს spindle მუშაობა
2. აირჩიეთ რნმ-ის მახასიათებლები.
1) გვხვდება რიბოზომებში და ნუკლეოლებში
2) გამრავლების უნარი
3) შედგება ერთი ჯაჭვისგან
4) შეიცავს ქრომოსომებს
5) ნუკლეოტიდების ნაკრები ATHC
6) AGCU ნუკლეოტიდების ნაკრები
3. რა ფუნქციებს ასრულებენ ლიპიდები ცხოველების სხეულში?
1) ფერმენტული
2) შენახვა
3) ენერგია
4) სტრუქტურული
5) კონტრაქტული
6) რეცეპტორი
4. რა ფუნქციები აქვს ნახშირწყლებს ცხოველების სხეულში?
1) კატალიზური
2) სტრუქტურული
3) შენახვა
4) ჰორმონალური
5) კონტრაქტული
6) ენერგია
5. პროტეინები, ნუკლეინის მჟავებისგან განსხვავებით,
1) მონაწილეობა პლაზმური მემბრანის ფორმირებაში
2) ქრომოსომების ნაწილია
3) მონაწილეობა ჰუმორულ რეგულაციაში
4) განახორციელოს სატრანსპორტო ფუნქცია
5) ასრულებს დამცავ ფუნქციას
6) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადატანა ბირთვიდან რიბოსომაში
6. ქვემოთ ჩამოთვლილთაგან რომელი ცილა ვერ მოიძებნება კუნთის უჯრედში?
2) ჰემოგლობინი
3) ფიბრინოგენი
5) რნმ პოლიმერაზა
6) ტრიპსინი
7. აირჩიეთ ცილის მოლეკულების სტრუქტურის თავისებურებები.
1) შედგება ცხიმოვანი მჟავებისგან
2) შედგება ამინომჟავებისგან
3) მოლეკულის მონომერები ინახება პეპტიდური ბმებით
4) შედგება იგივე სტრუქტურის მონომერებისგან
5) არის პოლიჰიდრული სპირტები
6) მოლეკულების მეოთხეული სტრუქტურა შედგება რამდენიმე გლობულისგან
8. აირჩიეთ სამი ფუნქცია, რომელიც უნიკალურია ცილებისთვის.
1) ენერგია
2) კატალიზური
3) ძრავა
4) ტრანსპორტი
5) სტრუქტურული
6) შენახვა
9. რა ფუნქციები აქვთ ნახშირწყლებისა და ლიპიდების მოლეკულებს უჯრედში?
1) ინფორმაცია
2) კატალიზური
3) მშენებლობა
4) ენერგია
5) შენახვა
6) ძრავა
10. ყველა შემდეგი ქიმიური ელემენტი, გარდა ორისა, არის ორგანოგენები. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ ნომრები, რომლებზეც ისინი მითითებულია პასუხად.
1) წყალბადი
5) ჟანგბადი
11. ყველა შემდეგი ქიმიური ელემენტი, გარდა ორისა, არის მაკროელემენტები. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ ნომრები, რომლებზეც ისინი მითითებულია პასუხად.
12. აირჩიეთ დნმ-ის სამი ფუნქცია უჯრედში
1) შუამავალი მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემაში
2) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა
3) ამინომჟავის კოდირება
4) შაბლონი mRNA სინთეზისთვის
5) მარეგულირებელი
6) ქრომოსომის სტრუქტურა
13. დნმ-ის მოლეკულა
1) პოლიმერი, რომლის მონომერი არის ნუკლეოტიდი
2) პოლიმერი, რომლის მონომერი არის ამინომჟავა
3) ორჯაჭვის პოლიმერი
4) ერთი ჯაჭვის პოლიმერი
5) შეიცავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას
6) ასრულებს ენერგეტიკულ ფუნქციას უჯრედში
14. რა მახასიათებლები აქვს დნმ-ის მოლეკულას?
1) შედგება ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან
2) შედგება ორი პოლინუკლეოტიდური ძაფისგან, რომლებიც გადაუგრიხეს სპირალურად
3) აქვს ურაცილის შემცველი ნუკლეოტიდი
4) აქვს თიმინის შემცველი ნუკლეოტიდი
5) ინახავს მემკვიდრეობით ინფორმაციას
6) გადასცემს ინფორმაციას ცილის სტრუქტურის შესახებ ბირთვიდან რიბოსომაში
15. მონოსაქარიდები უჯრედში ასრულებენ შემდეგ ფუნქციებს:
1) ენერგია
2) პოლიმერების შემადგენელი კომპონენტები
3) ინფორმაცია
4) ნუკლეინის მჟავების შემადგენელი კომპონენტები
5) დამცავი
6) ტრანსპორტი
16. რით განსხვავდება mRNA მოლეკულა დნმ-ისგან?
1) გადააქვს მემკვიდრეობითი ინფორმაცია ბირთვიდან რიბოსომაში
2) ნუკლეოტიდების შემადგენლობაში შედის აზოტოვანი ბაზების ნარჩენები, ნახშირწყლები და ფოსფორის მჟავა
3) შედგება ერთი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისაგან
4) შედგება ორი ურთიერთდაკავშირებული პოლინუკლეოტიდური ძაფისგან
5) შეიცავს ნახშირწყლების რიბოზას და აზოტოვან ფუძეს ურაცილს
6) შეიცავს ნახშირწყალ დეოქსირიბოზას და აზოტოვან ფუძეს თიმინს
17. ქვემოთ მოყვანილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, არის ლიპიდების ფუნქცია. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შენახვა
2) ჰორმონალური
3) ფერმენტული
4) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი
5) ენერგია
18. ყველა ქვემოთ მოყვანილი ნიშანი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცილების მნიშვნელობის აღსაწერად ადამიანისა და ცხოველის ორგანიზმში. დაასახელეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და პასუხად ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებშიც ისინია მითითებული.
1) ემსახურება როგორც ძირითად სამშენებლო მასალას
2) ნაწლავში იშლება გლიცეროლსა და ცხიმოვან მჟავებამდე
3) წარმოიქმნება ამინომჟავებისგან
4) ღვიძლში გარდაიქმნება გლიკოგენად
5) რადგან ფერმენტები აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს
19. ქვემოთ ჩამოთვლილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დნმ-ის მოლეკულის აღსაწერად. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
4) შეუძლია თვითგაორმაგება
5) ცილებთან კომპლექსში ქმნის ქრომოსომებს
20. ყველა შემდეგი მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედში ლიპიდების ფუნქციების დასადგენად. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შენახვა
2) მარეგულირებელი
3) ტრანსპორტი
4) ფერმენტული
5) შენობა
21. ქვემოთ მოყვანილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედში ნუკლეინის მჟავების ფუნქციების აღსაწერად. დაასახელეთ ორი მახასიათებელი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და პასუხად ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებშიც ისინია მითითებული.
1) ჰომეოსტაზის ჩატარება
2) მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადატანა ბირთვიდან რიბოსომაში
3) მონაწილეობა ცილის ბიოსინთეზში
4) არის უჯრედის მემბრანის ნაწილი
5) ამინომჟავების ტრანსპორტირება
22. ქვემოთ ჩამოთვლილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დნმ-ის მოლეკულის აღსაწერად. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შედგება ორი ჯაჭვისგან, რომლებიც ქმნიან სპირალს
2) შეიცავს ATHC ნუკლეოტიდებს
3) შეიცავს რიბოზას შაქარს
4) თვითგაორმაგება
5) მონაწილეობს თარგმნის პროცესში
23. ინსულინის მოლეკულის აღსაწერად ყველა, გარდა ორი მახასიათებლისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქვემოთ ჩამოთვლილი. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შედგება ამინომჟავებისგან
2) თირკმელზედა ჯირკვლის ჰორმონი
3) კატალიზატორი მრავალი ქიმიური რეაქციისთვის
4) პანკრეასის ჰორმონი
5) ცილოვანი ბუნების ნივთიერება
24 ყველა ქვემოთ ჩამოთვლილი ორი მახასიათებლის გარდა შეიძლება გამოყენებულ იქნას კვერცხის ცილის ალბუმინის აღსაწერად. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შედგება ამინომჟავებისგან
2) საჭმლის მომნელებელი ფერმენტი
3) შექცევადად დენატურაცია ხდება კვერცხის მოხარშვისას
4) მონომერები დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით
5) მოლეკულა ქმნის პირველად, მეორად და მესამეულ სტრუქტურებს
25. ქვემოთ ჩამოთვლილი ყველა მახასიათებელი, გარდა ორისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას რნმ-ის მოლეკულის აღსაწერად. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შედგება ორი პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც გადაუგრიხეს სპირალურად
2) ინფორმაციას გადასცემს ცილის სინთეზის ადგილზე
3) ცილებთან კომპლექსში აშენებს რიბოსომის სხეულს
4) შეუძლია თვითგაორმაგება
5) ამინომჟავების ტრანსპორტირება ცილის სინთეზის ადგილზე
26. სახამებლის მოლეკულის აღსაწერად ყველა, გარდა ორი მახასიათებლისა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქვემოთ ჩამოთვლილი. დაასახელეთ ორი ნიშანი, რომლებიც „გამოვარდება“ ზოგადი სიიდან და ჩაწერეთ რიცხვები, რომლებზეც ისინი მითითებულია ცხრილში.
1) შედგება ერთი ჯაჭვისგან
2) წყალში ძალიან ხსნადი
3) ცილებთან კომპლექსში ქმნის უჯრედის კედელს
4) გადის ჰიდროლიზს
5) არის სარეზერვო ნივთიერება კუნთების უჯრედებში
გახსოვდეს!
რატომ არის ნუკლეინის მჟავები კლასიფიცირებული, როგორც ჰეტეროპოლიმერები?
ისინი შედგება სხვადასხვა მონომერებისგან - ნუკლეოტიდებისგან, მაგრამ თავად ნუკლეოტიდები განსხვავდებიან ზოგიერთ სტრუქტურაში.
რა არის ნუკლეინის მჟავის მონომერი?
ნუკლეოტიდები
ნუკლეინის მჟავების რა ფუნქციები იცით?
მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა. დნმ შეიცავს ინფორმაციას ორგანიზმისთვის საჭირო ყველა ცილის პირველადი სტრუქტურის შესახებ. ეს ინფორმაცია ჩაწერილია ნუკლეოტიდების წრფივი თანმიმდევრობით. ვინაიდან პროტეინები უმთავრეს როლს ასრულებენ სხეულის ცხოვრებაში, მონაწილეობენ სტრუქტურაში, განვითარებაში, მეტაბოლიზმში, შეიძლება ითქვას, რომ დნმ ინახავს ინფორმაციას სხეულის შესახებ. რნმ-ში მისი თითოეული ტიპი ასრულებს თავის ფუნქციას მისი სტრუქტურის მიხედვით. mRNA არის დნმ-ის სეგმენტის ასლი, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას ამინომჟავების ნარჩენების რაოდენობის, შემადგენლობისა და თანმიმდევრობის შესახებ, რომლებიც განსაზღვრავენ ცილის მოლეკულის სტრუქტურასა და ფუნქციებს. ეს რნმ შეიცავს პოლიპეპტიდის მოლეკულის აგების გეგმას. tRNA - მისი როლი არის ამინომჟავის მოლეკულის მიმაგრება და მისი ტრანსპორტირება ცილის სინთეზის ადგილზე. rRNA - აერთიანებს ცილას და წარმოქმნის სპეციალურ ორგანელებს - რიბოზომებს, რომლებზეც ცილის მოლეკულები იკრიბება ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის უჯრედში.
ცოცხალი არსებების რა თვისებები განისაზღვრება უშუალოდ ნუკლეინის მჟავების აგებულებითა და ფუნქციებით?
მემკვიდრეობა, ცვალებადობა, გამრავლება
გადახედეთ კითხვებს და დავალებებს
1. რა არის ნუკლეინის მჟავები? რატომ მიიღეს მათ ასეთი სახელი?
ნუკლეინის მჟავები არის ბიოპოლიმერები, რომელთა მონომერები არის ნუკლეოტიდები. ლათ. "ნუკლეოები" - ბირთვი, ვინაიდან ეს მჟავები განლაგებულია ან სინთეზირებულია ბირთვში, ან პროკარიოტებში, ბირთვული ინფორმაციის ფუნქციას ასრულებს ნუკლეოიდი (დნმ ან რნმ).
2. რა სახის ნუკლეინის მჟავები იცით?
დნმ, რნმ: i-RNA, t-RNA, r-RNA.
4. დაასახელეთ დნმ-ის ფუნქციები. როგორ არის დაკავშირებული დნმ-ის სტრუქტურა და ფუნქციები?
მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა - დნმ მდებარეობს მკაცრად ბირთვში.
დნმ-ის მოლეკულას შეუძლია თვითრეპლიკაცია გაორმაგებით. ფერმენტების მოქმედებით, დნმ-ის ორმაგი სპირალი იხსნება, წყდება ბმები აზოტოვან ფუძეებს შორის.
დნმ შეიცავს ინფორმაციას ორგანიზმისთვის საჭირო ყველა ცილის პირველადი სტრუქტურის შესახებ. ეს ინფორმაცია ჩაწერილია ნუკლეოტიდების წრფივი თანმიმდევრობით.
ვინაიდან პროტეინები უმთავრეს როლს ასრულებენ სხეულის ცხოვრებაში, მონაწილეობენ სტრუქტურაში, განვითარებაში, მეტაბოლიზმში, შეიძლება ითქვას, რომ დნმ ინახავს ინფორმაციას სხეულის შესახებ.
5. რა ტიპის რნმ არსებობს უჯრედში, სად სინთეზირდება ისინი? ჩამოთვალეთ მათი ფუნქციები.
i-RNA, t-RNA, r-RNA.
i-RNA - სინთეზირებულია ბირთვში დნმ-ის შაბლონზე, წარმოადგენს ცილის სინთეზის საფუძველს.
tRNA არის ამინომჟავების ტრანსპორტირება ცილის სინთეზის ადგილზე - რიბოსომებამდე.
rRNA - სინთეზირებულია ბირთვის ბირთვებში და ქმნის თავად უჯრედის რიბოზომებს.
ყველა ტიპის რნმ სინთეზირებულია დნმ-ის შაბლონზე.
6. საკმარისია თუ არა იმის ცოდნა, თუ რომელი მონოსაქარიდი არის ნუკლეოტიდების ნაწილი, რათა გავიგოთ, რა სახის ნუკლეინის მჟავაზეა საუბარი?
დიახ, რნმ შეიცავს რიბოზას.
დნმ შეიცავს დეზოქსირიბოზას.
რნმ-ის ტიპების ამოცნობა შეუძლებელია ერთი მონოსაქარიდით.
7. დნმ-ის ერთი ჯაჭვის ფრაგმენტს აქვს შემდეგი შემადგენლობა: A-G-C-G-C-C-C-T-A-. კომპლემენტარობის პრინციპის გამოყენებით, დაასრულეთ მეორე სტრიქონი.
A-G-C-G-C-C-C-T-A
T-C-G-C-G-G-G-A-T
დაფიქრდი! გახსოვდეს!
1. რატომ არის უჯრედებში სამი ტიპის რნმ-ის მოლეკულა, მაგრამ მხოლოდ ერთი ტიპის დნმ?
დნმ არის ყველაზე დიდი მოლეკულა, ის ვერ ტოვებს ბირთვს, ფორები ძალიან მცირეა. რნმ არის პატარა მოლეკულა, თითოეული ასრულებს თავის ფუნქციას, უზრუნველყოფს სხვადასხვა ფუნქციებს უჯრედში მუშაობის დროს. დნმ-ის მატრიცაზე რნმ-ის მრავალი სახეობა შეიძლება ერთდროულად სინთეზირებული იყოს და ყველა მათგანი თავისი ფუნქციების შესასრულებლად მიდის.
3. რა ტიპის რნმ იქნება ერთნაირი ყველა ორგანიზმში? რომელ რნმ-ს აქვს ყველაზე დიდი ცვალებადობა? ახსენით თქვენი თვალსაზრისი.
i-RNA და t-RNA ერთნაირი იქნება ყველა ორგანიზმში, რადგან ცილების ბიოსინთეზი მიჰყვება ერთ მექანიზმს, ხოლო t-RNA ატარებს იგივე 20 ამინომჟავას. rRNA შეიძლება განსხვავებული იყოს.
