1) i-RNA 2) t-RNA 3) დნმ 4) ქრომოსომა

A2. ადამიანის კანის ქალიშვილ უჯრედებში მათი რეპროდუქციის დროს მოდის დედა უჯრედი:

სრული გენეტიკური ინფორმაცია

ინფორმაციის ნახევარი

ინფორმაციის მეოთხედი

არ არის სწორი პასუხი

A3. დნმ-ის რეპლიკაციას თან ახლავს ქიმიური ბმების გაწყვეტა:

პეპტიდი, ამინომჟავებს შორის

კოვალენტური, ნახშირწყლებსა და ფოსფატებს შორის

წყალბადი, აზოტოვან ფუძეებს შორის

იონური, მოლეკულის სტრუქტურის შიგნით

A4. დნმ-ის მოლეკულის რეპლიკაციის დროს წარმოიქმნება შემდეგი:

ძაფი, რომელიც დაიშალა ქალიშვილის მოლეკულების ცალკეულ ფრაგმენტებად

მოლეკულა, რომელიც შედგება დნმ-ის ორი ახალი ჯაჭვისგან

მოლეკულა, რომლის ნახევარი შედგება mRNA ჯაჭვისგან

ქალიშვილი მოლეკულა, რომელიც შედგება დნმ-ის ერთი ძველი და ერთი ახალი ჯაჭვისგან

A5. ტრანსკრიფცია არის პროცესი:

1) დნმ-ის რეპლიკაცია

2) i-RNA სინთეზი

3) ცილის სინთეზი

4) თ-რნმ-ის მიმაგრება ამინომჟავასთან

A6. თუ ამინომჟავა კოდირებულია UGG კოდონით, მაშინ დნმ-ში ის შეესაბამება სამეულს:

TCC 2) AGG 3) UCC 4) ACC

A7. ერთი დნმ-ის სამეული შეიცავს ინფორმაციას:

ამინომჟავების თანმიმდევრობა ცილის მოლეკულაში

კონკრეტული AA-ს მდებარეობა ცილოვან ჯაჭვში

კონკრეტული ორგანიზმის ნიშანი

ამინომჟავა შედის ცილის ჯაჭვში

A8. ტრანსლაციაში ჩართული tRNA-ების რაოდენობა უდრის:

i-RNA კოდონები, რომლებიც კოდირებენ ამინომჟავებს

მოლეკულა i-RNA

გენები, რომლებიც ქმნიან დნმ-ის მოლეკულას

რიბოზომებზე სინთეზირებული ცილები

A9. უჯრედის სიცოცხლის პერიოდს გაყოფიდან გაყოფამდე ეწოდება:

ინტერფაზა 3) მეიოზი

მიტოზი 4) უჯრედული ციკლი

A10. რამდენ ქრომატიდს შეიცავს 8 ქრომოსომა, რომელიც ჩანს მიტოზის მეტაფაზაში:

1) 6 2) 8 3) 12 4) 16

A11. მიტოზის შემდეგ ადამიანის სომატურ უჯრედებში ქრომოსომების რაოდენობაა:

1) 23 2) 46 3) 92 4) 44

თითოეული ცილა წარმოდგენილია ერთი ან მეტი პოლიპეპტიდური ჯაჭვით. დნმ-ის ნაწილს, რომელიც ატარებს ინფორმაციას ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესახებ, გენი ეწოდება. თითოეული დნმ-ის მოლეკულა შეიცავს ბევრ განსხვავებულ გენს. უჯრედში დნმ-ის მოლეკულების მთლიანობა მოქმედებს როგორც გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი. უნიკალური თვისების - დუბლირების უნარის გამო, რომელიც არცერთ სხვა ცნობილ მოლეკულას არ გააჩნია, დნმ-ის კოპირება შესაძლებელია. დაყოფისას, დნმ-ის „ასლები“ ​​იშლება ორ ქალიშვილ უჯრედად, რომელთაგან თითოეულს ექნება იგივე ინფორმაცია, რასაც დედა უჯრედი შეიცავს. ვინაიდან გენები დნმ-ის მოლეკულების სექციებია, გაყოფის დროს წარმოქმნილ ორ უჯრედს აქვს გენების იგივე ნაკრები. მრავალუჯრედიანი ორგანიზმის თითოეული უჯრედი სქესობრივი გამრავლების დროს წარმოიქმნება ერთი განაყოფიერებული კვერცხუჯრედიდან მრავალი გაყოფის შედეგად. ეს ნიშნავს, რომ შემთხვევითი შეცდომა ერთი უჯრედის გენში გამრავლდება მისი მილიონობით შთამომავლის გენებში. სწორედ ამიტომ, ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის მქონე პაციენტის სისხლის ყველა წითელ უჯრედს აქვს იგივე დაზიანებული ჰემოგლობინი. შეცდომა მოხდა გენში, რომელიც ატარებს ინფორმაციას ცილის ბეტა ჯაჭვის შესახებ. გენის ასლი არის mRNA. მასზე, ისევე როგორც მატრიცაზე, ყოველ ერითროციტში ათასჯერ „იბეჭდება“ არასწორი ცილა. ბავშვები მშობლებისგან იღებენ დაზიანებულ გენებს ჩანასახოვანი უჯრედების მეშვეობით. გენეტიკური ინფორმაცია გადაეცემა ერთი უჯრედიდან ქალიშვილს, ხოლო მშობლებიდან შვილებს. გენი არის გენეტიკური ან მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ერთეული.

თითოეული ცილა წარმოდგენილია ერთი ან მეტი პოლიპეპტიდური ჯაჭვით. დნმ-ის განყოფილებას, რომელიც ატარებს ინფორმაციას ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესახებ, ეწოდება გენომი. უჯრედში დნმ-ის მოლეკულების მთლიანობა მოქმედებს როგორც გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი. გენეტიკური ინფორმაცია გადაეცემა დედის უჯრედებიდან ქალიშვილურ უჯრედებს და მშობლებიდან შვილებს. გენი არის გენეტიკური ერთეული, ან მემკვიდრეობითი ინფორმაცია.

დნმ არის უჯრედში გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი- არ იღებს უშუალო მონაწილეობას ცილების სინთეზში. ევკარიოტულ უჯრედებში დნმ-ის მოლეკულები შეიცავს ბირთვის ქრომოსომებს და გამოყოფილია ბირთვული მემბრანით ციტოპლაზმიდან, სადაც ხდება ცილების სინთეზი. რიბოზომებში - ცილების შეკრების ადგილებზე - ბირთვიდან იგზავნება ინფორმაციის გადამზიდავი, რომელსაც შეუძლია გაიაროს ბირთვული კონვერტის ფორებში. მესინჯერი რნმ (mRNA) ასეთი შუამავალია. კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით, იგი სინთეზირდება დნმ-ზე ფერმენტის მონაწილეობით, რომელსაც ეწოდება რნმ-. პოლიმერაზა.

1) რნმ-ის სინთეზის პროცესი, რომლის დროსაც შაბლონად გამოიყენება დნმ-ის მოლეკულის ერთ-ერთი ჯაჭვი, ე.წ. ტრანსკრიფცია .

2) ტრანსკრიფცია - ეს არის მექანიზმი, რომლითაც დნმ-ის ერთ-ერთი ჯაჭვის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა გადაიწერება mRNA მოლეკულის დამატებითი თანმიმდევრობით.

მესინჯერი რნმ არის ერთჯაჭვიანი მოლეკულა და ტრანსკრიფცია მოდის ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულის ერთი ჯაჭვიდან. ეს არ არის მთელი დნმ-ის მოლეკულის ასლი, არამედ მისი მხოლოდ ნაწილი - ერთი გენი ევკარიოტებში ან მიმდებარე გენების ჯგუფი, რომელიც ატარებს ინფორმაციას პროკარიოტებში ერთი ფუნქციის შესასრულებლად საჭირო ცილების სტრუქტურის შესახებ. გენების ამ ჯგუფს ე.წ ოპერონი. ყოველი ოპერონის დასაწყისში არის რნმ პოლიმერაზას ერთგვარი სადესანტო ადგილი, რომელსაც ე.წ პრომოუტერი.ეს არის დნმ-ის ნუკლეოტიდების სპეციფიური თანმიმდევრობა, რომელსაც ფერმენტი „ამოიცნობს“ ქიმიური აფინურობის გამო. მხოლოდ პრომოტორთან მიმაგრებით რნმ პოლიმერაზას შეუძლია რნმ-ის სინთეზის დაწყება. ოპერონის დასასრულის მიღწევის შემდეგ, ფერმენტი ხვდება სიგნალს (ნუკლეოტიდების გარკვეული თანმიმდევრობის სახით), რომელიც მიუთითებს წაკითხვის დასრულებაზე. დასრულებული mRNA შორდება დნმ-ს და მიდის ცილის სინთეზის ადგილზე.

ტრანსკრიფციის პროცესში ოთხი ეტაპია: 1) რნმ-ის შეკავშირება- პოლიმერაზა პრომოტორით; 2) ინიცირება- სინთეზის დასაწყისი. იგი შედგება პირველი ფოსფოდიესტერული ბმის ფორმირებაში ATP ან GTP და სინთეზირებული რნმ-ის მოლეკულის მეორე ნუკლეოტიდს შორის; 3) დრეკადობა– რნმ ჯაჭვის ზრდა; იმათ. ნუკლეოტიდების თანმიმდევრული დამატება ერთმანეთთან იმ თანმიმდევრობით, რომლითაც მათი დამატებითი ნუკლეოტიდები არიან ტრანსკრიბირებული დნმ-ის ჯაჭვში. დრეკადობის სიჩქარეა 50 ნუკლეოტიდი წამში; ოთხი) შეწყვეტა- რნმ-ის სინთეზის დასრულება.

ბირთვული კონვერტის ფორებში გავლის შემდეგ mRNA იგზავნება რიბოსომებში, სადაც ხდება გენეტიკური ინფორმაციის გაშიფვრა – ის ნუკლეოტიდების „ენიდან“ ითარგმნება ამინომჟავების „ენაზე“. პოლიპეპტიდური ჯაჭვების სინთეზს mRNA შაბლონის მიხედვით, რომელიც ხდება რიბოსომებში, ე.წ. გადაცემა(ლათ. თარგმანი - თარგმანი).

ამინომჟავები, საიდანაც სინთეზირდება ცილები, მიეწოდება რიბოსომებს სპეციალური რნმ-ების დახმარებით, რომელსაც ეწოდება სატრანსპორტო რნმ (tRNA). უჯრედში არის იმდენი განსხვავებული tRNA, რამდენიც არის კოდონები, რომლებიც კოდირებენ ამინომჟავებს. თითოეული tRNA-ს „ფურცლის“ ზედა ნაწილში არის სამი ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა, რომლებიც ავსებენ mRNA-ში არსებული კოდონის ნუკლეოტიდებს. ისინი მას ეძახიან ანტიკოდონი.სპეციალური ფერმენტი - კოდაზა - ამოიცნობს tRNA-ს და "ფოთლის ფოთოლს" ანიჭებს ამინომჟავას - მხოლოდ ის, რომელიც კოდირებულია ანტიკოდონის დამატებითი სამეულით. ერთი ATP მოლეკულის ენერგია იხარჯება კოვალენტური ბმის ფორმირებაზე tRNA-სა და მის "საკუთარ" ამინომჟავას შორის.

იმისათვის, რომ ამინომჟავა შევიდეს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში, ის უნდა დაშორდეს tRNA-ს. ეს შესაძლებელი ხდება მაშინ, როდესაც tRNA შედის რიბოსომაში და ანტიკოდონი ამოიცნობს მის კოდონს mRNA-ში. რიბოსომას აქვს ორი ადგილი ორი tRNA მოლეკულის დასაკავშირებლად. ერთ-ერთი ასეთი სფერო, ე.წ მიმღები, tRNA შემოდის ამინომჟავასთან ერთად და ერთვის მის კოდონს (I). უერთდება თუ არა ეს ამინომჟავა თავის თავს (იღებს) ცილის (II) მზარდ ჯაჭვს? მათ შორის იქმნება პეპტიდური კავშირი. tRNA, რომელიც ახლა მიმაგრებულია mRNA კოდონთან ერთად დონორირიბოსომის მონაკვეთი. ახალი tRNA მოდის გათავისუფლებულ მიმღებ ადგილზე, შეკრული ამინომჟავასთან, რომელიც დაშიფრულია შემდეგი კოდონით (III). დონორის ადგილიდან მოწყვეტილი პოლიპეპტიდური ჯაჭვი ისევ აქ არის გადატანილი და კიდევ ერთი რგოლით ვრცელდება. მზარდი ჯაჭვის ამინომჟავები დაკავშირებულია იმ თანმიმდევრობით, რომლითაც მათ მაკოდირებელი კოდონები განლაგებულია mRNA-ში.

როდესაც სამი სამეულიდან ერთ-ერთი აღმოჩნდება რიბოსომაზე ( UAA, UAG, UGA), რომლებიც არის „სასვენი ნიშნები“ გენებს შორის, ვერცერთი tRNA ვერ დაიკავებს ადგილს მიმღებ ადგილზე. ფაქტია, რომ არ არსებობს ანტიკოდონები, რომლებიც ავსებენ „პუნქტუაციის ნიშნების“ ნუკლეოტიდურ თანმიმდევრობას. მოწყვეტილ ჯაჭვს მიმაგრებული არაფერი აქვს მიმღების ადგილზე და ის ტოვებს რიბოსომას. ცილის სინთეზი დასრულებულია.

პროკარიოტებში ცილის სინთეზი იწყება კოდონით აუგ, რომელიც მდებარეობს პირველ ადგილზე თითოეული გენის ასლში, იკავებს ისეთ ადგილს რიბოსომაში, რომ სპეციალური tRNA-ს ანტიკოდონი ურთიერთქმედებს მასთან, დაკავშირებული ფორმილმენტონინი. ამინომჟავის მეთიონინის ეს მოდიფიცირებული ფორმა მაშინვე ხვდება დონორ ადგილას და ასრულებს დიდი ასოს როლს ფრაზაში - ნებისმიერი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზი იწყება ბაქტერიულ უჯრედში. როცა სამეული აუგეს არ არის პირველ რიგში, მაგრამ გენის ასლის შიგნით, ის კოდირებს ამინომჟავას მეთიონინს. პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზის დასრულების შემდეგ, ფორმილმეთიონინი იშლება მისგან და არ არის მზა ცილაში.

ცილების წარმოების გასაზრდელად mRNA ხშირად გადის ერთდროულად არა ერთ, არამედ რამდენიმე რიბოსომას. რა სტრუქტურას აერთიანებს ერთი mRNA მოლეკულა ეწოდება პოლისომა. თითოეულ რიბოსომაზე იდენტური ცილები სინთეზირდება ამ მძივის მსგავს ასამბლეის ხაზზე.

ამინომჟავები განუწყვეტლივ მიეწოდება რიბოზომებს tRNA-ს მიერ. ამინომჟავის შემოწირულობის შემდეგ, tRNA ტოვებს რიბოსომას და უკავშირდება კოდაზის დახმარებით. ცილების წარმოებისთვის ყველა "მცენარის სერვისის" მაღალი თანმიმდევრულობა საშუალებას იძლევა რამდენიმე წამში ასობით ამინომჟავისგან შემდგარი პოლიპეპტიდური ჯაჭვების სინთეზირება.

გენეტიკური კოდის თვისებები.უჯრედში ტრანსკრიფციის პროცესის მეშვეობით ინფორმაცია დნმ-დან ცილაში გადადის.

დნმ → mRNA → ცილა

დნმ-სა და mRNA-ში შემავალი გენეტიკური ინფორმაცია შეიცავს მოლეკულებში ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობას.

როგორ ხდება ინფორმაციის გადათარგმნა ნუკლეოტიდების „ენიდან“ ამინომჟავების „ენაზე“? ეს თარგმანი ხორციელდება გენეტიკური კოდის გამოყენებით. კოდი ან შიფრი, არის სიმბოლოთა სისტემა ინფორმაციის ერთი ფორმის მეორეზე გადასათარგმნად. გენეტიკური კოდიარის ცილებში ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ ინფორმაციის ჩაწერის სისტემა mRNA-ში ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის გამოყენებით.

რა თვისებები აქვს გენეტიკურ კოდს?

1. სამმაგი კოდი. რნმ შეიცავს ოთხ ნუკლეოტიდს: A, G, C, W.თუ ჩვენ ვცდილობდით ერთი ამინომჟავის დანიშვნას ერთი ნუკლეოტიდით, მაშინ 20 ამინომჟავიდან 16 დარჩებოდა დაშიფრული. ორასოიანი კოდი დაშიფვრის 16 ამინომჟავას. ბუნებამ შექმნა სამასოიანი, ანუ სამეული კოდი. Ეს ნიშნავს, რომ 20 ამინომჟავიდან თითოეული კოდირებულია სამი ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობით, რომელსაც ეწოდება ტრიპლეტი ან კოდონი.

2. კოდი დეგენერატიულია.Ეს ნიშნავს, რომ თითოეული ამინომჟავა კოდირებულია ერთზე მეტი კოდონით.გამონაკლისები: მეტეონინი და ტრიპტოფანი, რომელთაგან თითოეული დაშიფრულია ერთი სამეულით.

3. კოდი ცალსახაა. თითოეული კოდონი მხოლოდ ერთ ამინომჟავას კოდირებს.

4. გენებს შორის არის „სასვენი ნიშნები“.ნაბეჭდ ტექსტში ყოველი ფრაზის ბოლოს არის წერტილი. რამდენიმე დაკავშირებული ფრაზა ქმნის აბზაცს. გენეტიკური ინფორმაციის ენაზე ასეთი აბზაცი არის ოპერონი და მისი დამატებითი mRNA. პროკარიოტული ოპერონის თითოეული გენი ან ცალკეული ევკარიოტული გენი კოდირებს ერთ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს - ფრაზას. ვინაიდან ზოგიერთ შემთხვევაში mRNA შაბლონზე თანმიმდევრულად იქმნება რამდენიმე განსხვავებული პოლიპეპტიდური ჯაჭვი, ისინი ერთმანეთისგან უნდა იყოს გამიჯნული. ამისთვის გენეტიკურ წელს არის სამი სპეციალური სამეული - UAA, UAG, UGA, რომელთაგან თითოეული მიუთითებს ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზის შეწყვეტაზე. ამრიგად, ეს ტრიპლეტები ასრულებენ პუნქტუაციის ნიშნების ფუნქციას. ისინი ყველა გენის ბოლოს არიან.

5. გენში არ არის „სასვენი ნიშნები“.

6. კოდი უნივერსალურია.გენეტიკური კოდი დედამიწაზე მცხოვრები ყველა არსებისთვის ერთნაირია. ბაქტერიებსა და სოკოებში, ხორბალსა და ბამბაში, თევზსა ​​და ჭიებში, ბაყაყებსა და ადამიანებში, იგივე ტრიპლეტები ერთსა და იმავე ამინომჟავებს კოდირებს.

დნმ-ის რეპლიკაციის პრინციპები. პროცესით უზრუნველყოფილია გენეტიკური მასალის უწყვეტობა უჯრედებისა და ორგანიზმების თაობებში რეპლიკაცია - დნმ-ის მოლეკულების დუბლირება.ეს რთული პროცესი ხორციელდება რამდენიმე ფერმენტისა და ცილების კომპლექსით, რომლებსაც არ გააჩნიათ კატალიზური აქტივობა, რაც აუცილებელია პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვების სასურველი კონფორმაციის მისაცემად. რეპლიკაციის შედეგად წარმოიქმნება დნმ-ის ორი იდენტური ორმაგი სპირალი. ეს ეგრეთ წოდებული ქალიშვილი მოლეკულები არაფრით განსხვავდება ერთმანეთისგან და ორიგინალური მშობელი დნმ-ის მოლეკულისგან. რეპლიკაცია ხდება უჯრედში გაყოფამდე, ამიტომ თითოეული შვილობილი უჯრედი იღებს ზუსტად იმავე დნმ-ის მოლეკულებს, რაც ჰქონდა დედა უჯრედს. რეპლიკაციის პროცესი ეფუძნება რამდენიმე პრინციპს:

1. კომპლემენტარულობა. დნმ-ის მშობელი მოლეკულის ორი ჯაჭვიდან თითოეული ემსახურება როგორც შაბლონს მისი დამატებითი, ე.ი. დამატებითი, ქალიშვილი ჯაჭვი.

2. ნახევრად კონსერვატიული. რეპლიკაციის შედეგად წარმოიქმნება ორი ასული ორმაგი ჯაჭვი, რომელთაგან თითოეული ინარჩუნებს (ინარჩუნებს) ერთ-ერთ მშობელი დნმ-ის ჯაჭვს უცვლელად. შვილობილი მოლეკულების მეორე ჯაჭვები ხელახლა სინთეზირდება ნუკლეოტიდებიდან დნმ-ის მშობლის ჯაჭვებთან კომპლემენტარობის ტრაილერის გასწვრივ. ქალიშვილის დნმ არაფრით განსხვავდება ერთმანეთისგან და მშობლის ორმაგი სპირალისგან.

3.
ანტიპარალელიზმი. დნმ-ის თითოეულ ჯაჭვს აქვს სპეციფიკური ორიენტაცია. ერთი ბოლო ატარებს ჰიდროქსილის ჯგუფს (-OH), რომელიც მიმაგრებულია 3'-ნახშირბადთან შაქრის დეზოქსირიბოზაში, ჯაჭვის მეორე ბოლოში არის ფოსფორის მჟავის ნარჩენი შაქრის 5'-პოზიციაზე. დნმ-ის მოლეკულაში ორი დამატებითი ჯაჭვი ორიენტირებულია საპირისპირო მიმართულებით - ანტიპარალელური. ფერმენტებს, რომლებიც ასინთეზირებენ დნმ-ის ახალ ძაფებს და უწოდებენ დნმ-პოლიმერაზებს, შეუძლიათ გადაადგილდნენ შაბლონის ძაფების გასწვრივ მხოლოდ ერთი მიმართულებით - მათი 3'-ბოლოებიდან 5'-ბოლოებამდე. ამ შემთხვევაში დამატებითი ძაფების სინთეზი ყოველთვის ხორციელდება 5'→3' მიმართულებით, ე.ი. უნიპოლარული. ამიტომ რეპლიკაციის პროცესში ახალი ჯაჭვების ერთდროული სინთეზი ანტიპარალელურად მიმდინარეობს.

4. უწყვეტობა. იმისათვის, რომ დნმ-ის ახალი ჯაჭვები აშენდეს კომპლემენტარობის პრინციპით, ორმაგი სპირალი უნდა იყოს გადაუგრიხული და არ უნდა არსებობდეს წყალბადის ბმები მთავარ ძაფებს შორის.

მხოლოდ ამ შემთხვევაში, დნმ პოლიმერაზებს შეუძლიათ გადაადგილება მშობელი ჯაჭვების გასწვრივ და გამოიყენონ ისინი, როგორც შაბლონები ქალიშვილის ძაფების უშეცდომო სინთეზისთვის. მაგრამ სპირალის სრული განტვირთვა, რომელიც შედგება მრავალი მილიონი ბაზის წყვილისგან, დაკავშირებულია ბრუნვის ისეთ მნიშვნელოვან რაოდენობასთან და ენერგიის ისეთ ხარჯებთან, რაც შეუძლებელია უჯრედის პირობებში. ამიტომ, ევკარიოტებში რეპლიკაცია იწყება ერთდროულად დნმ-ის მოლეკულის ზოგიერთ ადგილას. რეგიონს ორ წერტილს შორის, სადაც ქალიშვილის ჯაჭვების სინთეზი იწყება, ეწოდება რეპლიკონი. Ის არის რეპლიკაციის ერთეული.

ევკარიოტულ უჯრედში დნმ-ის თითოეული მოლეკულა შეიცავს ბევრ რეპლიკონს. თითოეულ რეპლიკონში შეგიძლიათ იხილოთ რეპლიკაციის ჩანგალი - დნმ-ის მოლეკულის ის ნაწილი, რომელიც უკვე დაიშალა სპეციალური ფერმენტების მოქმედებით. ჩანგლის თითოეული ღერი ემსახურება როგორც თარგს დამატებითი ქალიშვილის ძაფების სინთეზისთვის. რეპლიკაციის დროს ჩანგალი მოძრაობს მშობელი მოლეკულის გასწვრივ, ხოლო დნმ-ის ახალი სექციები გადაუხვევია. ვინაიდან დნმ პოლიმერაზებს შეუძლიათ გადაადგილება მხოლოდ ერთი მიმართულებით მატრიცის ძაფების გასწვრივ და ძაფები ორიენტირებულია ანტიპარალელურად, თითოეულ ჩანგალში ერთდროულად სინთეზირდება ორი განსხვავებული ფერმენტული კომპლექსი. უფრო მეტიც, თითოეულ ჩანგალში, ერთი ქალიშვილი (წამყვანი) ჯაჭვი განუწყვეტლივ იზრდება, ხოლო მეორე (ჩამორჩენილი) ჯაჭვი სინთეზირებულია რამდენიმე ნუკლეოტიდის სიგრძის ცალკეული ფრაგმენტებით. ასეთი ფერმენტები დაარქვეს იაპონელი მეცნიერის პატივსაცემად, რომელმაც აღმოაჩინა ისინი ოკაზაკის ფრაგმენტებიუკავშირდება დნმ ლიგაზას, რათა წარმოქმნას უწყვეტი ჯაჭვი. დნმ-ის ფრაგმენტების ქალიშვილი ჯაჭვების ფორმირების მექანიზმს წყვეტილი ეწოდება.

5. პრაიმერის დნმ პოლიმერაზას საჭიროება ვერ ახერხებს წამყვანი ჯაჭვის სინთეზის დაწყებას და არც ჩამორჩენილი ჯაჭვის ოკაზაკის ფრაგმენტების სინთეზს. მას შეუძლია შექმნას უკვე არსებული პოლინუკლეოტიდური ჯაჭვი დეზოქსირიბონუკლეოტიდების თანმიმდევრული მიმაგრებით მის 3'-OH ბოლოზე. საიდან მოდის მზარდი დნმ-ის ჯაჭვის საწყისი 5' ბოლო? იგი სინთეზირდება დნმ-ის შაბლონზე სპეციალური რნმ პოლიმერაზის მიერ, რომელსაც ე.წ პრიმაზა(ინგლისური პრაიმერი - თესლი). რიბონუკლეოტიდის პრაიმერის ზომა მცირეა (20 ნუკლეოტიდზე ნაკლები) დნმ პოიმერაზას მიერ წარმოქმნილი დნმ-ის ჯაჭვის ზომასთან შედარებით. შეასრულა თავისი ფუნქციები რნმ პრაიმერი ამოღებულია სპეციალური ფერმენტით და ამის დროს წარმოქმნილი უფსკრული აღდგენილია დნმ პოლიმერაზას მიერ, რომელიც პრაიმერის სახით იყენებს მეზობელი ოკაზაკის ფრაგმენტის 3'-OH ბოლოს.

ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულების ბოლოების არასაკმარისი რეპლიკაციის პრობლემა.ყველაზე გარე რნმ-ის პრაიმერების მოცილება, რომლებიც ავსებენ ხაზოვანი მშობელი დნმ-ის მოლეკულის ორივე ჯაჭვის 3' ბოლოებს, იწვევს შვილობილი ჯაჭვების უფრო მოკლე 10-20 ნუკლეოტიდს. ეს არის ხაზოვანი მოლეკულების ბოლოების არასაკმარისი რეპლიკაციის პრობლემა.

ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულების 3' ბოლოების არასაკმარისი რეპლიკაციის პრობლემას ხსნიან ევკარიოტული უჯრედები სპეციალური ფერმენტის გამოყენებით - ტელომერაზა.

ტელომერაზა არის დნმ პოლიმერაზა, რომელიც ავსებს ქრომოსომების 3'-ტერმინალურ დნმ-ის მოლეკულებს მოკლე განმეორებადი თანმიმდევრობით. ისინი ერთმანეთის მიყოლებით განლაგებულნი ქმნიან რეგულარულ ტერმინალურ სტრუქტურას 10 ათასამდე ნუკლეოტიდის სიგრძით. ცილოვანი ნაწილის გარდა, ტელომერაზა შეიცავს რნმ-ს, რომელიც მოქმედებს როგორც შაბლონი დნმ-ის გამეორებით გაფართოებისთვის.

დნმ-ის მოლეკულების ბოლოების დრეკადობის სქემა.ჯერ ხდება დნმ-ის ამობურცული ბოლოს დამატებითი შეკავშირება ტელომერაზას რნმ-ის შაბლონთან, შემდეგ ტელომერაზა აყალიბებს დნმ-ს, იყენებს მის 3'-OH ბოლოს, როგორც თესლს, და რნმ-ს, რომელიც ფერმენტის ნაწილია, შაბლონად. ამ სტადიას დრეკადობა ეწოდება. ამის შემდეგ ხდება ტრანსლოკაცია, ე.ი. დნმ-ის მოძრაობა, გაფართოებული ერთი გამეორებით, ფერმენტთან შედარებით. ამას მოჰყვება დრეკადობა და სხვა გადაადგილება.

შედეგად, იქმნება ქრომოსომების სპეციალიზებული ბოლო სტრუქტურები. ისინი შედგება განმეორებით განმეორებადი მოკლე დნმ-ის თანმიმდევრობებისა და სპეციფიკური ცილებისგან.

Მოკლე მიმოხილვა.

ზოგადი ბიოლოგიის გაკვეთილი.

თემა: „დნმ არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი.

გენეტიკური კოდი".

გაკვეთილის მიზანი : დნმ-ისა და რნმ-ის სტრუქტურის შესახებ ცოდნის კონსოლიდაცია, გენის კონცეფციის, გენეტიკური კოდის, მისი თვისებების შესწავლა.

აღჭურვილობა: ცხრილი "ცხოველური უჯრედის სტრუქტურა", "პროტეინები", დნმ მოდელი, მულტიმედიური ინსტალაცია,პრეზენტაცია power point-ში.

გაკვეთილების დროს

1. ორგ. მომენტი …………………………………………………………………… 1-2 წთ.

2. ძირითადი ნაწილი: ……………………………………………………………… 30 წთ.

2.1 ადრე შესწავლილის გამეორება: ………………………………………………….. 12 წთ

2.2 ახალი მასალის შესწავლა: ………………………………………………………… 18 წთ.

3. დაფიქსირება ………………………………………………………………………….8 წთ

2.1. ადრე ნასწავლის გამეორება

კითხვები სტუდენტებისთვის:

1. რა არის ცილები?
2. რა არის ყველა ბუნებრივი ცილის მონომერები? (20 ამინომჟავა).
3. რა ფუნქციები აქვს ცილებს? (დაასახელეთ ნუკლეინის მჟავების სტრუქტურული მახასიათებლები)
4. გახსოვთ სად გვხვდება დნმ-ის მოლეკულები მცენარეულ და ცხოველურ უჯრედებში?
5. რა არის კომპლემენტარულობა?
6. დაასახელეთ რნმ-ის ტიპები.

2.2. ახალი მასალის სწავლა

ნებისმიერი ორგანიზმის ყველა თვისება განისაზღვრება მისი ცილოვანი შემადგენლობით. უფრო მეტიც, თითოეული ცილის სტრუქტურა განისაზღვრება ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობით. შესაბამისად, შედეგად, მემკვიდრეობითი ინფორმაცია, რომელიც თაობიდან თაობას გადაეცემა, უნდა შეიცავდეს ინფორმაციას ცილების პირველადი სტრუქტურის შესახებ.

გენეტიკური ინფორმაცია- ეს არის ინფორმაცია დნმ-ის მოლეკულებში ჩასმული სხეულის ყველა ცილის სტრუქტურის შესახებ.

გენი - ეს არის დნმ-ის მოლეკულის ნაწილი, რომელიც კოდირებს ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის პირველად სტრუქტურას. დნმ შეიცავს ინფორმაციას ცილის პირველადი სტრუქტურის შესახებ.

გენეტიკური კოდი- სამი ნუკლეოტიდის კომბინაციების ნაკრები, რომელიც აკოდირებს 20 ტიპის ამინომჟავას, რომლებიც ქმნიან ცილებს.

გენეტიკური კოდის თვისებები:

• სამმაგი კოდი. თითოეული AA (ამინომჟავა) შეესაბამება დნმ-ის ჯაჭვის ნაწილს და, შესაბამისად, სამი მიმდებარე ნუკლეოტიდის mRNA-ს. ამჟამად, გენეტიკური კოდი მთლიანად გაშიფრულია და შედგენილია რუკა, ანუ ცნობილია, რომელი სამეული შეესაბამება ამა თუ იმ ამინომჟავას 20-დან, რომლებიც ქმნიან ცილებს.
• კოდი ცალსახაა. თითოეული კოდონი კოდირებს მხოლოდ ერთ AK-ს.
• კოდი ზედმეტია (სპეციფიკური). ეს ნიშნავს, რომ თითოეული AA კოდირებულია ერთზე მეტი კოდონით (გარდა მეთიონინისა და ტრიპტოფანისა). დნმ შედგება 4 სხვადასხვა ტიპის ნუკლეოტიდისგან და გენის უმცირესი სტრუქტურული ერთეული არის ნუკლეოტიდების სამეული. მაშასადამე, შესაძლო კომბინაციების რაოდენობაა 43 = 64. არსებობს მხოლოდ 20 სხვადასხვა ამინომჟავა. ამრიგად, საკმარისზე მეტია ნუკლეოტიდების სხვადასხვა სამეული ყველა ამინომჟავის კოდირებისთვის.
• კოდი არ ემთხვევა ერთმანეთს. ნებისმიერი ნუკლეოტიდი შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი სამეულის ნაწილი.
• გენებს შორის არის "სასვენი ნიშნები". 64 სამეულიდან - U-A-A, U-A-G, U-G-A არ აკოდირებს AK-ს (გაითვალისწინეთ სახელმძღვანელოში გენეტიკური კოდის ცხრილი). ეს ტრიპლეტები არის სიგნალები პოლიპეპტიდური ჯაჭვის სინთეზის დასასრულისთვის. ამ ტრიპლეტების საჭიროება აიხსნება იმით, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში mRNA-ზე სინთეზირდება რამდენიმე პოლიპეპტიდური ჯაჭვი და ეს ტრიპლეტები გამოიყენება მათი ერთმანეთისგან გამოსაყოფად.
• კოდი უნივერსალურია. გენეტიკური კოდი დედამიწაზე მცხოვრები ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის ერთნაირია.

3. დაფიქსირება:

გააკეთეთ სავარჯიშოები სამუშაო რვეულში. (სახელმძღვანელო სახელმძღვანელოებისთვის Zakharova V.B., Sukhova T.S. და ა.შ.)

Საშინაო დავალება.§ 2.10 გვ. 73–75, სახელმძღვანელო V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonina, E. T. Zakharova მე-10 კლასი „ბიოლოგია. ზოგადი ბიოლოგია”, გაკვეთილის შეჯამება.

გადახედვა:

პრეზენტაციების წინასწარი გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში (ანგარიში) და შედით: https://accounts.google.com

სლაიდების წარწერები:

თემა: „დნმ არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი. გენეტიკური კოდი"

სტრუქტურული კატალიზური (B-ფერმენტები) მარეგულირებელი (B-ჰორმონები) კონტრაქტული ტრანსპორტის დამცავი სარეზერვო ენერგიის ფუნქცია

NK RNA ________________________________ დნმ-ის სტრუქტურა აზოტოვანი ფუძე (A, G, C, U) FA ნარჩენი ნახშირწყალი - რიბოზა აზოტოვანი ბაზა (A, G, C, T) ნახშირწყალი - დეოქსირიბოზა FA ნარჩენი

ბირთვის ქრომოსომებში

კომპლემენტარულობა არის მოლეკულების ან მათი ნაწილების სივრცითი კომპლემენტარულობა, რაც იწვევს წყალბადის ბმების წარმოქმნას. დამატებითი სტრუქტურები ერთმანეთთან ჯდება, როგორც „გასაღები საკეტით“ (A + T) + (G + C) \u003d 100%

გენეტიკური ინფორმაცია არის ინფორმაცია სხეულის ყველა ცილის სტრუქტურის შესახებ, რომელიც შეიცავს დნმ-ის მოლეკულებში 1 გენი \u003d 1 ცილის მოლეკულა

რნმ-ის ტიპები უჯრედში რნმ-ის რამდენიმე სახეობაა. ყველა მათგანი მონაწილეობს ცილის სინთეზში. გადაცემის რნმ (tRNA) არის ყველაზე პატარა რნმ. ისინი აკავშირებენ AA-ს და გადააქვთ ცილის სინთეზის ადგილზე. მესინჯერი რნმ (i-RNA) - ისინი 10-ჯერ აღემატება tRNA-ს. მათი ფუნქციაა ცილის სტრუქტურის შესახებ ინფორმაციის გადატანა დნმ-დან ცილის სინთეზის ადგილზე. რიბოსომული რნმ (rRNA) - აქვს ყველაზე დიდი მოლეკულური ზომა, არის რიბოზომების ნაწილი.

გენი არის დნმ-ის მოლეკულის განყოფილება, რომელიც კოდირებს ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის პირველად სტრუქტურას.გენეტიკური კოდი არის სამი ნუკლეოტიდის კომბინაციების ნაკრები, რომელიც აკოდირებს ამინომჟავების 20 ტიპს, რომლებიც ქმნიან ცილებს.

ერთი ამინომჟავა კოდირებულია სამი ნუკლეოტიდით (ერთი კოდონით). ACT ACC GAT სამმაგი, კოდონის გენი AK1 AK2 AK3 ცილა გენეტიკური კოდის თვისებები: კოდის ტრიპლეტი. თითოეული AK შეესაბამება დნმ-ის ჯაჭვის ნაწილს და, შესაბამისად, სამი მიმდებარე ნუკლეოტიდის mRNA-ს.

კოდი ცალსახაა. თითოეული კოდონი კოდირებს მხოლოდ ერთ AK-ს. კოდი ზედმეტია. ეს ნიშნავს, რომ თითოეული AA კოდირებულია ერთზე მეტი კოდონით (გარდა მეთიონინისა და ტრიპტოფანისა). კოდი არ არის გადახურული. ნებისმიერი ნუკლეოტიდი შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი სამეულის ნაწილი. გენებს შორის არის „სასვენი ნიშნები“ (პოლარულობა). 64 სამეულიდან - U-A-A, U-A-G, U-G-A არ აკოდირებს AK-ს. კოდი უნივერსალურია. გენეტიკური კოდი დედამიწაზე მცხოვრები ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის ერთნაირია.

საშინაო დავალება გაკვეთილის შეჯამება მოამზადეთ შეტყობინება: „გენეტიკური კოდი“.

ამოცანის ამოხსნა 1) დნმ-ის გენეტიკური კოდის ცხრილის გამოყენებით დაადგინეთ რომელი AA-ებია კოდირებული სამეულით: CAT, TTT, GAT. 2) გენეტიკური კოდის ცხრილის გამოყენებით დახაზეთ დნმ-ის მონაკვეთი, რომელიც კოდირებს ინფორმაციას ცილაში ამინომჟავების შემდეგი თანმიმდევრობის შესახებ: - ალანინი - არგინინი - ვალინი - გლიცინი - ლიზინი.

1953 წელს ისეთი ნივთიერების მოლეკულური ორგანიზაციის პრინციპის აღმოჩენის შემდეგ, როგორიცაა დნმ, დაიწყო მოლეკულური ბიოლოგიის განვითარება. გარდა ამისა, კვლევის პროცესში მეცნიერებმა გაარკვიეს, თუ როგორ ხდება დნმ-ის რეკომბინაცია, მისი შემადგენლობა და როგორ არის მოწყობილი ჩვენი ადამიანის გენომი.

ყოველდღე, მოლეკულურ დონეზე, რთული პროცესები მიმდინარეობს. როგორ არის მოწყობილი დნმ-ის მოლეკულა, რისგან შედგება? რა როლს ასრულებენ დნმ-ის მოლეკულები უჯრედში? მოდი დეტალურად ვისაუბროთ ორმაგი ჯაჭვის შიგნით მიმდინარე ყველა პროცესზე.

რა არის მემკვიდრეობითი ინფორმაცია?

მაშ, როგორ დაიწყო ეს ყველაფერი? ჯერ კიდევ 1868 წელს ნაპოვნი იქნა ბაქტერიების ბირთვებში. 1928 წელს კი ნ.კოლცოვმა წამოაყენა თეორია, რომ ცოცხალი ორგანიზმის შესახებ ყველა გენეტიკური ინფორმაცია დაშიფრულია დნმ-ში. შემდეგ ჯ. უოტსონმა და ფ. კრიკმა 1953 წელს იპოვეს ახლა უკვე კარგად ცნობილი დნმ-ის სპირალის მოდელი, რისთვისაც მათ დაიმსახურეს აღიარება და ჯილდო - ნობელის პრემია.

მაინც რა არის დნმ? ეს ნივთიერება შედგება 2 კომბინირებული ძაფისგან, უფრო ზუსტად სპირალებისგან. ასეთი ჯაჭვის მონაკვეთს გარკვეული ინფორმაციით ეწოდება გენი.

დნმ ინახავს ყველა ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ რა სახის ცილები წარმოიქმნება და რა თანმიმდევრობით. დნმ მაკრომოლეკულა წარმოუდგენლად მოცულობითი ინფორმაციის მატერიალური მატარებელია, რომელიც ჩაწერილია ინდივიდუალური სამშენებლო ბლოკების - ნუკლეოტიდების მკაცრი თანმიმდევრობით. სულ 4 ნუკლეოტიდია, ისინი ერთმანეთს ავსებენ ქიმიურად და გეომეტრიულად. მეცნიერებაში შევსების, ანუ კომპლემენტარობის ეს პრინციპი მოგვიანებით იქნება აღწერილი. ეს წესი გადამწყვეტ როლს ასრულებს გენეტიკური ინფორმაციის კოდირებასა და დეკოდირებაში.

ვინაიდან დნმ-ის ჯაჭვი წარმოუდგენლად გრძელია, ამ თანმიმდევრობაში არ არის გამეორებები. ყველა ცოცხალ არსებას აქვს თავისი უნიკალური დნმ-ის ჯაჭვი.

დნმ-ის ფუნქციები

ფუნქციებში შედის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და შთამომავლობაზე გადაცემა. ამ ფუნქციის გარეშე, სახეობის გენომის შენარჩუნება და განვითარება შეუძლებელია ათასწლეულების განმავლობაში. ორგანიზმები, რომლებმაც განიცადეს ძირითადი გენის მუტაციები, უფრო მეტად არ გადარჩებიან ან დაკარგავენ შთამომავლობის წარმოქმნის უნარს. ასე რომ, არსებობს ბუნებრივი დაცვა სახეობების გადაგვარებისგან.

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფუნქციაა შენახული ინფორმაციის განხორციელება. უჯრედს არ შეუძლია რაიმე სასიცოცხლო პროტეინის შექმნა ინსტრუქციების გარეშე, რომლებიც ინახება ორმაგ ძაფში.

ნუკლეინის მჟავების შემადგენლობა

ახლა უკვე საიმედოდ ცნობილია რისგან შედგება თავად ნუკლეოტიდები, დნმ-ის სამშენებლო ბლოკები. ისინი მოიცავს 3 ნივთიერებას:

• ორთოფოსფორის მჟავა.
• აზოტოვანი ბაზა. პირიმიდინის ფუძეები – რომლებსაც აქვთ მხოლოდ ერთი რგოლი. მათ შორისაა თიმინი და ციტოზინი. პურინის ფუძეები, რომლებიც შეიცავს 2 რგოლს. ეს არის გუანინი და ადენინი.
• საქაროზა. დნმ შეიცავს დეზოქსირიბოზას, რნმ შეიცავს რიბოზას.

ნუკლეოტიდების რაოდენობა ყოველთვის უდრის აზოტოვანი ფუძეების რაოდენობას. სპეციალურ ლაბორატორიებში ხდება ნუკლეოტიდის გაყოფა და მისგან აზოტოვანი ფუძის გამოყოფა. ასე რომ, ისინი სწავლობენ ამ ნუკლეოტიდების ინდივიდუალურ თვისებებს და მათში შესაძლო მუტაციებს.

მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ორგანიზების დონეები

არსებობს ორგანიზაციის 3 დონე: გენი, ქრომოსომული და გენომი. ახალი ცილის სინთეზისთვის საჭირო ყველა ინფორმაცია ჯაჭვის მცირე მონაკვეთში – გენშია. ანუ გენი ითვლება ინფორმაციის კოდირების ყველაზე დაბალ და მარტივ დონედ.

გენები, თავის მხრივ, იკრიბებიან ქრომოსომებად. მემკვიდრეობითი მასალის მატარებლის ასეთი ორგანიზაციის წყალობით, თვისებების ჯგუფები მონაცვლეობენ გარკვეული კანონების მიხედვით და გადაეცემა ერთი თაობიდან მეორეს. უნდა აღინიშნოს, რომ ორგანიზმში წარმოუდგენლად ბევრი გენი არსებობს, მაგრამ ინფორმაცია არ იკარგება, მაშინაც კი, როდესაც ის ბევრჯერ არის შერწყმული.

არსებობს რამდენიმე სახის გენი:

• მათი ფუნქციური დანიშნულების მიხედვით გამოიყოფა 2 ტიპი: სტრუქტურული და მარეგულირებელი თანმიმდევრობა;
• უჯრედში მიმდინარე პროცესებზე გავლენის მიხედვით განასხვავებენ: სუპერვიტალურ, ლეტალურ, პირობით ლეტალურ გენებს, აგრეთვე მუტატორ და ანტიმუტაციურ გენებს.

გენები განლაგებულია ქრომოსომის გასწვრივ ხაზოვანი თანმიმდევრობით. ქრომოსომებში ინფორმაცია შემთხვევით არ არის ფოკუსირებული, არის გარკვეული რიგი. არსებობს რუკაც კი, სადაც ნაჩვენებია პოზიციები, ან გენის ლოკაციები. მაგალითად, ცნობილია, რომ მონაცემები ბავშვის თვალების ფერის შესახებ დაშიფრულია ქრომოსომა 18-ში.

რა არის გენომი? ეს არის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის მთელი ნაკრების სახელი სხეულის უჯრედში. გენომი ახასიათებს მთელ სახეობას და არა ცალკეულ ინდივიდს.

რა არის ადამიანის გენეტიკური კოდი?

ფაქტია, რომ ადამიანის განვითარების მთელი უზარმაზარი პოტენციალი ჩამოყალიბებულია უკვე ჩასახვის პერიოდში. ყველა მემკვიდრეობითი ინფორმაცია, რომელიც აუცილებელია ზიგოტის განვითარებისა და ბავშვის ზრდისთვის დაბადების შემდეგ, დაშიფრულია გენებში. დნმ-ის სექციები მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ყველაზე ძირითადი მატარებელია.

ადამიანებს აქვთ 46 ქრომოსომა, ანუ 22 სომატური წყვილი პლუს ერთი სქესის განმსაზღვრელი ქრომოსომა თითოეული მშობლისგან. ქრომოსომების ეს დიპლოიდური ნაკრები კოდირებს ადამიანის მთელ ფიზიკურ გარეგნობას, მის გონებრივ და ფიზიკურ შესაძლებლობებს და დაავადებებისადმი მიდრეკილებას. სომატური ქრომოსომა გარეგნულად არ განსხვავდება, მაგრამ ისინი სხვადასხვა ინფორმაციას ატარებენ, რადგან ერთი მათგანი მამისგანაა, მეორე კი დედისგან.

მამრობითი კოდი განსხვავდება ქალის კოდისგან ქრომოსომების ბოლო წყვილში - XY. ქალის დიპლოიდური ნაკრები არის ბოლო წყვილი, XX. მამრები იღებენ ერთ X ქრომოსომას ბიოლოგიური დედისგან, შემდეგ კი ის გადაეცემათ ქალიშვილებს. სქესის Y ქრომოსომა გადაეცემა ვაჟებს.

ადამიანის ქრომოსომა ზომით ძალიან განსხვავდება. მაგალითად, ყველაზე პატარა წყვილი ქრომოსომა არის #17. და ყველაზე დიდი წყვილი არის 1 და 3.

ორმაგი სპირალის დიამეტრი ადამიანებში მხოლოდ 2 ნმ-ია. დნმ იმდენად მჭიდროდ არის დახვეული, რომ უჯრედის პატარა ბირთვში ჯდება, თუმცა მისი ამოღების შემთხვევაში სიგრძე 2 მეტრამდე იქნება. სპირალის სიგრძე ასობით მილიონი ნუკლეოტიდია.

როგორ ხდება გენეტიკური კოდის გადაცემა?

მაშ, რა როლს ასრულებენ დნმ-ის მოლეკულები უჯრედში გაყოფის დროს? გენები - მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებლები - სხეულის ყველა უჯრედშია. იმისათვის, რომ მათი კოდი გადასცეს ქალიშვილ ორგანიზმს, ბევრი არსება თავის დნმ-ს ყოფს 2 იდენტურ სპირალში. ამას რეპლიკაცია ჰქვია. რეპლიკაციის პროცესში დნმ იხსნება და სპეციალური „მანქანები“ ავსებენ თითოეულ ჯაჭვს. გენეტიკური სპირალის გაყოფის შემდეგ ბირთვი და ყველა ორგანელა დაყოფას იწყებს, შემდეგ კი მთელი უჯრედი.

მაგრამ ადამიანს გენის გადაცემის განსხვავებული პროცესი აქვს – სექსუალური. მამისა და დედის ნიშნები შერეულია, ახალი გენეტიკური კოდი შეიცავს ინფორმაციას ორივე მშობლისგან.

მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა შესაძლებელია დნმ-ის სპირალის კომპლექსური ორგანიზაციის გამო. ყოველივე ამის შემდეგ, როგორც ვთქვით, ცილების სტრუქტურა დაშიფრულია გენებში. ჩასახვის დროს შექმნის შემდეგ, ეს კოდი კოპირდება მთელი ცხოვრების განმავლობაში. ორგანოს უჯრედების განახლებისას კარიოტიპი (ქრომოსომების პირადი ნაკრები) არ იცვლება. ინფორმაციის გადაცემა ხდება სქესის გამეტების - მამრობითი და მდედრობითი სქესის დახმარებით.

მხოლოდ ვირუსებს, რომლებიც შეიცავს რნმ-ის ერთ ჯაჭვს, არ შეუძლიათ თავიანთი ინფორმაციის გადაცემა შთამომავლებისთვის. ამიტომ, გამრავლებისთვის მათ სჭირდებათ ადამიანის ან ცხოველის უჯრედები.

მემკვიდრეობითი ინფორმაციის დანერგვა

უჯრედის ბირთვში მუდმივად მიმდინარეობს მნიშვნელოვანი პროცესები. ქრომოსომებში ჩაწერილი ყველა ინფორმაცია გამოიყენება ამინომჟავებისგან ცილების შესაქმნელად. მაგრამ დნმ-ის ჯაჭვი არასოდეს ტოვებს ბირთვს, ამიტომ აქ საჭიროა სხვა მნიშვნელოვანი ნაერთი, რნმ. მხოლოდ რნმ-ს შეუძლია შეაღწიოს ბირთვულ მემბრანაში და ურთიერთქმედება დნმ-ის ჯაჭვთან.

დნმ-ისა და რნმ-ის 3 ტიპის ურთიერთქმედების გზით ხდება ყველა კოდირებული ინფორმაციის რეალიზება. რა დონეზეა მემკვიდრეობითი ინფორმაციის დანერგვა? ყველა ურთიერთქმედება ხდება ნუკლეოტიდის დონეზე. მესინჯერი რნმ აკოპირებს დნმ-ის ჯაჭვის სეგმენტს და მოაქვს ეს ასლი რიბოსომამდე. აქ იწყება ახალი მოლეკულის ნუკლეოტიდების სინთეზი.

იმისათვის, რომ mRNA-მ დააკოპიროს ჯაჭვის აუცილებელი ნაწილი, სპირალი იშლება და შემდეგ, გადაკოდირების პროცესის დასრულების შემდეგ, კვლავ აღდგება. უფრო მეტიც, ეს პროცესი შეიძლება მოხდეს ერთდროულად 1 ქრომოსომის 2 მხარეს.

კომპლემენტარობის პრინციპი

ისინი შედგება 4 ნუკლეოტიდისგან - ეს არის ადენინი (A), გუანინი (G), ციტოზინი (C), თიმინი (T). ისინი დაკავშირებულია წყალბადის ბმებით კომპლემენტარობის წესის მიხედვით. ამ წესის დადგენაში დაეხმარა ე. ჩარგაფის ნაშრომებმა, ვინაიდან მეცნიერმა შეამჩნია გარკვეული ნიმუშები ამ ნივთიერებების ქცევაში. ე. ჩარგაფმა აღმოაჩინა, რომ ადენინის და თიმინის მოლური თანაფარდობა ერთის ტოლია. და ანალოგიურად, გუანინის და ციტოზინის თანაფარდობა ყოველთვის ერთის ტოლია.

მის ნაშრომზე დაყრდნობით გენეტიკოსებმა შექმნეს ნუკლეოტიდების ურთიერთქმედების წესი. კომპლემენტარობის წესი ამბობს, რომ ადენინი აერთიანებს მხოლოდ თიმინს, ხოლო გუანინი ციტოზინს. სპირალის გაშიფვრისა და რიბოსომაში ახალი ცილის სინთეზის დროს, მონაცვლეობის ეს წესი ეხმარება სწრაფად იპოვოთ საჭირო ამინომჟავა, რომელიც მიმაგრებულია გადამტან რნმ-ზე.

რნმ და მისი ტიპები

რა არის მემკვიდრეობითი ინფორმაცია? ნუკლეოტიდები დნმ-ის ორმაგ ჯაჭვში. რა არის რნმ? Რაარის მისი სამუშაო? რნმ ან რიბონუკლეინის მჟავა ხელს უწყობს დნმ-დან ინფორმაციის ამოღებას, მის გაშიფვრას და, კომპლემენტარობის პრინციპზე დაყრდნობით, უჯრედებისთვის აუცილებელი ცილების შექმნას.

საერთო ჯამში იზოლირებულია რნმ-ის 3 ტიპი. თითოეული მათგანი მკაცრად ასრულებს თავის ფუნქციას.

1. საინფორმაციო (mRNA), ან მას ასევე უწოდებენ მატრიცას. ის პირდაპირ მიდის უჯრედის ცენტრში, ბირთვში. ის ერთ-ერთ ქრომოსომაში პოულობს ცილის ასაშენებლად აუცილებელ გენეტიკურ მასალას და აკოპირებს ორმაგი ჯაჭვის ერთ-ერთ მხარეს. კოპირება კვლავ ხდება კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით.
2. ტრანსპორტიარის პატარა მოლეკულა, რომელსაც ერთ მხარეს აქვს ნუკლეოტიდის დეკოდერები, ხოლო მეორე მხარეს მთავარი კოდის შესაბამისი ამინომჟავები. tRNA-ს ამოცანაა მისი მიწოდება „საამქროში“, ანუ რიბოსომაში, სადაც ის ასინთეზებს საჭირო ამინომჟავას.
3. rRNA არის რიბოსომული.ის აკონტროლებს წარმოებული ცილის რაოდენობას. შედგება 2 ნაწილისაგან - ამინომჟავისა და პეპტიდური ადგილისგან.

დეკოდირებისას ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ რნმ-ს არ აქვს თიმინი. თიმინის ნაცვლად აქ არის ურაცილი. მაგრამ შემდეგ, ცილის სინთეზის პროცესში, tRNA-სთან ერთად, ის მაინც სწორად აყალიბებს ყველა ამინომჟავას. თუ ინფორმაციის გაშიფვრაში რაიმე წარუმატებლობაა, მაშინ ხდება მუტაცია.

დაზიანებული დნმ-ის მოლეკულის აღდგენა

დაზიანებული ორმაგი ძაფის შეკეთების პროცესს რეპარაცია ეწოდება. აღდგენის პროცესში ხდება დაზიანებული გენების ამოღება.

შემდეგ ელემენტების საჭირო თანმიმდევრობა ზუსტად რეპროდუცირებულია და ჯდება იმავე ადგილას ჯაჭვზე, საიდანაც იგი იქნა ამოღებული. ეს ყველაფერი სპეციალური ქიმიკატების - ფერმენტების წყალობით ხდება.

რატომ ხდება მუტაციები?

რატომ იწყებს ზოგიერთი გენი მუტაციას და წყვეტს თავისი ფუნქციის შესრულებას - სასიცოცხლო მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვას? ეს გამოწვეულია დეკოდირების შეცდომით. მაგალითად, თუ ადენინი შემთხვევით შეიცვალა თიმინით.

ასევე არსებობს ქრომოსომული და გენომიური მუტაციები. ქრომოსომული მუტაციები ხდება მაშინ, როდესაც მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ნაწილი აკლია, დუბლირებულია ან თუნდაც სხვა ქრომოსომაში გადატანილი და ინტეგრირებული.

გენომური მუტაციები ყველაზე სერიოზულია. მათი მიზეზი ქრომოსომების რაოდენობის ცვლილებაა. ანუ, როდესაც წყვილის ნაცვლად - დიპლოიდური ნაკრები, კარიოტიპში იმყოფება ტრიპლოიდური ნაკრები.

ტრიპლოიდური მუტაციის ყველაზე ცნობილი მაგალითია დაუნის სინდრომი, რომლის დროსაც ქრომოსომების პერსონალური ნაკრები არის 47. ასეთ ბავშვებში 21-ე წყვილის ნაცვლად 3 ქრომოსომა იქმნება.

ასევე არსებობს ისეთი მუტაცია, როგორიცაა პოლიპლოიდი. მაგრამ პოლიპლოიდი გვხვდება მხოლოდ მცენარეებში.