ДНК определение, строение и структура молекулы, функции и свойства, формула и расшифровка, основные характеристики компонентов, синтез

Лекция № 4. Строение и функции нуклеиновых кислот АТФ

К нуклеиновым кислотам относят высокополимерные соединения, распадающиеся при гидролизе на пуриновые и пиримидиновые основания, пентозу и фосфорную кислоту. Нуклеиновые кислоты содержат углерод, водород, фосфор, кислород и азот. Различают два класса нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые кислоты (РНК) и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК).

Строение и функции ДНК

ДНК — полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды. Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком (для построения этой модели они использовали работы М. Уилкинса, Р. Франклин, Э. Чаргаффа).

Молекула ДНК образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга и вместе вокруг воображаемой оси, т.е. представляет собой двойную спираль (исключение — некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Молекулярный вес — десятки и сотни миллионов. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м. В эукариотических клетках ДНК образует комплексы с белками и имеет специфическую пространственную конформацию.

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.

Моносахарид нуклеотида ДНК представлен дезоксирибозой.

Название нуклеотида является производным от названия соответствующего основания. Нуклеотиды и азотистые основания обозначаются заглавными буквами.

Азотистое основание Название нуклеотида Обозначение
Аденин Адениловый А (A)
Гуанин Гуаниловый Г (G)
Тимин Тимидиловый Т (T)
Цитозин Цитидиловый Ц (C)

Полинуклеотидная цепь образуется в результате реакций конденсации нуклеотидов. При этом между 3′-углеродом остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого возникает фосфоэфирная связь (относится к категории прочных ковалентных связей). Один конец полинуклеотидной цепи заканчивается 5′-углеродом (его называют 5′-концом), другой — 3′-углеродом (3′-концом).

Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против аденина одной цепи в другой цепи всегда располагается тимин, а против гуанина — всегда цитозин, между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином — три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (аденин — тимин, гуанин — цитозин) и избирательно соединяются друг с другом, называется принципом комплементарности. Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа. Э. Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину («правило Чаргаффа»), но объяснить этот факт он не смог.

Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой.

Цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены), т.е. нуклеотиды разных цепей располагаются в противоположных направлениях, и, следовательно, напротив 3′-конца одной цепи находится 5′-конец другой. Молекулу ДНК иногда сравнивают с винтовой лестницей. «Перила» этой лестницы — сахарофосфатный остов (чередующиеся остатки дезоксирибозы и фосфорной кислоты); «ступени» — комплементарные азотистые основания.

Функция ДНК — хранение и передача наследственной информации.

Репликация (редупликация) ДНК

Репликация ДНК — процесс самоудвоения, главное свойство молекулы ДНК. Репликация относится к категории реакций матричного синтеза, идет с участием ферментов. Под действием ферментов молекула ДНК раскручивается, и около каждой цепи, выступающей в роли матрицы, по принципам комплементарности и антипараллельности достраивается новая цепь. Таким образом, в каждой дочерней ДНК одна цепь является материнской, а вторая — вновь синтезированной. Такой способ синтеза называется полуконсервативным.

«Строительным материалом» и источником энергии для репликации являются дезоксирибонуклеозидтрифосфаты (АТФ, ТТФ, ГТФ, ЦТФ), содержащие три остатка фосфорной кислоты. При включении дезоксирибонуклеозидтрифосфатов в полинуклеотидную цепь два концевых остатка фосфорной кислоты отщепляются, и освободившаяся энергия используется на образование фосфодиэфирной связи между нуклеотидами.

Читайте также:
Строение человека - внутренние органы, анатомия и расположение

В репликации участвуют следующие ферменты:

  1. геликазы («расплетают» ДНК);
  2. дестабилизирующие белки;
  3. ДНК-топоизомеразы (разрезают ДНК);
  4. ДНК-полимеразы (подбирают дезоксирибонуклеозидтрифосфаты и комплементарно присоединяют их к матричной цепи ДНК);
  5. РНК-праймазы (образуют РНК-затравки, праймеры);
  6. ДНК-лигазы (сшивают фрагменты ДНК).

С помощью геликаз в определенных участках ДНК расплетается, одноцепочечные участки ДНК связываются дестабилизирующими белками, образуется репликационная вилка. При расхождении 10 пар нуклеотидов (один виток спирали) молекула ДНК должна совершить полный оборот вокруг своей оси. Чтобы предотвратить это вращение ДНК-топоизомераза разрезает одну цепь ДНК, что дает ей возможность вращаться вокруг второй цепи.

ДНК-полимераза может присоединять нуклеотид только к 3′-углероду дезоксирибозы предыдущего нуклеотида, поэтому данный фермент способен передвигаться по матричной ДНК только в одном направлении: от 3′-конца к 5′-концу этой матричной ДНК. Так как в материнской ДНК цепи антипараллельны, то на ее разных цепях сборка дочерних полинуклеотидных цепей происходит по-разному и в противоположных направлениях. На цепи 3’–5′ синтез дочерней полинуклеотидной цепи идет без перерывов; эта дочерняя цепь будет называться лидирующей. На цепи 5’–3′ — прерывисто, фрагментами (фрагменты Оказаки), которые после завершения репликации ДНК-лигазами сшиваются в одну цепь; эта дочерняя цепь будет называться запаздывающей (отстающей).

Купить проверочные работы
по биологии

Особенностью ДНК-полимеразы является то, что она может начинать свою работу только с «затравки» (праймера). Роль «затравок» выполняют короткие последовательности РНК, образуемые при участи фермента РНК-праймазы и спаренные с матричной ДНК. РНК-затравки после окончания сборки полинуклеотидных цепочек удаляются.

Репликация протекает сходно у прокариот и эукариот. Скорость синтеза ДНК у прокариот на порядок выше (1000 нуклеотидов в секунду), чем у эукариот (100 нуклеотидов в секунду). Репликация начинается одновременно в нескольких участках молекулы ДНК. Фрагмент ДНК от одной точки начала репликации до другой образует единицу репликации — репликон.

Репликация происходит перед делением клетки. Благодаря этой способности ДНК осуществляется передача наследственной информации от материнской клетки дочерним.

Репарация («ремонт»)

Репарацией называется процесс устранения повреждений нуклеотидной последовательности ДНК. Осуществляется особыми ферментными системами клетки (ферменты репарации). В процессе восстановления структуры ДНК можно выделить следующие этапы: 1) ДНК-репарирующие нуклеазы распознают и удаляют поврежденный участок, в результате чего в цепи ДНК образуется брешь; 2) ДНК-полимераза заполняет эту брешь, копируя информацию со второй («хорошей») цепи; 3) ДНК-лигаза «сшивает» нуклеотиды, завершая репарацию.

Наиболее изучены три механизма репарации: 1) фоторепарация, 2) эксцизная, или дорепликативная, репарация, 3) пострепликативная репарация.

Изменения структуры ДНК происходят в клетке постоянно под действием реакционно-способных метаболитов, ультрафиолетового излучения, тяжелых металлов и их солей и др. Поэтому дефекты систем репарации повышают скорость мутационных процессов, являются причиной наследственных заболеваний (пигментная ксеродерма, прогерия и др.).

Строение и функции РНК

РНК — полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение — некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Мономер РНК — нуклеотид (рибонуклеотид) — состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания РНК также относятся к классам пиримидинов и пуринов.

Пиримидиновые основания РНК — урацил, цитозин, пуриновые основания — аденин и гуанин. Моносахарид нуклеотида РНК представлен рибозой.

Выделяют три вида РНК: 1) информационная (матричная) РНК — иРНК (мРНК), 2) транспортная РНК — тРНК, 3) рибосомная РНК — рРНК.

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтеза белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.

Транспортные РНК содержат обычно 76 (от 75 до 95) нуклеотидов; молекулярная масса — 25 000–30 000. На долю тРНК приходится около 10% от общего содержания РНК в клетке. Функции тРНК: 1) транспорт аминокислот к месту синтеза белка, к рибосомам, 2) трансляционный посредник. В клетке встречается около 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Однако у всех тРНК имеется несколько внутримолекулярных комплементарных участков, из-за которых тРНК приобретают конформацию, напоминающую по форме лист клевера. У любой тРНК есть петля для контакта с рибосомой (1), антикодоновая петля (2), петля для контакта с ферментом (3), акцепторный стебель (4), антикодон (5). Аминокислота присоединяется к 3′-концу акцепторного стебля. Антикодон — три нуклеотида, «опознающие» кодон иРНК. Следует подчеркнуть, что конкретная тРНК может транспортировать строго определенную аминокислоту, соответствующую ее антикодону. Специфичность соединения аминокислоты и тРНК достигается благодаря свойствам фермента аминоацил-тРНК-синтетаза.

Читайте также:
ЭКГ- определение, расшифровка у взрослых, как читать результаты

Рибосомные РНК содержат 3000–5000 нуклеотидов; молекулярная масса — 1 000 000–1 500 000. На долю рРНК приходится 80–85% от общего содержания РНК в клетке. В комплексе с рибосомными белками рРНК образует рибосомы — органоиды, осуществляющие синтез белка. В эукариотических клетках синтез рРНК происходит в ядрышках. Функции рРНК: 1) необходимый структурный компонент рибосом и, таким образом, обеспечение функционирования рибосом; 2) обеспечение взаимодействия рибосомы и тРНК; 3) первоначальное связывание рибосомы и кодона-инициатора иРНК и определение рамки считывания, 4) формирование активного центра рибосомы.

Информационные РНК разнообразны по содержанию нуклеотидов и молекулярной массе (от 50 000 до 4 000 000). На долю иРНК приходится до 5% от общего содержания РНК в клетке. Функции иРНК: 1) перенос генетической информации от ДНК к рибосомам, 2) матрица для синтеза молекулы белка, 3) определение аминокислотной последовательности первичной структуры белковой молекулы.

Строение и функции АТФ

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный источник и основной аккумулятор энергии в живых клетках. АТФ содержится во всех клетках растений и животных. Количество АТФ в среднем составляет 0,04% (от сырой массы клетки), наибольшее количество АТФ (0,2–0,5%) содержится в скелетных мышцах.

АТФ состоит из остатков: 1) азотистого основания (аденина), 2) моносахарида (рибозы), 3) трех фосфорных кислот. Поскольку АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты, она относится к рибонуклеозидтрифосфатам.

Для большинства видов работ, происходящих в клетках, используется энергия гидролиза АТФ. При этом при отщеплении концевого остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту), при отщеплении второго остатка фосфорной кислоты — в АМФ (аденозинмонофосфорную кислоту). Выход свободной энергии при отщеплении как концевого, так и второго остатков фосфорной кислоты составляет по 30,6 кДж. Отщепление третьей фосфатной группы сопровождается выделением только 13,8 кДж. Связи между концевым и вторым, вторым и первым остатками фосфорной кислоты называются макроэргическими (высокоэнергетическими).

Запасы АТФ постоянно пополняются. В клетках всех организмов синтез АТФ происходит в процессе фосфорилирования, т.е. присоединения фосфорной кислоты к АДФ. Фосфорилирование происходит с разной интенсивностью при дыхании (митохондрии), гликолизе (цитоплазма), фотосинтезе (хлоропласты).

АТФ является основным связующим звеном между процессами, сопровождающимися выделением и накоплением энергии, и процессами, протекающими с затратами энергии. Кроме этого, АТФ наряду с другими рибонуклеозидтрифосфатами (ГТФ, ЦТФ, УТФ) является субстратом для синтеза РНК.

Перейти к лекции №3 «Строение и функции белков. Ферменты»

Перейти к лекции №5 «Клеточная теория. Типы клеточной организации»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

ДНК: история одной макромолекулы

25 апреля – День ДНК!

Открытие ДНК произошло в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером, но потребовалось более 80 лет, чтобы важность этого открытия была полностью осознана. И даже сегодня, по прошествии более 150 лет, новые исследования и технологии продолжают предлагать более глубокое понимание вопроса: почему важна ДНК?

Наследственный материал человека, известный как дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, представляет собой длинную молекулу, содержащую информацию, необходимую организму для развития и размножения. ДНК находится в каждой клетке тела и передается от родителя к ребенку.

ДНК является самовоспроизводящимся материалом, который есть в каждом живом организме. Проще говоря, это носитель всей генетической информации. Он содержит своеобразные инструкции, необходимые организму для развития, роста, размножения. Это одна длинная молекула, которая содержит наш генетический «код». Этот «код» является отправной точкой для нашего развития, но влияние внешних факторов, таких как наш образ жизни, окружающая среда и питание, в конечном итоге формируют человека.

Читайте также:
Лимфатическая система человека схема движения лимфы, расположение лимфоузлов, образование, строение и функции лимфатического узла, значение лимфы
Из чего состоит ДНК?

Скачать наглядный материал в большом разрешении

ДНК человека уникальна тем, что состоит из почти 3 миллиардов пар оснований, и около 99 процентов из них одинаковы для каждого человека. Тем не менее, именно последовательность этих оснований определяет, каким будет этот организм.

Подумайте о ДНК как об отдельных буквах алфавита — буквы объединяются друг с другом в определенном порядке, образуя слова, предложения и истории. Та же самая идея верна для ДНК: то, как азотистые основания упорядочены в последовательностях ДНК, формирует гены, которые «говорят» вашим клеткам, как производить белки. Рибонуклеиновая кислота (РНК), другой тип нуклеиновой кислоты, образуется в процессе транскрипции (при репликации ДНК). Функция РНК заключается в том, чтобы транслировать генетическую информацию из ДНК в белки, когда она декодируется рибосомой.

Как работает ДНК ?

ДНК содержит жизненно важную информацию, которая передается из поколения в поколение. Молекулы ДНК в ядре клетки плотно обвиваются, образуя хромосомы, которые помогают хранить важную информацию в виде генов.

ДНК работает путем копирования себя в эту одноцепочечную молекулу под названием РНК. РНК похожа на ДНК, но она содержит некоторые существенные молекулярные различия, которые выделяют ее. РНК действует как посланник, передавая жизненно важную генетическую информацию в клетке от ДНК через рибосомы для создания белков, которые затем образуют все живое.

Как была обнаружена ДНК?
Кто открыл ДНК?

Полный ответ на вопрос, кто открыл ДНК, сложен, потому что, по правде говоря, многие люди внесли свой вклад в то, что мы знаем об этом сейчас.

1866 — Грегор Мендель, известный как «Отец генетики», был фактически первым, кто предположил, что характеристики передаются из поколения в поколение. Мендель обосновал термины, которые мы все знаем сегодня: рецессивные и доминирующие признаки.

1869 — Фридрих Мишер идентифицировал «нуклеин», выделив молекулу из ядра клетки, которая впоследствии стала известна как ДНК.

1881 — лауреат Нобелевской премии немецкий биохимик Альбрехт Коссель, которому приписывают наименование ДНК, идентифицировал нуклеин как нуклеиновую кислоту. Он также выделил те пять азотистых оснований, которые в настоящее время считаются основными строительными блоками ДНК и РНК: аденин (A), цитозин ©, гуанин (G) и тимин (T) (который заменяется урацилом (U). ) в РНК).

1882 — Вскоре после открытия Косселя Вальтер Флемминг обнаружил митоз в 1882 году, став первым биологом, который выполнил полностью систематическое исследование деления хромосом. Его наблюдения, что хромосомы удваиваются, важны для позже обнаруженной теории наследования.

Начало 1900-х годов — Теодор Бовери и Уолтер Саттон независимо работали над тем, что сейчас известно как теория хромосом Бовери-Саттона или хромосомная теория наследования. Их выводы являются основополагающими в нашем понимании того, как хромосомы переносят генетический материал и передают его из поколения в поколение.

1944 — Освальд Эвери обосновал, что ДНК, а не белки, трансформируют свойства клеток.

1944 — 1950 — Эрвин Чаргафф обнаружил, что ДНК отвечает за наследственность. Его открытия, известные как «Правила Чаргаффа», доказали, что единицы гуанина и цитозина, а также единицы аденина и тимина одинаковы в двухцепочечной ДНК, и он также обнаружил, что ДНК различается у разных видов.

Конец 1940-х годов — Барбара Мак-Клинток обнаружила мобильность генов. Ее открытие «прыгающего гена» или идеи о том, что гены могут перемещаться по хромосоме, принесло ей Нобелевскую премию по физиологии.

1951 — работа Розалинд Франклин доказала спиральную форму ДНК, что было подтверждено Уотсоном и Криком почти два года спустя. Ее выводы были признаны только посмертно.

25 апреля 1953 — Уотсон и Крик, опираясь на достижения Чаргаффа и Франклин, опубликовали структуру двойной спирали ДНК. Этот день во всем мире отмечается как день ДНК.

Читайте также:
Щитовидная железа - определение, строение, расположение, функции

ДНК определение, строение и структура молекулы, функции и свойства, формула и расшифровка, основные характеристики компонентов, синтез

В 1953 году два биохимика, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик, вошли в паб в Кембридже и заявили: «Мы открыли секрет жизни!» Они не преувеличивали. Учёные расшифровали структуру ДНК и открыли многие тайны того, как живые существа создают и воспроизводят себя. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) находится внутри каждой клетки каждого живого существа. Она несёт в себе всё необходимое для организма, чтобы строить, поддерживать и восстанавливать себя. Реплицируя и передавая свои клетки, животные, растения и микроорганизмы могут передавать свои особенности потомкам.

Общие сведения

Нуклеиновая кислота, которая несёт генетическую информацию в клетке и способна к саморепликации и синтезу РНК, называется ДНК. Другими словами, ДНК относится к молекулам внутри клеток, которые несут генетическую информацию и передают её из поколения в поколение. Научное название для ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота.

Человек получает свою ДНК от своих родителей, учёные называют это «наследственным материалом» (информация, которая передаётся следующему поколению). Ни у кого в мире не будет такого же генетического кода. Дезоксирибонуклеиновая кислота представляет собой большую молекулу в форме двойной спирали. Это немного похоже на лестницу, которую скрутили много раз.

Каждая из двух цепей лестницы представляет собой длинную последовательность нуклеотидов, или отдельных единиц, состоящих из молекул:

  • фосфата;
  • сахара под названием дезоксирибоза, содержащих пять атомов углерода;
  • азотсодержащих частиц.

Существует четыре типа азотсодержащих областей, называемых основаниями:

  • аденин (А);
  • цитозин (С);
  • гуанин (G);
  • тимин (T).

У эукариот ДНК обнаружена как в ядре, так и в цитоплазме. В ядре она является основным компонентом хромосомы, тогда как в цитоплазме кислота обнаружена в митохондриях и хлоропластах. У прокариот — в цитоплазме.

В основном структура кислоты является двухцепочечной как у эукариот, так и у прокариот. Однако в некоторых вирусах кислота является одноцепочечной.

Генетика человека

Каждая клетка в организме человека содержит от 25 000 до 35 000 генов. Гены несут переданную от родителей информацию, которая определяет черты внешности и характера. Гены содержат последовательности нуклеотидных оснований в нуклеиновых кислотах для производства специфических белков.

Информация, содержащаяся в ДНК, не преобразуется напрямую в белки, а должна сначала транскрибироваться в процессе, называемом транскрипцией ДНК. Этот процесс происходит в ядре наших клеток.

Факторы транскрипции — это особые белки, которые определяют, включён ген или нет. Эти белки связываются с ДНК и либо помогают в процессе транскрипции, либо ингибируют процесс. Транскрипционные факторы важны для дифференцировки клеток, поскольку они определяют, какие гены в клетке экспрессируются. Например, гены, экспрессируемые в эритроцитах, отличаются от генов, экспрессируемых в половых клетках.

Функции и состав

Молекула ДНК представляет собой полимер, который состоит из нескольких тысяч пар нуклеотидных мономеров. Объединение нескольких нуклеотидов вместе приводит к образованию полинуклеотидной цепи. Мономерными единицами кислоты являются нуклеотиды, а полимер известен как «полинуклеотид». Каждый нуклеотид состоит из 5-углеродного сахара (дезоксирибоза), азотсодержащего основания, присоединённого к сахару, и фосфатной группы.

Нуклеотиды также известны как азотистые основания ДНК. Азотистые основания бывают двух типов, а именно: пиримидины и пурины.

Пиримидины — это структуры с одним кольцом, Бывают нескольких типов, а именно цитозин и тимин. Они занимают меньше места в структуре кислоты. Пиримидин связан с дезоксирибозным сахаром в положении 3.

Пурины представляют собой соединения с двойным кольцом. Бывают двух типов, а именно аденин и гуанин. Занимают больше места в структуре кислоты. Дезоксирибозный сахар связан в положении 9 пурина.

Таким образом, в ДНК существует четыре различных типа азотистых оснований, а именно: аденин (A), гуанин (G), цитозин © и тимин (T). В РНК тимин пиримидинового основания заменяется урацилом.

Пуриновые и пиримидиновые основания всегда сопряжены определённым образом. Аденин всегда будет сочетаться с тимином, а гуанин с цитозином. Аденин и тимин соединены двойными водородными связями, а гуанин и цитозин — тройными водородными связями. Однако эти связи являются слабыми, что помогает в разделении цепей во время репликации.

Читайте также:
Пищеварительная система человека - строение и функции, значение

Дезоксирибоза сахара — пентозный сахар с пятью атомами углерода. Четыре атома углерода находятся внутри кольца, а пятый — с группой CH2. У последнего есть три группы ОН в 1, 3 и 5 углеродных положениях. Атомы водорода связаны с атомами углерода от одного до четырёх. В РНК сахарная рибоза похожа на дезоксирибозу за исключением того, что она имеет группу ОН на атоме углерода 2 вместо группы Н.

Молекула фосфата расположена альтернативно молекуле дезоксирибозы. Таким образом, с обеих сторон фосфата находится дезоксирибоза. Фосфат соединён с атомом углерода 3 дезоксирибозы с одной стороны и с атомом углерода 5 дезоксирибозы с другой стороны.

Нуклеозиды отличаются от нуклеотидов тем, что в них отсутствуют фосфатные группы. Четырьмя различными нуклеозидами ДНК являются дезоксиаденозин (дА), дезоксигуанозин (дГ), дезоксицитозин (дК) и дезокситимидин (дТ).

Хромосомы и гены

Внутри ядра нити ДНК плотно упакованы с образованием хромосом. Во время деления клетки хромосомы видны. Каждая хромосома имеет точку сужения, называемую центромерой, из которой формируются два основания. Короткое основание хромосомы обозначено «p arm». Длинное основание хромосомы обозначается «q arm».

Каждая пара хромосом по-разному определяется расположением центромеры и размерами оснований p и q. Люди обычно имеют 23 пары хромосом, что в общей сложности составляет 46. Двадцать две из этих пар, называемые аутосомами, выглядят одинаково как у мужчин, так и у женщин.

23-я пара называется половой хромосомой и отличается у мужчин и женщин. У женщин есть две копии Х-хромосомы или ХХ, а у мужчин — одна Х и одна Y-хромосома.

Гены — это наследственный материал, который лежит в клеточном ядре. Гены, которые состоят из ДНК, действуют как инструмент для создания молекул, называемых белками.

Проект «Геном человека» подсчитал, что у людей от 20 000 до 25 000 генов. У каждого человека есть две копии каждого гена, по одной унаследованной от каждого родителя. Они в основном одинаковы у всех людей, но небольшое количество генов (менее 1 процента от общего числа) немного отличается у людей, что составляет основу тестов на отцовство и анализа ДНК.

В отличие от ферментов, кислота не действует непосредственно на другие молекулы; скорее, различные ферменты воздействуют на ДНК и копируют её информацию либо в большее количество дезоксирибонуклеиновой кислоты в процессе репликации, либо транскрибируют её в белок. Другие белки, такие как гистоны, участвуют в упаковке ДНК или восстановлении ее повреждений, которое вызывает мутации.

Основная функция дезоксирибонуклеиновой кислоты заключается в кодировании последовательности аминокислотных остатков в белках с использованием генетического кода.

Деление нуклеиновой кислоты

ДНК может копировать себя. Обе нити кислоты открываются и делают копию каждой. Таким образом, каждая новая ДНК имеет одну копию старой, из которой, в свою очередь, сделана копия. Митохондрии содержат небольшое количество ДНК. Этот генетический материал известен как митохондриальная ДНК или мтДНК.

Каждая клетка содержит от сотен до тысяч митохондрий, которые лежат в цитоплазме. Митохондриальная кислота содержит 37 генов, которые помогают ей нормально функционировать. Тринадцать из этих генов предоставляют инструменты для создания ферментов, участвующих в производстве энергии путём окислительного фосфорилирования. Остальные гены помогают в создании молекул, называемых трансферными РНК (тРНК) и рибосомными РНК (рРНК), которые помогают в синтезе белка.

Изучение ДНК: строение, структура ДНК, функции

Для детального понимания сути метода ПЦР-диагностики необходимо совершить небольшой экскурс в школьный курс биологии.

Еще из школьных учебников мы знаем, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — универсальный носитель генетической информации и наследственных признаков у всех существующих на Земле организмов. Исключение составляют только некоторые микроорганизмы, например, вирусы — универсальным носителем генетической информации у них является РНК – одноцепочечная рибонуклеиновая кислота.

Строение ДНК-молекулы

Открытие ДНК молекулы произошло в 1953 году. Френсис Крик и Джеймс Уотсон открыли структуру двойной спирали ДНК, их работа впоследствии была отмечена Нобелевской премией.

Читайте также:
Митохондрии - особенности строения, функции и характеристика

ДНК представляет собой двойную нить, скрученную в спираль. Каждая нить состоит из «кирпичиков» — из последовательно соединенных нуклеотидов. Каждый нуклеотид ДНК содержит одно из четырёх азотистых оснований — гуанин (G), аденин (A) (пурины), тимин (T) и цитозин (C) (пиримидины), связанное с дезоксирибозой, к последней, в свою очередь, присоединена фосфатная группа. Между собой соседние нуклеотиды соединены в цепи фосфодиэфирной связью, образованной 3’-гидроксильной (3’-ОН) и 5’-фосфатной группами (5’-РО3). Это свойство обуславливает наличие полярности в ДНК, т. е. противоположной направленности, а именно 5’- и 3’-концов: 5’-концу одной нити соответствует 3’-конец второй нити.

Структура ДНК

Первичная структура ДНК — это линейная последовательность нуклеотидов ДНК в цепи. Последовательность нуклеотидов в цепи ДНК записывают в виде буквенной формулы ДНК: например — AGTCATGCCAG, запись ведется с 5’- на 3’-конец цепи ДНК.

Вторичная структура ДНК образуется за счет взаимодействий нуклеотидов (в большей степени азотистых оснований) между собой, водородных связей. Классический пример вторичной структуры ДНК — двойная спираль ДНК. Двойная спираль ДНК — самая распространенная в природе форма ДНК, состоящая из двух полинуклеотидных цепей ДНК. Построение каждой новой цепи ДНК осуществляется по принципу комплементарности, т. е. каждому азотистому основанию одной цепи ДНК соответствует строго определенное основание другой цепи: в комплемнтарной паре напротив A стоит T, а напротив G располагается C и т.д.

Синтез ДНК. Репликация

Уникальным свойством ДНК является ее способность удваиваться (реплицироваться). В природе репликация ДНК происходит следующим образом: с помощью специальных ферментов (гираз), которые служат катализатором (веществами, ускоряющими реакцию), в клетке происходит расплетение спирали в том ее участке, где должна происходить репликация (удвоение ДНК). Далее водородные связи, которые связывают нити, разрываются и нити расходятся.

В построении новой цепи активным «строителем» выступает специальный фермент — ДНК-полимераза. Для удвоения ДНК необходим также стратовый блок или «фундамент», в качестве которого выступает небольшой двухцепочечный фрагмент ДНК. Этот стартовый блок, а точнее – комплементарный участок цепи родительской ДНК — взаимодействует с праймером — одноцепочечным фрагментом из 20—30 нуклеотидов. Происходит репликация или клонирование ДНК одновременно на обеих нитях. Из одной молекулы ДНК образуются две молекулы ДНК, в которых одна нить от материнской молекулы ДНК, а вторая, дочерняя, вновь синтезированная.

Таким образом, процесс репликации ДНК (удваивания) включает в себя три основных этапа:

  • Расплетение спирали ДНК и расхождение нитей
  • Присоединение праймеров
  • Образование новой цепи ДНК дочерней нити

В основе анализа методом ПЦР лежит принцип репликации ДНК — синтеза ДНК, который современным ученым удалось воссоздать искусственно: в лаборатории врачи вызывают удвоение ДНК, но только не всей цепи ДНК, а ее небольшого фрагмента.

Функции ДНК

Молекула ДНК человека — носитель генетической информации, которая записана в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. В результате описанной выше репликации ДНК происходит передача генов ДНК от поколения к поколению.

Изменение последовательности нуклеотидов в ДНК (мутации) может приводить к генетическим нарушениям в организме.

Химический состав и строение днк

ДНК — это биологический полимер, мономером которого является нуклеотид. Нуклеотидов в составе ДНК 4 типа, различаются они по азотистым основаниям: два азотистых основания относятся к группе пуринов — это аденин и гуанин — и два — к группе пиримидинов — это тимин и цитозин.

В 1949 г. Эдвин Чаргафф провел химические исследования ДНК многих видов различных организмов и доказал, что ДНК обладает той сложностью, которая необходима для передачи наследственной информации: во-первых, состав ДНК у разных видов организмов различен, во-вторых, Э. Чаргафф выявил очень важную особенность, присущую всем молекулам ДНК: молярное содержание аденина всегда равно молярному содержанию тимина, а молярное содержание гуанина равно молярному содержанию цитозина, т. е. количество пуринов равно количеству пиримидинов. Эти равенства получили название — правила Чаргаффа: А = Т; Г = Ц.

Отношение А + Т к Г + Ц у разных видов специфическое. Из правил Э. Чаргаффа следовало, что молекулы ДНК могут представлять собой самые различные последовательности оснований.

Читайте также:
Что такое кровь функции, составные части, форменные элементы крови таблица, строение и физиология крови человека, плотность, свойства, виды, количество крови в организме

В состав каждого нуклеотида входят три разных химических соединения:

  • 1) одно из четырех азотистых оснований;
  • 2) сахар дезоксирибоза, содержащий 5 атомов углерода;
  • 3) фосфатная группа.

Азотистое основание ковалентно соединено с первым атомом углерода сахара и представляет собой нуклеозид. Нуклеозид, соединенный с фосфатной группой, называется нуклеотидом. Фосфатные группы соединяют соседние нуклеотиды в прочную полимерную цепочку посредством фосфоэфирных связей между 5’ атомом углерода одного сахара и 3’ атомом углерода другого сахара.

ДНК — это очень длинная полимерная цепочка, состоящая из нуклеотидов, соединенных прочными 5’—З’-фосфоэфирными связями. В зависимости от вида организма молекула ДНК содержит от нескольких тысяч до многих миллионов нуклеотидов.

В 1953 г. совместными усилиями американского биолога Джеймса Уотсона и английских физиков Френсиса Крика и Мориса Уилкинса была разработана модель структуры ДНК, которая выдержала многократные проверки и признана правильной. В 1962 г. Д. Уотсон, Ф. Крик и М. Уилкинс удостоены Нобелевской премии.

В настоящее время о ДНК известно следующее.

  • 1. ДНК представляет собой две полимерные цепи, закрученные в форме двойной спирали в правую сторону.
  • 2. Каждая цепь состоит из нуклеотидов, которые соединены прочными фосфоэфирными связями (рис. 24).
  • 3. Расстояние между парами оснований вдоль оси молекулы составляет 0,34 нм (рис. 25).
  • 4. Один виток спирали включает 10 пар оснований и имеет длину по оси 3,4 нм.
  • 5. Соединение двух цепей обеспечивается непрочными водородными связями между азотистыми основаниями. Это соединение строго специфично: аденин одной цепи с тимином второй (двойная связь), гуанин одной с цитозином второй (тройная связь).

Рис. 24. Строение ДНК (по Н. Н. Приходченко, Т. П. Шкурату, 1997)

  • 6. Цепи ДНК дополняют одна другую — комплементарны.
  • 7. Цепи ДНК антипараллельны: положение дезоксирибозы одной цепи 3’—5’, второй — 5’—3’.
  • 8. Конкретная последовательность пар А-Т и Г-Ц видоспецифична; наследственная информация зашифрована в ДНК в виде последовательностей нуклеотидов.
  • 9. Возможное число различных последовательностей пар оснований в молекуле ДНК практически бесконечно, что обеспечивает кодирование колоссального количества информации.
  • 10. В структуре ДНК могут происходить изменения последовательности нуклеотидов — мутации.
  • 11. ДНК обладает уникальным, присущим только ей свойством — способностью самоудваиваться. Это является основой способности живых организмов размножаться.

Такая структура молекулы ДНК считается стандартной и называется В-формой.

Она проявляется в физиологических условиях, т. е. при низкой концентрации солей и высокой степени гидратации. Наряду с правозакрученными описаны и левозакрученные молекулы ДНК; первые и вторые встречаются в нескольких модификациях. Модификации определяются свойствами растворителя и последовательностью нуклеотидов в ДНК.

Рис. 25. Строение участка молекулы ДНК (по А. О. Рувинскому, 1993)

А-форма — правозакрученная; число пар нуклеотидов в витке 10,7. Обнаружена в более обезвоженных средах и при более высоком содержании ионов калия и натрия, чем В-форма. В спорах бактерий В-форма переходит в A-форму, которая лучше защищена от ультрафиолетовых лучей и пересыхания. Есть предположение, что взаимные переходы В-формы и A-формы регулируют экспрессию генов.

С-форма — правозакрученная; число пар оснований в витке 9,3.

Д-форма и Е-форма имеют наименьшее число пар оснований в витке — 8 и 7,5 соответственно, обнаружены только в молекулах ДНК, не содержащих гуанина.

Z-форма — левоспиральная форма, число пар оснований в витке спирали.

12. Встречается на участках, богатых последовательностями ЦГ В-формы. При определенных условиях эти участки могут из В-формы переходить в Z-форму. Возможность такого перехода указывает на то, что две цепи в двойной спирали ДНК находятся в динамическом состоянии и могут раскручиваться относительно друг друга, переходя из правой формы в левую и наоборот. Биологические следствия такой лабильности структуры ДНК, по-видимому, связаны с экспрессией генов.

В хромосомах эукариот ДНК двухцепочечная и линейная форма.

У прокариот ДНК двухцепочечная и кольцевая форма. Такое же строение имеет ДНК пластид и митохондрий эукариот.

Читайте также:
Тромбоциты в крови человека особенности строения, основные функции, где образуются, за что отвечают, кто открыл тромбоциты, для чего нужны, сколько живут

У вирусов встречаются формы с линейной и кольцевой ДНК, причем известны вирусы с одноцепочечной ДНК.

Биология. 11 класс

§ 7. Нуклеиновые кислоты. Строение и функции ДНК

Для каждого вида живых организмов характерны свои отличительные особенности. Более того, различия существуют и между особями одного вида, поскольку каждая из них обладает уникальным сочетанием признаков. При этом каждый организм способен передавать свои признаки потомкам по наследству.

Известно, что признаки и свойства организма определяются, прежде всего, белками, которые синтезируются в его клетках. Поэтому информацию о первичной структуре белков называют наследственной или генетической. Установлено, что данная информация содержится в молекулах нуклеиновых кислот. Эти биополимеры также обеспечивают синтез белков, т. е. реализацию наследственной информации и ее передачу последующим поколениям при размножении.

Таким образом, нуклеиновые кислоты выполняют особые функции, не характерные для других химических соединений. Нуклеиновые кислоты — это биологические полимеры, обеспечивающие хранение, реализацию и передачу наследственной информации.

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1869 г. швейцарским биологом Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов человека. От латинского слова nucleus — ядро и происходит название этих соединений. Нуклеиновые кислоты содержатся в клетках всех живых организмов, причем не только в ядре, но и в цитоплазме, в составе некоторых органоидов.

Строение нуклеотидов и образование полинуклеотидной цепи. Нуклеиновые кислоты — *нерегулярные* полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды . Каждый из них состоит из трех компонентов: азотистого основания, пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и остатка фосфорной кислоты. Центральное положение в структуре нуклеотида занимает пентоза. Азотистое основание и остаток фосфорной кислоты присоединены к ней ковалентными связями (рис. 7.1).

*Атомы углерода в составе пентозы принято обозначать цифрами с символом «штрих» — от 1′ до 5′, чтобы отличать их от атомов, образующих скелет азотистого основания (для их нумерации используют цифры без штрихов). Азотистое основание присоединяется к 1′-углеродному атому пентозы, а остаток фосфорной кислоты — к 5′.*

В состав нуклеотида может входить одно из пяти азотистых оснований: аденин , гуанин , цитозин , тимин или урацил . Аденин и гуанин относятся к пуриновым основаниям, *т. к. они являются производными пурина — гетероциклического соединения, молекула которого образована двумя конденсированными кольцами — пятичленным и шестичленным*. Цитозин, тимин и урацил *— производные шестичленного гетероциклического пиримидина , поэтому их* называют пиримидиновыми основаниями.

Название нуклеотида зависит от того, какое азотистое основание входит в его структуру. Так, существуют адениловые, гуаниловые, цитидиловые, тимидиловые и уридиловые нуклеотиды. Для удобства азотистые основания и соответствующие им нуклеотиды обычно записывают сокращенно: А, Г, Ц, Т, У.

Известны два типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Они различаются функциями, размером и формой молекул, а также особенностями строения нуклеотидов.

Нуклеотиды ДНК содержат остаток дезоксирибозы, а нуклеотиды РНК — рибозы. Отсюда и названия — дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты. Кроме того, азотистое основание тимин (Т) может входить только в состав нуклеотидов ДНК, а урацил (У) встречается лишь в нуклеотидах РНК. Следовательно, молекулы ДНК, так же как и РНК, содержат по четыре типа нуклеотидов.

*Соединения, образованные азотистым основанием и пентозой, называют нуклеозидами. В их молекулах пятиуглеродный сахар соединен с атомом азота в составе азотистого основания N-гликозидной связью. Нуклеозиды могут присоединять остаток фосфорной кислоты, превращаясь в нуклеотиды. Названия нуклеозидов, входящих в состав нуклеотидов РНК и ДНК, приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Азотистые основания и соответствующие им нуклеозиды

Из чего состоит ДНК человека

Дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, – это своеобразный программный код, который определяет то, каким образом будет развиваться, функционировать и размножаться организм. Именно эта молекула – объект генетических исследований, которые с высокой точностью помогают в решении ряда сложных проблем при установлении родства, диагностике наследственных заболеваний.

Структура построения ДНК

Структура ДНК состоит из шести меньших молекул – пятиуглеродного сахара, называемого дезоксирибозой, молекулы фосфата и четырех различных азотистых оснований (аденин, тимин, цитозин и гуанин). Модель структуры ДНК называется двойной спиралью, потому что две ее длинные цепи закручиваются, как витая лестница. Вертикальные элементы этой лестницы изготовлены из чередующихся молекул сахара и фосфата. Ступеньки лестницы состоят из двух оснований, соединенных двумя или тремя слабыми водородными связями.

Читайте также:
Мочевыделительная система человека строение и возрастные особенности органов мочеполовой системы женщин и мужчин, функции, анатомия, заболевания и симптомы

Основной строительный блок ДНК называется нуклеотид. Нуклеотид состоит из одной молекулы сахара, одной молекулы фосфата и одного из четырех оснований. Пуриновые основания (аденин и гуанин) имеют двойную кольцевую структуру, в то время как пиримидиновые основания (тимин и цитозин) имеют только одно кольцо.

Нуклеотиды ДНК выстраиваются так, что молекулы сахара и фосфата образуют два длинных остова – их можно сравнить с поручнями лестницы. Чтобы сделать ступеньки этой лестницы, два основания соединяются между молекулами сахара на двух поручнях. Молекулы фосфата не имеют между собой никаких «перепонок». Молекула аденина сочетается только с тимином. Цитозин создает пары только с гуанином. Они могут соединяться в любом порядке на ступенях, давая четыре возможных комбинации оснований – A-T или T-A и C-G или G-C.

И именно эта цепочка пар оснований составляет код, управляющий тем, как выглядит любой организм на нашей планете, в том числе человек. Молекула ДНК выполняет ряд важнейших функций, среди которых:

  • кодирование аминокислот;
  • контроль над работой всех клеток организма;
  • выработка белка для внешнего проявления генов.

ДНК хранит информацию, необходимую для построения и контроля клетки. Передача этой информации от материнских к дочерним клеткам называется вертикальной передачей генов и происходит в процессе репликации ДНК. ДНК реплицируется, когда клетка делает дубликат копии своей ДНК, только после этого клетка делится, что приводит к правильному распределению одной копии ДНК на каждую полученную клетку. ДНК также может быть ферментативно расщеплена и использована в качестве источника нуклеозидов и нуклеотидов для клетки. В отличие от других макромолекул, ДНК не выполняет структурную роль в клетках.

Весь набор информации, закодированной в ДНК организма называется его геномом. Он содержит информацию обо всех белках, синтезируемых организмом. Это инструкции примерно для 30 тысяч различных белков. Количество данных, которые содержит геном, просто поражает: к примеру, типичная клетка человеческого организма вмещает в себя 2 метра дезоксирибонуклеиновой кислоты. Если записать последовательность нуклеотидов в четырехбуквенном нуклеотидном коде, то это займет четверть страницы текста. А если полностью расшифровать геном человека, это займет тысячи страниц.

Как открыли ДНК?

Гены содержат биологическую информацию, которая должна передаваться без изменений от одного поколения к следующему. Она передается каждый раз, когда происходит деление клетки. Отсюда вытекают два основных биологических вопроса: как можно передать информацию в химической форме и как скопировать ее без изменений? Открытие структуры ДНК стало очередной вехой в биологии двадцатого века, поскольку это предложило ответы на оба вопроса, что позволило решить на молекулярном уровне проблему наследственности.

Существует распространенное заблуждение, что Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик обнаружили ДНК в 1950-х гг. На самом деле ДНК была открыта за десятилетия до них. Следуя работе предшествовавших им пионеров, Джеймс и Фрэнсис смогли прийти к своему новаторскому заключению о том, из чего состоит ДНК, в 1953 году. Но история открытия ДНК начинается в 1800-х годах. Вот несколько интересных фактов из этой истории.

Молекула, теперь известная как ДНК, была впервые идентифицирована в 1860-х годах швейцарским химиком по имени Иоганн Фридрих Мишер. Иоганн решил исследовать ключевые компоненты лейкоцитов – фрагментов иммунной системы нашего организма. Основным источником этих клеток были бинты, собранные в ближайшей медицинской клинике.

Иоганн провел эксперименты с использованием солевых растворов, чтобы лучше понять, из чего состоят лейкоциты. Он заметил, что при добавлении кислоты в раствор клеток от раствора выделяется некое вещество. Это вещество затем снова растворяется при добавлении щелочи. Исследуя это вещество, он понял, что оно обладает неожиданными свойствами, отличными от других белков, с которыми он был знаком. Иоганн назвал эту загадочную субстанцию ​​«нуклеином», потому что считал, что она произошла из клеточного ядра. Затем он приступил к поиску способов извлечь его в чистом виде.

Читайте также:
Железистый эпителий особенности строения под микроскопом, месторасположение, функции, виды и классификация, способность ткани к регенерации

Иоганн был убежден в важности нуклеина и подошел очень близко к раскрытию его роли, хотя ему были доступны только простые инструменты и методы. Он долго колебался, прежде чем опубликовал свои результаты в 1874 году. В результате прошло много десятилетий, прежде чем открытие Иоганна Фридриха Мишера было справедливо оценено научным сообществом.

В течение многих лет ученые продолжали верить, что белки – это молекулы, в которых содержится весь наш генетический материал. Они полагали, что нуклеин не был достаточно сложным, чтобы содержать всю информацию, необходимую для создания генома. Как один тип молекулы мог объяснить все изменения, наблюдаемые в пределах вида?

Альбрехт Коссель был немецким биохимиком, который добился большого прогресса в понимании основных строительных блоков нуклеина. В 1881 году Альбрехт идентифицировал нуклеин как нуклеиновую кислоту и дал ей ее нынешнее химическое название – дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Он также выделил пять нуклеотидов основания, которые являются строительными блоками ДНК и РНК: аденин (A), цитозин (C), гуанин (G), тимин (T) и урацил (U). Эта работа была вознаграждена в 1910 году Нобелевской премией по физиологии и медицине.

В начале 1900-х годов снова возрос интерес к работа Грегора Менделя. Новые исследования пытались доказать или опровергнуть его теории о том, как физические характеристики наследуются от одного поколения к другому.

В середине девятнадцатого века анатом Вальтер Флемминг из Германии обнаружил волокнистую структуру в ядре клеток. Он назвал эту структуру «хроматином», но на самом деле он открыл то, что мы теперь называем хромосомами. Наблюдая за этим хроматином, Вальтер обнаружил, что хромосомы отделяются во время клеточного деления, также известного как митоз.

Хромосомная теория наследования была разработана главным образом Уолтером Саттоном и Теодором Бовери. Сначала они представили идею о том, что генетический материал, передаваемый от родителя к ребенку, находится внутри хромосом. Их работа помогла объяснить наследственные паттерны, которые Грегор Мендель наблюдал более века назад.

Интересно, что Уолтер Саттон и Теодор Бовери фактически работали независимо в начале 1900-х годов. Уолтер изучал хромосомы кузнечика, а Теодор изучал эмбрионы круглого червя. Тем не менее, их работы объединилась в идеальный союз вместе с выводами нескольких других ученых, сформировав хромосомную теорию наследования.

Что можно узнать по молекуле ДНК

Состав ДНК человека позволяет проводить сложные генетические исследования. Внутри ДНК закодированы такие разнообразные черты, как цвет глаз и волос человека, его рост, телосложение и многое-многое другое. Хотя ДНК каждого организма уникальна, вся ДНК состоит из одинаковых молекул азота. Так каким же образом ДНК одного организма отличается от другого? Это определяется порядком, в котором расположены эти более мелкие молекулы. В свою очередь, эта схема расположения в конечном итоге определяет уникальные характеристики каждого организма. Благодаря этому генетики могут изучать последовательности ДНК людей, чтобы определить:

  • наличие родства между разными людьми (у родственников совпадений в последовательностях ДНК будет больше, чем у чужих людей);
  • наличие мутаций в генах, которые могут вызвать проявление генетических заболеваний или предрасположенность к ним при совпадении других факторов;
  • склонность к алкоголизму и наркомании;
  • риски при тех или иных серьезных физических нагрузках;
  • риски наследственных заболеваний при планировании беременности;
  • происхождение человека – его этническую принадлежность, пути миграций предков.

Для того, чтобы провести любое из таких исследований, достаточно сдать мазок из полости рта или кровь (для пренатальной диагностики), хотя подходят и любые другие частички тела, если нет возможности получить стандартный мазок. Сроки и стоимость ДНК-анализа зависят от его сложности, типа предоставленных биологических материалов, количества участников исследования.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: