 |
Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации.
|
|
|
|
Доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации.
Трансформация – это способность одного штамма бактерий встраивать участки молекулы ДНК другого штамма и приобретать при этом свойства последнего.
Одним из доказательств роли ДНК в передаче наследственной информации, были опыты по трансформации бактерий (Ф. Гриффитс, 1928). Введение мышам:
| Авирулентного штамма пневмококков | → | Мыши живут |
| Вирулентного штамма пневмококков | → | Мыши гибнут |
| Вирулентного, убитого кипячением, штамма пневмококков | → | Мыши живут |
| Вирулентного, убитого кипячением, + авирулентный живой штамм | → | Мыши гибнут |
Схема опытов по трансформации Ф. Гриффитса
В результате их анализа было высказано предположение, что свойство вирулентности от одного штамма пневмококков к другому передают фрагментами молекулы ДНК. В 1944 г. О. Эйвери, К. МакЛеод и М. МакКарти подтвердили это предположение на более высоком методическом уровне.
| ДНК вирулентного штамма в питательной среде + авирулентный живой штамм пнвмококков | → | Мыши гибнут |
Схема опытов по трансформации О. Эйвери и др.
Второе доказательство роли ДНК в передаче наследственной информации получили Н. Цидлер и Дж. Ледерберг. В 1952 г. они описали явление трансдукции.
Трансдукция – это способность бактериофагов переносить фрагменты ДНК от одного штамма бактерий к другому и передавать соответствующие свойства.
Еще одним доказательством того, что нуклеиновые кислоты, а не белки, являются носителями генетической информации, были опыты Х. Френкель-Конрата (1950) с вирусом табачной мозаики (ВТМ).
|
|
|
При введении в растение табака:
| Белка вирулентного штамма вируса табачной мозаики | → | Нет заболевания |
| РНК вирулентного штамма вируса табачной мозаики | → | Развивается заболевание |
| Белка вирулентного штамма вируса + РНК авирулентного | → | Нет заболевания |
| Белка авирулентного штамма вируса + РНК вирулентного | → | Развивается заболевание |
Схема опытов Х. Френкель-Конрата
Так, с открытием явлений трансформации, трансдукции механизмов взаимодействия вируса и клетки была доказана роль нуклеиновых кислот в передаче наследственной информации.
В 40-х годах ХХ века Г. Бидл и Е. Татум установили, что гены отвечают за образование ферментов, которые через клеточный метаболизм оказывают влияние на развитие морфологических и физиологических признаков. Они выдвинули гипотезу «один ген – один фермент». В настоящее время она трактуется: «один ген – один полипептид», так как ген не всегда детерминирует синтез целой белковой молекулы.
Анализируя ДНК разного происхождения, Э. Чаргафф в 1949 – 1955 гг. сформулировал закономерности состава ДНК, вошедшие в науку под названием правил Чаргаффа:
1. Количество аденина равно количеству тимина (А = Т).
2. Количество гуанина равно количеству цитозина (Г = Ц).
3. Количество пуринов равно количеству пиримидинов (Г + А) = (Ц + Т).
4. Количество оснований с 6-аминогруппами равно количеству оснований с 6-кетогруппами (А + Ц) = (Т + Г).
5. Соотношение оснований А + Т/Г + Ц является величиной строго видоспецифичной.
Таким образом, в начале 50-х годов прошлого столетия было доказано, что материальной единицей наследственности и изменчивости является ген, который имеет определенную структурно-функциональную организацию.
Нуклеиновые кислоты имеют первостепенное биологическое значение и представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Они впервые были обнаружены в ядрах клеток, откуда и их название (от лат. nucleus – ядро). Каждый нуклеотид, в свою очередь, получается в результате последовательных реакций конденсации азотистого основания, пятиуглеродного сахара и фосфорной кислоты.
|
|
|
Азотистые основания – производные двух азотсодержащих гетероциклических соединений:
· пиримидина;
· пурина.
В составе нуклеиновых кислот встречаются три пиримидиновых основания – цитозин, урацил и тимин (5-метилурацил) и два пуриновых – аденин и гуанин. Основания принято обозначать первой буквой названия: Ц, У, Т, А, Г.
Сахара, входящие в состав нуклеотидов, представляют собой пентозы. Их две: рибоза и продукт ее восстановления – дезоксирибоза.
При образовании полинуклеотидов из нуклеотидов между остатком фосфорной кислоты одного нуклеотида и остатком сахара другого нуклеотида возникает фосфодиэфирный мостик между 3´ - и 5´ -углеродными атомами молекул сахара.
Существуют два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, рибосомах, кариоплазме и в цитоплазме клеток.
|
|
|
