Нуклеинови киселини



Дата20.11.2017
Размер79.88 Kb.
#35046
Нуклеинови киселини.

1. Химичен състав

Белтъците са основния градивен материал на клетката, изработени от самата клетка. Погледнати отблизо те се състоят от вериги от аминокиселини, малки обособени блокчета, които лесно се свързват. Въпреки, че в основата си структурата на протеините е линеарна, те са обикновено нагънати и пренагънати в по-сложни структури. Различните протеини /белтъци/ изпълняват различни функции. Те могат да транспортират молекули /свързващият кислорода хемоглобин у червените кръвни клетки/; те могат да са антитела-изпълнители на определени функции; ензими /например, храносмилателни ензими /; или хормони /например, растежен хормон или инсулин /. Друга група са структурните протеини, които изграждат обвивките на тъканите или органите или осигуряват движението, еластичността и способността за контракция. Мускулните влакна, например, са основно изградени от протеини. Така че белтъците са от решаващо значение за формирането на клетката и я осигуряват с възможността да функционира както трябва.
ХРОМОЗОМИ
Хромозома буквално означава “оцветено телце”, което може да се види под светлината на микроскопа, като се използват специални оцветявания. Те изглеждат като завързани на възли и примки дълги, и тънки нишки. Хромозомите са мястото за складиране на всичко генетично т.е. наследствена, генетична информация. Тази информация е записана по протежение на тънката нишка, наречена ДНК. ДНК е съкратено от дезоксирибонуклеинова киселина, специфичен киселинен материал, който може да се открие в ядрото. Генетичната информация е записана под формата на кодове, почти както музиката на магнетофонна лента. За да е сигурно, че нишката ДНК и информацията са в стабилно състояние и защитени, природата е употребила засукана двойно верижна нишка - знаменитата двойна спирала. Когато клетката се размножава, тя я копира и предава на дъщерната клетка. Цялата генетична информация на даден организъм се нарича геном. Клетките на хората, например, притежават два набора от по 23 хромозоми-единият от майката, а другият от страна на бащата. ДНК от коя да е човешка клетка би съответству-вала на два метра ДНК в случай, че тя би била цялостно разтегната. Така че, от решаващо значение е начинът по който е организирана ДНК в хромозомите, за да бъдат избегнати възли, уплитания или прекъсвания по нейното протежение. Дължината на ДНК която се съдържа в човешкото тяло е приблизително 60 000 000 000 километра. Тя е еквивалентна на разстоянието до луната и обратно 8000 пъти.

Нуклеиновите киселини се намират в ядрото на клетката. Те са открити в следствие на търсене отговор на един много важен въпрос – Възниква въпросът защо има такова разнообразие от белтъци и същевременно, защо има строг ред при изглеждането им? Отговаря ли някой за това? Нуклеиновите киселини могат да бъдат оприличени с магнетофонна лента, на която е записана програмата за клетката - какво да синтезира и как да функционира. Те също са полимери, но по-сложни от белтъците. Техните градивни елементи се наричат нуклеотиди. Всеки нуклеотид има три съставки - монозахарид, азотна база, фосфорна киселина. Монозахарида е винаги петатомен. Може да бъде рибоза или дезоксирибоза. От това различаваме и дезоксирибонуклеинова киселина ДНК или рибонуклеинова киселина РНК. Азотните бази могат да са няколко вида: аденин А, гуанин Г, тимин Т, Урацил У, или цитозин Ц.

Нуклеотида независимо кой монозахарид съдържа или коя база, им а една и съща структура:





 

 

 












 

 

Азотна база




 






 

 

 



 

 

Разнообразието на нуклеиновите киселини се получава от различното подреждане на азотните бази. ДНК молекулата представлява двойна спирала - две вериги спираловидно навити. Специфично е, че при образуването на двойната спирала една азотна база се свързва точно определено с друга     А - Т  и Г - Ц  



2. Маркомолекулна структура

ДНК съхранява и предава информацията за клетъчната програма. Подобно на архитектурния план на сграда ДНК съдържа пълна информация за устройството на клетката. Клетката има специални начини за разчитане на информацията. Информацията е записана под формата на кодони - три буквени измерения или това са три последователно подредени бази. АТЦ, ЦТГ. Участъкът от ДНК, който носи информация за синтеза на белтък или РНК се нарича ген. Генът е най-малката единица за наследственост. Наследствената програма се нарича още генетична програма. Как тази програма се запазва при деленето на клетката без да се промени. Тогава двойната спирала се разчупва  и в новата клетка се синтезира по правилото А-Т   Г-Ц. Нова двойна спирала. ДНК молекулата е стабилна - може да запази наследствената програма.

РНК - рибонуклеинови киселини. Разликата от ДНК е тази, че монозахарида е рибоза, а вместо база Т участва база У. Тези промени провят молекулата нестабилна, така че тя не може да бъде носител на наследствеността. Съществуват три типа РНК - информационна, транспортна, рибозомна. РНК веригите са едноверижни и е възможно само отделни участъци да се двойни, съставени по правилото А-У-Г-Ц. Рибозомните РНК - изграждат рибозомите.

Информационните - презаписват информацията от ДНК те могат да разчитат написаната върху ДНК. Транспортните РНК - приличат на сгънат на две детелинов лист - от едната страна могат да се свързват с аминокиселини, а от другата с информационната РНК. Те превеждат информацията от ДНК на езика на белтъците.



          Информацията тече ДНК             РНК               Белтък.

ДНК носи информацията чрез кодони - информационните РНК презаписва кодоните, а транспортните РНК с помощта на актидони, които съответстват на кодоните намират мястото си.  

3. Функции

Синтеза на белтъчната верига се осъществява в рибозомите. Представляват малки овални телца, неограничени с мембрана. Всяка клетка съдържа огромно количество рибозоми само така може да задоволи белтъчния глад на клетката.

Как се осъществява реализацията на генетичната информация.

Първи етап

Транскрипция - преписване.

Информацията на ДНК се намира в ядрото. За да бъде изнесена от там на помощ идва информационната РНК. РНК влиза в ядрото и разчита само тази част от информацията, която е нужна на клетката. Презаписването на информацията става с помощта на ензим, съгласно матричния принцип А-У и Т-Ц. Този етап се осъществява в клетъчното ядро.

Втори етап

Транслация - предаване.

Нужно е тази генетична последователност да се превърне в полипептидна последователност. Как става това? Информационната РНК напуска ядрото, влиза в цитоплазмата и се свързва с рибозомите. Към нея се насочва транспортна РНК носеща със себе си точно определена аминокиселина. С помощта на антикодон тя намира мястото си върху информационната РНК и застава там. Така наредени една друга аминокиселините се свързват с пептидна връзка и образуват белтък. Всяка аминокиселина заема онова място от полипептидната верига, което е закодирано в молекулата на ДНК, преписано то молекулата ни иРНК и разпознато от съответната тРНК. За да става по компактно производството на белтъци една иРНК минава през много рибозоми. Така се образуват полирибозомни комплекси и съответно много полипептидни вериги, които веднага се поемат от клетъчните органели и отиват по предназначението си.


Информацията, съдържаща се в хромозомите и съответно в ДНК, е записана и закодирана по начин, разбираем за всички видове на земята. Затова се нарича универсален код на живота. При тази система на кодиране клетките се нуждаят само от четири символа, наречени нуклеотиди, които дават инструкция как да се произведе даден протеин. Нуклеотидите са композиции от единици ДНК, чиито собствени имена за улеснение са съкратени в букви от латинската азбука А, В, G и Т. Тези букви се построяват в трибуквени думи, които в дадена последователност представляват код за обособена аминокиселина, както е показано по-горе. Информацията за това, как която и да е клетка е построена или как тя функционира е закодирана в обособени единици, наречени гени. Генът представлява определен сегмент /дължина/ от ДНК, носещ специфични инструкции за производството на най-общо казано един протеин. Кодирането на последова-телността на гените представлява средно около 1000 букви дължина т.е. генни кодове напимер за инсулин, храносмилателни ензими, кръвосъсирващи протеини или пигменти.

КАК СЕ РЕГУЛИРА ГЕННАТА ЕКСПРЕСИЯ?
Как клетката знае кога да произведе даден протеин, точно кой протеин и в какво количество? Пред всеки един ген съществува протежение ДНК, което съдържа регулаторните елементи за този специфичен ген, в повечето случаи познато като промотер. То функционира като “контролна кула”, постоянно държейки флагчето във вдигнато състояние по отношение на гена, който контролира. Да вземем например производството на инсулина, който ние произвеждаме, за да изгаряме кръвните захари. Когато пристигне съобщение под формата на молекула, която съобщава за “повече инсулин”, “контро-лиращата инсулина кула” ще даде сигнал за локализацията на инсулиновия ген и ще каже “насам”. Молекулата-пратеник ще “акустира” и така ще “превключи” началото на целия процес на генната експресия.

Как информацията, съдържаща се в ДНК, се превръща в протеин в точно определено време? Всеки ген съдържа 3 основни компонента: “контролираща кула” /промотер/, информационен блок и поли-А сигнален елемент. Ако даден специфичен протеин не е в достатъчно количество в клетката, то ще бъде изпратено съобщение към ядрото, за да бъде открит съответният ген. Ако “контролната кула” разпознае съобщението като валидно, то тя ще отвори “портата” към информационния блок. Незабавно информацията се копира - или превежда - към нишковидните молекули, наречени РНК. РНК е много подобна на ДНК, само че тя е едноверижна. След като копирането завърши, редица от 200 “А” типа нуклеотиди - поли-А опашка се добавя към нейния край /фиг.2/. Този процес се нарича поли-аденилация и се инициира от поли-А сигнала, разположен към края на гена. Счита се, че поли-А опашката стабилизира РНК-заповедта срещу евентуално разлагане за ограничено време. Сега вече РНК-копията на гена напускат ядрото и биват разпределени в клетката под формата на малки “работни” единици, които превеждат информацията в протеини. Нито една клетка не може да употреби цялата закодирана в нея ДНК. Клетките разпределят работата помежду си, т.е. те се специализират. Мозъчните клетки не биха произвели инсулин, чернодробните - слюнка, нито пък кожните клетки биха произвели кост. Ако това ставаше, то в нашето тяло би настъпил хаос. Същото се отнася и за растенията - коренчевите клетки не биха произвели зеления хлорофил, нито пък листата биха произвели полени или нектар. Още повече, че генната експресия зависи от възрастта.

И въобще, регулирането на гените е много специфична функция, зависеща от средата в която е поставена клетката. Тя също така е свързана и със съответния стадий на развитие на даден организъм.

Генното инженерство /ГИ/ ползва вземането на гени и сегменти от ДНК от един вид, например, риба и внедряването им в друг вид, например, домат. За да стане това ГИ осигурява набор от техники за срязване на ДНК или на сляпо, или на определен брой специфични места. Веднъж изолирани, различните сегменти от ДНК биха могли да се изучават, да се размножават и да се закачат /слепват/ до някоя друга ДНК от друг организъм. ГИ прави възможно прекрачването на видовата бариера и разбъркването на информацията между съвършено различни и по никакъв начин несвързани видове: например, закачването на ген против измръзване от риба у домат или ягода; ген, обуславящ продукцията на убиващ насекомите токсин от бактерия в царевица, памук или маслодайна ряпица, или гени от човек у свиня. Въпреки, че този метод често се провъзгласява за прецизен метод, финалната фаза от разполагането на нов ген във висшия организъм-реципиент е всъщност по-скоро груб и страдащ от сериозен недостиг както на прецизност, така и на предвидимост. Новият ген може да застане къде да е, непосредствено до кой да е друг ген или дори в обхвата на друг ген, смущавайки неговата функция или управление. Ако новият ген се внедри в т.н. “тихи” не изразени части на клетъчната ДНК, то много вероятно е той да попречи на регули-рането на генната експресия на този цял участък. Това също може потенциално да причини активизира-нето на гени от “тихата” част на ДНК.






Каталог: files -> files
files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница