Ang mga batas ng pagmamana ay nakakuha ng atensyon ng tao mula noong unang naging malinaw na ang genetika ay isang bagay na mas materyal kaysa sa ilang mas mataas na kapangyarihan. Alam ng modernong tao na ang mga organismo ay may kakayahang magparami katulad ng kanilang mga sarili, habang ang mga supling ay tumatanggap ng mga tiyak na katangian at katangiang likas sa kanilang mga magulang. Naisasakatuparan ang pagpaparami dahil sa kakayahang maglipat ng genetic na impormasyon sa pagitan ng mga henerasyon.
Teorya: Hinding-hindi ka magkakaroon ng sobra
Ang mga batas ng pagmamana ay nagsimulang aktibong imbestigahan kamakailan lamang. Isang kahanga-hangang hakbang pasulong sa bagay na ito ang ginawa noong huling siglo, nang magdala sina Sutton at Boveri ng bagong hypothesis sa publiko. Noon ay iminungkahi nila na ang mga chromosome ay malamang na nagdadala ng genetic data. Maya-maya, pinayagan ng teknolohiya ang pag-aaral ng kemikal ng komposisyon ng chromosome. Ibinunyag nitoang pagkakaroon ng mga tiyak na nucleic compound ng mga protina. Ang mga protina ay naging likas sa isang malaking pagkakaiba-iba ng mga istruktura at ang mga detalye ng komposisyon ng kemikal. Sa mahabang panahon, naniniwala ang mga siyentipiko na ang mga protina ang pangunahing aspeto na tumitiyak sa paglilipat ng genetic data sa pagitan ng mga henerasyon.
Dekada ng pananaliksik sa paksang ito ay nagbigay ng bagong pananaw sa kahalagahan ng cell DNA. Gaya ng isiniwalat ng mga siyentipiko, ang gayong mga molekula lamang ang materyal na tagapagdala ng kapaki-pakinabang na impormasyon. Ang mga molekula ay isang elemento ng chromosome. Ngayon, halos alinman sa ating mga kababayan na nakatanggap ng pangkalahatang edukasyon, pati na rin ang mga residente ng maraming iba pang mga bansa, ay lubos na nakakaalam kung gaano kahalaga ang mga molekula ng DNA para sa isang tao, ang normal na pag-unlad ng katawan ng tao. Iniisip ng marami ang kahalagahan ng mga molekulang ito sa mga tuntunin ng pagmamana.
Genetics bilang isang agham
Molecular genetics, na tumatalakay sa pag-aaral ng cell DNA, ay may alternatibong pangalan - biochemical. Ang lugar na ito ng agham ay nabuo sa intersection ng biochemistry at genetics. Ang pinagsamang pang-agham na direksyon ay isang produktibong lugar ng pananaliksik ng tao, na nagbigay sa komunidad ng siyentipiko ng isang malaking halaga ng kapaki-pakinabang na impormasyon na hindi magagamit sa mga taong kasangkot lamang sa biochemistry o genetika. Ang mga eksperimento na isinagawa ng mga propesyonal sa larangang ito ay kinabibilangan ng pagtatrabaho sa maraming anyo ng buhay at mga organismo ng iba't ibang uri at kategorya. Ang pinakamahalagang resulta na nakuha ng siyentipikong komunidad ay ang resulta ng pag-aaral ng mga gene ng tao, pati na rin ang iba't ibangmga mikroorganismo. Kabilang sa mga huli, kabilang sa pinakamahalaga ay ang Eisheria coli, lambda phages ng mga microbes na ito, neurospore crassa fungi at Saccharomyces cerevisia.
Mga genetic na base
Sa mahabang panahon, walang alinlangan ang mga siyentipiko tungkol sa kahalagahan ng chromosome sa paglilipat ng namamana na impormasyon sa pagitan ng mga henerasyon. Tulad ng ipinakita ng mga dalubhasang pagsusuri, ang mga chromosome ay nabuo ng mga acid, protina. Kung magsasagawa ka ng eksperimento sa paglamlam, ang protina ay ilalabas mula sa molekula, ngunit ang NA ay mananatili sa lugar. Ang mga siyentipiko ay may mas malaking halaga ng katibayan na nagpapahintulot sa amin na pag-usapan ang tungkol sa akumulasyon ng genetic na impormasyon sa NK. Ito ay sa pamamagitan ng mga ito na ang data ay ipinadala sa pagitan ng mga henerasyon. Ang mga organismo na nabuo ng mga selula, mga virus na mayroong DNA, ay tumatanggap ng impormasyon mula sa nakaraang henerasyon sa pamamagitan ng DNA. Ang ilang mga virus ay naglalaman ng RNA. Ang acid na ito ang responsable para sa paghahatid ng impormasyon. Ang RNA, DNA ay NK, na nailalarawan sa ilang partikular na pagkakatulad sa istruktura, ngunit mayroon ding mga pagkakaiba.
Sa pag-aaral ng papel ng DNA sa pagmamana, natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga molekula ng naturang acid ay naglalaman ng apat na uri ng nitrogen compound at deoxyribose. Dahil sa mga elementong ito, ipinapadala ang genetic na impormasyon. Molekyul ay naglalaman ng purine sangkap adenine, guanine, pyrimidine kumbinasyon thymine, cytosine. Ang chemical molecular backbone ay ang mga residue ng asukal na nagpapalit-palit ng mga residue ng phosphoric acid. Ang bawat nalalabi ay may link sa carbon formula sa pamamagitan ng mga asukal. Ang mga nitrogenous base ay nakakabit sa mga gilid sa mga nalalabi ng asukal.
Mga pangalan at petsa
Mga siyentipiko,sa pagsisiyasat ng biochemical at molekular na pundasyon ng pagmamana, natukoy nila ang mga tampok na istruktura ng DNA lamang noong ika-53. Ang may-akda ng siyentipikong impormasyon ay itinalaga kay Crick, Watson. Pinatunayan nila na ang anumang DNA ay isinasaalang-alang ang mga biological specific na katangian ng pagmamana. Kapag nagtatayo ng isang modelo, kailangan mong tandaan ang tungkol sa pagdodoble ng mga bahagi at ang kakayahang makaipon, magpadala ng namamana na impormasyon. Posible, ang molekula ay maaaring mag-mutate. Ang mga sangkap ng kemikal, ang kanilang kumbinasyon, kasama ang mga diskarte ng X-ray diffraction studies, ay naging posible upang matukoy ang molekular na istraktura ng DNA bilang isang double helix. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng halves ng antiparallel type spirals. Ang sugar-phosphate backbones ay pinalalakas ng hydrogen bonds.
Sa pag-aaral ng molecular na batayan ng pagmamana at pagkakaiba-iba, ang mga gawa ni Chargaff ay partikular na kahalagahan. Inialay ng siyentipiko ang kanyang sarili sa pag-aaral ng mga nucleotide na nasa istruktura ng nucleic acid. Tulad ng posibleng ibunyag, ang bawat naturang elemento ay nabuo ng mga base ng nitrogen, mga residu ng posporus, asukal. Ang pagsusulatan ng molar na nilalaman ng thymine, adenine ay ipinahayag, ang pagkakapareho ng parameter na ito para sa cytosine at guanine ay itinatag. Ipinapalagay na ang bawat nalalabi sa thymine ay may ipinares na adenine, at para sa guanine ay mayroong cytosine.
Pareho pero ibang-iba
Pag-aaral ng mga nucleic acid bilang batayan ng pagmamana, natukoy ng mga siyentipiko na ang DNA ay kabilang sa kategorya ng polynucleotides na nabuo ng maraming nucleotides. Ang pinaka-hindi mahuhulaan na mga pagkakasunud-sunod ng mga elemento sa isang chain ay posible. Theoretically, ang serial diversity ay walangmga paghihigpit. Ang DNA ay may mga partikular na katangian na nauugnay sa mga ipinares na pagkakasunud-sunod ng mga bahagi nito, ngunit ang pagpapares ng base ay nangyayari ayon sa mga batas ng biyolohikal at kemikal. Binibigyang-daan ka nitong paunang tukuyin ang mga pagkakasunud-sunod ng iba't ibang chain. Ang kalidad na ito ay tinatawag na complementarity. Ipinapaliwanag nito ang kakayahan ng isang molekula na ganap na magparami ng sarili nitong istraktura.
Nang pinag-aaralan ang heredity at variability sa pamamagitan ng DNA, natuklasan ng mga scientist na ang mga strand na bumubuo sa DNA ay ang mga template para sa pagbuo ng mga complementary blocks. Para maganap ang isang reaksyon, ang molekula ay nag-unwind. Ang proseso ay sinamahan ng pagkasira ng mga bono ng hydrogen. Ang mga base ay nakikipag-ugnayan sa mga pantulong na bahagi, na humahantong sa pagbuo ng mga partikular na bono. Matapos maayos ang mga nucleotide, nangyayari ang cross-linking ng molekula, na humahantong sa paglitaw ng isang bagong pagbuo ng polynucleotide, ang pagkakasunud-sunod ng mga bahagi nito ay paunang natukoy ng panimulang materyal. Ganito lumilitaw ang dalawang magkaparehong molekula, puspos ng magkaparehong impormasyon.
Replica: isang tagagarantiya ng pananatili at pagbabago
Inilalarawan sa itaas ay nagbibigay ng ideya sa pagpapatupad ng pagmamana at pagkakaiba-iba sa pamamagitan ng DNA. Ang mekanismo ng pagtitiklop ay nagpapaliwanag kung bakit ang DNA ay naroroon sa bawat organikong selula, habang ang chromosome ay isang natatanging organoid na nagre-reproduce sa dami at qualitatively na may natatanging katumpakan. Ang pamamaraang ito ng tunay na pamamahagi ay hindi magagawa hanggang sa ang katunayan ng dobleng helical na pantulong na istraktura ng molekula ay naitatag. Si Crick, Watson, na dati nang ipinapalagay kung ano ang molekular na istraktura, ay naging ganap na tama, bagaman sa paglipas ng panahon ang mga siyentipiko ay nagsimulang mag-alinlangan sa kawastuhan ng kanilang pananaw sa proseso ng pagtitiklop. Sa una, pinaniniwalaan na ang mga spiral mula sa isang kadena ay lilitaw nang sabay-sabay. Ang mga enzyme na nagpapagana ng molecular synthesis sa laboratoryo ay kilala na gumagana lamang sa isang direksyon, iyon ay, unang lumitaw ang isang chain, pagkatapos ay ang pangalawa.
Ang mga modernong paraan ng pag-aaral ng pagmamana ng tao ay naging posible upang gayahin ang hindi tuloy-tuloy na pagbuo ng DNA. Ang modelo ay lumitaw sa ika-68. Ang batayan para sa kanyang panukala ay eksperimental na gawain gamit ang Eisheria coli. Ang may-akda ng gawaing siyentipiko ay itinalaga kay Orzaki. Ang mga modernong espesyalista ay may tumpak na data sa mga nuances ng synthesis na may kaugnayan sa eukaryotes, prokaryotes. Mula sa genetic molecular fork, nangyayari ang pagbuo sa pamamagitan ng pagbuo ng mga fragment na pinagsasama-sama ng DNA ligase.
Ang mga proseso ng synthesis ay ipinapalagay na tuloy-tuloy. Ang replicative reaction ay nagsasangkot ng maraming protina. Ang pag-unwinding ng molekula ay nangyayari dahil sa enzyme, ang pangangalaga ng estadong ito ay ginagarantiyahan ng destabilizing protein, at ang synthesis ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng polymerase.
Bagong data, bagong teorya
Gamit ang mga makabagong pamamaraan ng pag-aaral ng pagmamana ng tao, natukoy ng mga eksperto kung saan nagmumula ang mga error sa pagtitiklop. Ang paliwanag ay naging posible kapag ang tumpak na impormasyon tungkol sa mga mekanismo ng pagkopya ng mga molekula at ang mga partikular na katangian ng molekular na istraktura ay naging available. Ipinapalagay ang scheme ng pagtitikloppagkakaiba-iba ng mga molekula ng magulang, na ang bawat kalahati ay kumikilos bilang isang matrix para sa isang bagong kadena. Ang synthesis ay natanto dahil sa mga bono ng hydrogen ng mga base, pati na rin ang mga elemento ng mononucleotide ng stock ng mga metabolic na proseso. Upang makabuo ng mga bono ng thiamine, adenine o cytosine, guanine, kinakailangan ang paglipat ng mga sangkap sa pormang tautomeric. Sa kapaligiran ng tubig, ang bawat isa sa mga compound na ito ay naroroon sa iba't ibang anyo; lahat sila ay tautomeric.
May mas malamang at hindi gaanong karaniwang mga opsyon. Ang isang natatanging tampok ay ang posisyon ng hydrogen atom sa molekular na istraktura. Kung ang reaksyon ay nagpapatuloy sa isang bihirang variant ng tautomeric form, ito ay nagreresulta sa pagbuo ng mga bono na may maling base. Ang DNA strand ay tumatanggap ng isang hindi tamang nucleotide, ang pagkakasunud-sunod ng mga elemento ay nagbabago nang matatag, ang isang mutation ay nangyayari. Ang mekanismo ng mutational ay unang ipinaliwanag ni Crick, Watson. Ang kanilang mga konklusyon ay bumubuo ng batayan ng modernong ideya ng proseso ng mutation.
mga feature ng RNA
Pag-aaral sa molecular na batayan ng pagmamana, hindi maaaring balewalain ng mga siyentipiko ang hindi gaanong mahalaga kaysa sa DNA nucleic acid - RNA. Ito ay kabilang sa pangkat ng polynucleotides at may pagkakatulad sa istruktura sa mga inilarawan kanina. Ang pangunahing pagkakaiba ay ang paggamit ng ribose bilang mga nalalabi na nagsisilbing pundasyon ng carbon backbone. Sa DNA, naaalala natin, ang papel na ito ay ginampanan ng deoxyribose. Ang pangalawang pagkakaiba ay ang thymine ay pinalitan ng uracil. Ang sangkap na ito ay kabilang din sa klase ng pyrimidines.
Sa pag-aaral ng genetic na papel ng DNA at RNA, unang natukoy ng mga siyentipiko ang medyohindi gaanong mga pagkakaiba sa mga istrukturang kemikal ng mga elemento, ngunit ang karagdagang pag-aaral ng paksa ay nagpakita na ang mga ito ay gumaganap ng isang napakalaking papel. Itinutuwid ng mga pagkakaibang ito ang biological significance ng bawat molekula, kaya hindi pinapalitan ng nabanggit na polynucleotides ang isa't isa para sa mga buhay na organismo.
Karamihan sa RNA ay nabuo sa pamamagitan ng isang strand, naiiba ang laki sa bawat isa, ngunit karamihan sa kanila ay mas maliit kaysa sa DNA. Ang mga virus na naglalaman ng RNA ay may sa kanilang istraktura tulad ng mga molekula na nilikha ng dalawang hibla - ang kanilang istraktura ay mas malapit hangga't maaari sa DNA. Sa RNA, ang genetic data ay naipon at ipinasa sa pagitan ng mga henerasyon. Ang iba pang mga RNA ay nahahati sa mga functional na uri. Ang mga ito ay nabuo sa mga template ng DNA. Ang proseso ay na-catalyze ng RNA polymerases.
Impormasyon at pagmamana
Ang modernong agham, na pinag-aaralan ang mga molecular at cytological na pundasyon ng pagmamana, ay natukoy ang mga nucleic acid bilang pangunahing bagay ng akumulasyon ng genetic na impormasyon - ito ay pantay na nalalapat sa lahat ng nabubuhay na organismo. Sa karamihan ng mga anyo ng buhay, ang DNA ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang data na naipon ng molekula ay pinatatag ng mga pagkakasunud-sunod ng nucleotide na muling ginawa sa panahon ng paghahati ng cell ayon sa isang hindi nagbabagong mekanismo. Ang molecular synthesis ay nagpapatuloy sa paglahok ng mga sangkap ng enzyme, habang ang matrix ay palaging ang dating nucleotide chain, na materyal na naipapasa sa pagitan ng mga cell.
Minsan ang mga mag-aaral sa balangkas ng biology at microbiology ay binibigyan ng solusyon ng mga problema sa genetics para sa isang visual na pagpapakita ng mga dependency. Ang mga molecular base ng heredity sa naturang mga problema ay itinuturing na may kaugnayan sa DNA,pati na rin ang RNA. Dapat tandaan na sa kaso ng isang molekula na ang genetika ay naitala ng RNA mula sa isang helix, ang mga proseso ng reproduktibo ay nagpapatuloy ayon sa isang pamamaraan na katulad ng inilarawan kanina. Ang template ay RNA sa isang form na maaaring kopyahin. Lumilitaw ito sa cellular na istraktura dahil sa nakakahawang pagsalakay. Ang pag-unawa sa prosesong ito ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko na pinuhin ang kababalaghan ng gene at palawakin ang base ng kaalaman tungkol dito. Naiintindihan ng klasikal na agham ang gene bilang isang yunit ng impormasyong ipinadala sa pagitan ng mga henerasyon at ipinahayag sa gawaing pang-eksperimento. Ang gene ay may kakayahang mutasyon, na pinagsama sa iba pang mga yunit ng parehong antas. Ang phenotype na taglay ng isang organismo ay eksaktong ipinaliwanag ng gene - ito ang pangunahing tungkulin nito.
Sa agham, ang gene bilang isang functional na batayan ng pagmamana ay una ring isinasaalang-alang bilang isang yunit na responsable para sa recombination, mutation. Sa kasalukuyan, mapagkakatiwalaan na kilala na ang dalawang katangiang ito ay responsibilidad ng pares ng nucleotide na kasama sa DNA. Ngunit ang function ay ibinibigay ng isang nucleotide sequence ng daan-daan at kahit libu-libong mga yunit na tumutukoy sa mga chain ng protina ng amino acid.
Mga protina at ang kanilang genetic na papel
Sa modernong agham, ang pag-aaral sa pag-uuri ng mga gene, ang mga molecular base ng heredity ay isinasaalang-alang mula sa punto ng view ng kahalagahan ng mga istruktura ng protina. Ang lahat ng nabubuhay na bagay ay bahagyang nabuo ng mga protina. Ang mga ito ay itinuturing na isa sa mga pinakamahalagang sangkap. Ang protina ay isang natatanging pagkakasunud-sunod ng amino acid na lokal na nagbabago kapagpagkakaroon ng mga salik. Kadalasan mayroong dalawang dosenang uri ng mga amino acid, ang iba ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme mula sa pangunahing dalawampu.
Ang pagkakaiba-iba ng mga katangian ng protina ay nakasalalay sa pangunahing molecular structure, ang amino acid polypeptide sequence na bumubuo sa protina. Ang mga eksperimento na ginawa ay malinaw na nagpakita na ang amino acid ay may mahigpit na tinukoy na lokalisasyon sa DNA nucleotide chain. Tinawag ito ng mga siyentipiko na mga parallel ng mga elemento ng protina at mga nucleic acid. Ang phenomenon ay tinatawag na colinearity.
Mga feature ng DNA
Ang Biochemistry at genetics, na nag-aaral sa molecular na batayan ng heredity, ay mga agham kung saan binibigyang pansin ang DNA. Ang molekula na ito ay inuri bilang isang linear polymer. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang tanging pagbabagong magagamit sa istraktura ay ang pagkakasunud-sunod ng nucleotide. Responsable ito sa pag-encode ng sequence ng mga amino acid sa protina.
Sa mga eukaryote, ang DNA ay matatagpuan sa cell nucleus, at ang pagbuo ng protina ay nagaganap sa cytoplasm. Ang DNA ay hindi gumaganap ng papel ng isang template para sa proseso ng pagbuo ng protina, na nangangahulugan na ang isang intermediate na elemento ay kinakailangan na responsable para sa transportasyon ng genetic na impormasyon. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang tungkulin ay itinalaga sa template ng RNA.
Gaya ng ipinakita ng gawaing siyentipiko na nakatuon sa mga molecular base ng pagmamana, inililipat ang impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA. Ang RNA ay maaaring magdala ng data sa protina at DNA. Ang protina ay tumatanggap ng data mula sa RNA at ipinapadala ito sa parehong istraktura. Walang direktang ugnayan sa pagitan ng DNA at mga protina.
Geneticimpormasyon: ito ay kawili-wili
Tulad ng ipinakita ng mga siyentipikong gawa na nakatuon sa mga molecular base ng heredity, ang genetic data ay inert na impormasyon na natanto lamang sa pagkakaroon ng panlabas na pinagmumulan ng enerhiya at materyal na gusali. Ang DNA ay isang molekula na walang ganoong mapagkukunan. Ang cell ay tumatanggap ng kung ano ang kailangan nito mula sa labas sa pamamagitan ng mga protina, pagkatapos ay magsisimula ang mga reaksyon ng pagbabago. Mayroong tatlong mga landas ng impormasyon na nagbibigay ng suporta sa buhay. Ang mga ito ay konektado sa isa't isa, ngunit independyente. Ang genetic na data ay namamana na ipinadala sa pamamagitan ng pagtitiklop ng DNA. Ang data ay naka-encode ng genome - ang stream na ito ay itinuturing na pangalawa. Ang pangatlo at pangwakas ay mga nutritional compound na patuloy na tumagos sa cellular structure mula sa labas, na nagbibigay dito ng enerhiya at mga sangkap na bumubuo.
Kung mas mataas ang istraktura ng organismo, mas maraming elemento ng genome. Ang magkakaibang gene set ay nagpapatupad ng impormasyong naka-encrypt dito sa pamamagitan ng mga coordinated na mekanismo. Tinutukoy ng cell na mayaman sa data kung paano ipatupad ang mga indibidwal na bloke ng impormasyon. Dahil sa kalidad na ito, ang kakayahang umangkop sa mga panlabas na kondisyon ay tumataas. Ang magkakaibang genetic na impormasyon na nakapaloob sa DNA ay ang pundasyon ng synthesis ng protina. Ang genetic control ng synthesis ay isang teorya na binuo nina Monod at Jacob noong 1961. Kasabay nito, lumitaw ang modelo ng operon.
