Самоподвоєння і функції ДНК
а) Самоподвоєння (реплікація, або редуплікація) молекули ДНК відбувається в інтерфазі перед поділом клітини. Це основа передачі спадкової інформації від материнської клітини до дочірньої на основі принципу комплементарності, ідентичне подвоєння генетичного матеріалу. При реплікації на базі однієї молекули дволанцюгової ДНК утворюються дві дволанцюгові молекули, які ідентичні одна одній та первинній молекулі. Це забезпечує значну постійність видів у природі. • Реплікація починається з того, що в середовищі, де є вільні нуклеотиди, подвійна спіраль ДНК тимчасово розкручується під дією ферменту ДНК-нуклеази. Кожний одинарний ланцюг за принципом комплементарності (А і Т, Г і Ц) притягує і закріплює водневими зв'язками вільні нуклеотиди клітини. Фермент даного процесу - ДНК-полімераза використовує енергію АТФ. • При цьому кожний полінуклеотидний ланцюг виконує роль матриці для нового комплементарного ланцюга. В результаті одержуються дві молекули ДНК, у кожної з яких одна половина походить від материнської молекули, а друга є заново синтезованою. Швидкість реплікації у прокаріот близько 1000 нуклеотидів за секунду, в еукаріот- 100 нуклеотидів. • Найважливіша особливість реплікації ДНК - її висока точність, яка забезпечується спеціальним комплексом білків. Проте бувають випадки, коли змінюється послідовність нуклеотидів в молекулі ДНК- генетична помилка, яка називається мутацією. • Явище розриву водневих зв'язків між комплементарними нітратними основами ДНК можливе під дією кислот, лугів, нагрівання тощо і називається денатурацією. Процес відновлення порушень, що виникають у молекулах ДНК внаслідок денатурації, називають ренатурацією. • Для ДНК хромосом еукаріот характерною є третинна структура - суперспіраль, зумовлена взаємодією між ДНК і ядерними білками - гістонами. Така лінійна ДНК має форму видовженої компактно скрученої молекули. Наприклад, довжина ДНК найбільшої хромосоми людини дорівнює 8 см, але вона скручена так, що вміщується у хромосомі завдовжки 5 нм. • Структура ДНК більшості прокаріот, деяких вірусів, мітохондрій і хлоропластів еукаріот має вигляд кільця.
б) ДНК виконує такі функції: є хімічною основою хромосомного генетичного матеріалу (гена); бере участь у синтезі ДНК та РНК; несе інформацію про структуру білків. • Ген - ділянка молекули ДНК, у якій закодована інформація про структуру одного поліпептидного ланцюга або білка. Генетичну інформацію визначає послідовність основ молекули ДНК. Три нуклеотиди в ланцюгу ДНК кодують одну амінокислоту (триплетний код). • Гени містять всю генетичну інформацію клітини і служать матицею для синтезу клітинних білків.
|
