МОЛЕКУЛЯРНА БІОЛОГІЯ І ГЕНЕТИКА

Генетика - наука, яка вивчає закономірності спадковості і мінливості на всіх рівнях організації живої матерії.

Збереження спадкової інформації та її реалізація на молекулярному рівні відбувається за класичною схемою: ген білок фермент біохімічна реакція ознака.

Тому для вивчення спадковості та мінливості на молекулярному рівні необхідне знання молекулярних механізмів генетичних процесів, структури і функції білків, нуклеїнових кислот, а також їх синтезу. Це питання розглядають такі галузі природознавства як молекулярна біологія та молекулярна генетика.

Відомо, що матеріальними носіями спадковості є нуклеїнові кислоти: ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) – носій генетичної інформації у багатьох вірусів, про- і еукаріотичних клітин; РНК (рибонуклеїнова кислота) — носій генетичної інформації у певної групи вірусів, водночас з цією нуклеїновою кислотою у всіх живих систем пов'язані процеси переносу і реалізації генетичної інформації.

Нуклеїнові кислоти є біополімерами, мономерними ланками яких є нуклеотиди. Нуклеотиди складаються з трьох компонентів: азотиста основа, вуглевод пентоза (рибоза для РНК і дезоксирибоза для ДНК), залишок фосфорної кислоти. Азотисті основи в нуклеїнових кислотах здебільшого присутні у вигляді двох пуринових похідних: аденіну (А) і гуаніну (Г) і трьох піримідинових – цитозину (Ц), тиміну (Т) і урацилу (У). До складу одного нуклеотиду входить тільки одна азотиста основа, яка і визначає назву цього нуклеотиду.

Структура ДНК відкрита у 1953 році Дж. Уотсоном і Ф. Кріком і являє собою подвійну спіраль, тобто спіраль із двох полінуклеотидних ланцюгів, розміщених симетрично відносно однієї і тієї ж осі. До складу ДНК входить чотири такі нуклеотиди: аденіловий (А), гуаніловий (Г), цитидиловий (Ц), тимідиловий (Т). Послідовне з'єднання нуклеотидів у полінуклеотидний ланцюг здійснюється за рахунок вуглеводно-фосфатних зв'язків, а з’єднання полінуклеотидних ланцюгів між собою – за рахунок водневих зв'язків, які виникають між протилежно розміщеними комплементарними азотистими основами: А - Т – два водневі зв'язки; Ц – Г – три водневі зв'язки.

Основні функції ДНК еукаріот: зберігання спадкової інформації, реалізація спадкової інформації, передача спадкової інформації.