Прежде чем рассмотреть виды переноса генетической информации, следует подчеркнуть, что они основываются на матричном механизме синтеза (воспроизведение) новых молекул. Это означает, что для синтеза новой ДНК или РНК необходимы соответствующие матрицы. Точность копирования обеспечивается правилом комплементарности азотистых оснований, согласно которому происходит спаривание А с Т в ДНК (или В в РНК) и Г с Ц. Благодаря этому порядок чередования нуклеотидов в каждом новом полену-клеотидному цепи является комплементарным матрицы. Матричный синтез позволяет очень быстро, экономно и с большой точностью (а это очень важно, поскольку речь идет о наследственные свойства) воспроизводить генетическую информацию, которая свойственна клетке.

 

Стоит отметить три вида переноса генетической информации, имеющиеся на различных уровнях организации живой материи:

 

1. Репликация (самоудвоения, копирования). Это перенос генетической информации в пределах одного класса нуклеиновых кислот: в основном от ДНК к ДНК или у некоторых вирусов от РНК к РНК. Имеет место только при делении клетки (на стадии S-фазы митотического цикла) и размножение вирусов и сопровождается репликацией всей молекулы ДНК или РНК. Молекула ДНК расплетается, и на ее одиночных цепях в результате репликации образуются точные копии исходной ДНК, то есть синтезированные ДНК похожи друг на друга и на исходную материнскую, следовательно наследственная информация хранится.

 

Таким образом, вследствие репликации из одной молекулы образуются две новые совершенно одинаковые молекулы ДНК: одна из них остается в материнской клетке, а другая переходит в дочернюю.

 

Возможна также репликация отдельных фрагментов ДНК, которая называется амплификацией.

 

2. Транскрипция (переписывание). Это перенос генетической информации между различными классами нуклеиновых кислот: ДНК ^ РНК. В отличие от репликации происходит копирование не всей молекулы ДНК, а только ее отдельных фрагментов (цистрона). При транскрипции образуются различные виды РНК (мРНК, тРНК, рРНК), участвующие в биосинтезе белка. Цистрона ДНК содержат информацию о структуре всех типов РНК и о структуре всех белков данного вида организма.

 

Различают транскрипцию прямую (от ДНК к РНК) и обратную (от РНК к ДНК). Подробнее прямая транскрипция рассматриваться далее. Обратную транскрипцию впервые было установлено для РНК-содержащих он-когенних вирусов, и обеспечивается она специальным ферментом - обратной транскриптазой, или ревертаза. Сначала в матрице РНК вируса с помощью этого фермента присоединяются комплементарно дезоксирибонуклеозидтрифосфати и синтезируется одна цепь ДНК. При этом образуется гибридная объединенная молекула РНК-ДНК. Затем фермент РНКаза Н удаляет рибонуклеотидний цепь с гибридной молекулы, а на цепи ДНК комплементарно в присутствии фермента ДНК-полимеразы осуществляется синтез второй цепи ДНК. Образована ДНК (копия вирусной РНК) встраивается в ДНК клет-ни-хозяина и вызывает опухолевую трансформацию клетки.

 

3. Трансляция (перевод) осуществляется между различными классами макромолекул - генетическая информация передается от мРНК до белка, т.е. происходит перевод информации с «языка» нуклеотидной последовательности нуклеиновых кислот на «язык» аминокислотной последовательности белка. Трансляция может быть только прямой. Направление переноса генетической информации от ДНК через РНК к белку называется центральным постулатом молекулярной генетики. Согласно ним не возможен перенос информации от белка к РНК, но возможно от РНК к ДНК.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+