Тұқым қуалау ақпараты және оның жасушада жүзеге асырылуы

Тұқым қуалау ақпараты және оның жасушада жүзеге асырылуы — беру генетикалық ақпарат генетикалық белгілері) бір буынды организмдердің басқа[1]. Негізінде мұрагерлік жатыр процестер бөліну, біріктіру және бөлу генетикалық материалды, сондықтан тұқым қуалау заңдылықтары әр түрлі организмдердің тәуелді ерекшеліктерін және осы процестердің[2].

Байланысты оқшаулау гендердің клеткадағы эукариот ажыратады ядролық және цитоплазматическое мұрагерлік. Өз кезегінде ядролық мұрагерлік деп бөлуге болады. аутосомное және сцепленное еденмен. Негізінде сипаттағы көріністері белгілерін гетерозиготе бөледі, сондай-ақ мұрагерлік толық және толық емес доминированием. Ажыратады, сондай-ақ тәуелді еденнен мұрагерлік (белгілері, проявляющихся жеке тұлғалардың әртүрлі дарақ жынысы әр түрлі), сондай-ақ шектеулі еденнен мұрагерлік[2]. Соңғы уақытта бөледі, сондай-ақ эпигенетическое мұраға қалдыру, ол анықтайды заңдылықтары мұрагерлік импринтируемых гендердің мен белгілері анықталатын генами инактивируемой Х-хромосоманың бар дарақтардың әйел жынысты.

Прокариоттардың және вирустардың бақылайды өзге де заңдар және түрлері мұрагерлік.

Құбылыс нехромосомного мұрагерлік, әйтпесе деп аталатын цитоплазматическим наследованием, негізінен алғанда, екі жасушалық органеллами, локализованными в цитоплазме: митохондриями және хлоропластами бар өсімдіктер. Хлоропласты және митохондрии бар өзіндік ДНҚ, қырына аздаған гендердің, өмірлік жұмыс істеуі үшін қажетті жасушалар[4].

Цитоплазматические гендер тұқым қуалау ақпараты ерекшеленеді ядролық бірнеше параметрлер бойынша. Біріншіден, цитоплазматические гендер бар жүздеген және мың көшірмелерінің әрбір торда, себебі клеткадағы мүмкін көптеген органелл, олардың әрқайсысы құрамында бірнеше молекулалардың ДНК. Екіншіден, гендер органелл тарайды бөлу кезінде жасушаның бойынша еншілес жасушаларға мүлдем кездейсоқ мағынасында санының көшірмелерін, және мағынасында аллельного құрамы. Үшіншіден, цитоплазматические гендер беріледі, әдетте, тек арқылы гаметы бір ғана ата-ана, көбінесе, әйелдер гаметы. Төртіншіден, цитоплазматические гендер өте сирек рекомбинируют және рекомбинации процесі ДНК тұқым қуалау органелл сипатталған үшін ғана соматикалық жасушалар. Бесіншіден, цитоплазматические гендер мүмкін реплицироваться бірнеше рет бір жасушалық цикл[5].

Цитоплазматическая ДНК болуы мүмкін жай-күйі гетероплазмии кезде бір органелле, торда, органда немесе организмде сосуществуют бірнеше цитоплазматических гендердің күйде немесе гомоплазмии, ол кезде байқалады айырмашылықтар бойынша цитоплазматическим генам.

Тетігінің болмауы реттелген бөлу цитоплазматических гендердің бойынша еншілес жасушаларға кезінде делениях анықтайды екі негізгі сипаттамалары беру цитоплазматических гендердің: бір жағынан, белгілері, кодируемых ДНК органелл, тән жиі расщепление «митозе; және, екінші жағынан, оларға тән болмауы ыдырату немесе тұрақсыз расщепление» мейозе[4].

Құбылыс нехромосомного (внехромосомного, внеядерного, цитоплазматического) мұрагерлік ашылған 1909-1910 жылы неміс зерттеушілер Карл Корренсом және Эрвином Бауром. 1909 жылы К. Корренс, — деп өткенде декоративтік өсімдіктер Mirabilis jalapa (ночная красавица) ол тауып, бұл бояу жапырағы (жасыл немесе ала) мұраға қалдырылған бойынша Менделю және тәуелді аналық өсімдіктер. Қарамастан оған сол журналының Э. Баур мақала жариялады, онда сондай-ақ описывал неменделевское мұрагерлік белгілері кезінде скрещивании пестролистных өсімдік герань Pelargonium байланысты, болжам бойынша Э. Баура, наследованием пластид ана мен отцовской линии[6]. 1910 жылы Э. Баур нәтижелерін жариялады эксперименттердің пестролистными өсімдіктер львиного аңқа Antirrhinum majus, мұрагерлік түс қашып кету болды ғана аналық. Э. Баур дал дұрыс түсіндірілуі құбылыстар неменделевского мұрагерлік пестролистности, есептей, не хлоропласты және ядро жасушада жүзеге асуы көтереді тұқым қуалайтын факторлар, қабілетті мутировать, ал митозе пластиды бөлінеді кездейсоқ

Үшін митохондриальной ДНК (мтДНК) тән однородительское мұраға қалдыру, және көп жағдайда зигота алады, өзінің барлық митохондрии анадан. Бар тетіктері, олар іс жүзінде толығымен алдын алады беруді отцовских митохондриялар, ұрпаққа. Кейбір бар бұл ережеден ерекше жағдайлар. Кейбір топтарда өсімдіктер мен тұқым қуалау ақпараты туралы саңырауқұлақтар табылды мұрагерлік митохондриялар жылғы екеуінің де ата-аналық ағзалар. Кейбір түрлерінің двустворчатых ұлулар отцовские митохондрии мұраға қалдырылады жасушалары зародышевого жолдары, ал соматикалық клеткалар алады мтДНК анадан, мұндай мұрагерлік айтуға болады қос однородительским наследованием[7].

У сүтқоректілердің митохондрии беріледі қатаң нағашы, кейін ұрықтандыру митохондрии сперматозоидтың аналық жойылады сатысында ұсақтау. «Яйцеклетке 150-200 мың митохондриялар саны мтДНК ауытқиды шамамен сол диапазонында. Бұл ретте әрбір митохондрия в яйцеклетке құрамында бір-екі молекулалар мтДНК. Болуы, тек бір-екі молекулалардың мтДНК » митохондрии қамтамасыз етеді жарқын фенотипическое көрінісі оның мутациялар. Бәлкім, бұл мүмкіндік береді ерте даму сатыларында тазалау пул тұқым қуалау ақпараты митохондриялар жылғы ақаулы собратьев, узнаются, жойылады арнайы жасушада жүзеге асуы жасушалық құрылымдар — митофагами, играющими жасушадағы рөлі мусорщиков[8]. Осылайша, сүтқоректілердің гетероплазмия тіпті бейтарап мутациям » мтДНК жеткілікті тез, ішінде считанных ұрпақ, жұмыстан кетсе гомоплазмией[9]. Бұл мүмкіндік берді ұсынуды тұжырымдамасын өту мтДНК арқылы бутылочное горлышко бір даму сатыларын. Шын мәнінде, кейін тұқым қуалау ақпараты  ұрықтандыру зиготические бөлу емес, ұштасуда делениями митохондриялар, нәтижесінде саны митохондриялар арналған тор төмендейді 200 мың яйцеклетке дейін 5 мың торды да бластоцисте[9]. Имплантациялау кейін, әрі қарай дифференцировка жасушалар, обособляются алғашқы жыныс жасушалары, гоноциты, онда байқалады ең аз саны митохондриялар арналған тор — 10. Осылайша, митохондрии, қалыптастыруға қатысады предшественников жыныс жасушалары құрайды, тек аз бөлігі (0.01 %) барлығы бастапқы пулын митохондриялар зиготы. Күрт санын азайту митохондриялар (шамамен 20 мың рет) клеткадағы қатты қысқарады алуан мтДНК, ал бірге тетігі жою ақаулы митохондриялар бұл беруді қамтамасыз етуі тиіс келесі ұрпаққа тек дұрыс жұмыс істейтін митохондриялар.

Сақталатын ДНҚ генетикалық ақпарат жүзеге асырылуда процесінде биосинтезі ақуыз.

ДНҚ ядрода шоғырланған клеткалар, белоктар синтезделінеді в цитоплазме арналған рибосомах. Үшін ақуыз биосинтез жеткізу керек генетикалық ақпаратты ядросының жасушалары — рибосомам. Делдал рөлін беруді қамтамасыз ететін генетикалық ақпарат ядросының жасушалары — рибосомам орындайды, матрицалық, немесе информациялық, РНҚ (мРНК немесе иРНК).

Осыдан кейін әрбір тізбектердің қағидатына сәйкес комплементарности көмегімен сутекті байланыстар қосылады бос дезоксиклеоидтрифосфаты. Олар ғана емес, құрылыс материалы үшін биосинтез жаңа ДНҚ тізбегінің, бірақ сондай-ақ көзі болып табылады энергия үшін қажетті процесінің репликаций.

Жаңа полинуклеотидной тізбегі жүреді, нәтижесінде сериясы реакциялардың көшіру жылғы дезоксирибонуклеозид-трифосфатов қалдықтарын дезоксирибонуклеотидов қосылатын үшінші бұған көміртек қант шеткі нуклеотида өсіп келе жатқан тізбектің барысында осы реакциялардың бөлінеді молекулалар пирофосфорной қышқылы (Н4Р207). Ағуы процесін қамтамасыз етеді фермент ДНҚ-полимераза.

Нәтижесінде репликация процесінің бір ДНК молекулалары өнімділігі оның екі дәлме-дәл көшірмесі, әрі бір тізбектің әрбір жаңадан түзілген молекулалардың ДНК жүреді бастапқы молекулалар, ал басқа синтезируется. Мұндай механизм биосинтез ДНҚ деп атайды полуконсервативным.

Аяқталғаннан кейін репликация клетка бөлінеді. Осылайша, генетикалық ақпарат беріледі мұрагерлік бойынша бір аналық жасуша екі еншілес.

Процесінде репликация әрбір тізбек аналық ДНҚ қызмет етеді матрицамен (лат. «matrix» — аналық) биосинтез жаңа тізбектердің еншілес ДНҚ. Мұндай принцип синтезінің матрицалық деп атайды. Матрицалық принципін биосинтез жатыр, сондай-ақ негізінде іске асыру процесін генетикалық ақпарат.

Матрицалық РНҚ білдіреді полинуклеотидные тізбегін бастап молекулярными республикада ақпан 150 мың мен 5 миллион дальтон. Олар синтезделінеді ядросында жасушалар. Барысында биосинтез мРНК генетикалық ақпарат «қайта жазылады» шағын учаскесінің ДНК қамтитын бір немесе бірнеше гендердің, молекула бар мРНК. Синтезі матрицалық РНҚ-ға значащей жіпті ДНК атауын алды транскрипция (лат. «transcriptio» — переписывание).

Процесі транскрипциясы генетикалық ақпарат сходен процесіне репликация ДНК. Биосинтезі мРНК начицается с расплетания қос спиральді ДНҚ арналған шағын учаскесінде.

Еркін рибонуклеозидтрифосфаты көмегімен Сутекті байланыстар қосылады нуклеотидам расплетенного учаскесінің ДНК принципіне сәйкес комплементарности азотты негіздер.

Білім мРНК арқылы жүргізіледі көшіру жылғы рибонуклеозидтрифосфатов қалдықтарын рибонуклеотидов үшінші атому көміртегі рибозы шеткі нуклеотида синтезируемой полинуклеотидной тізбектері. Бұл алшақтық Макроэргических байланыстарды молекулах рибонуклеозидтрифосфатов бөле отырып, пирофосфата қамтамасыз ететін процесс транскрипция қажетті энергиясымен. Биосинтезі мРНК физиологиялық фермент РНҚ-полимераза.

Үлкен рөлі процесінде транскрипциясын ойнайды арнайы белоктар, жұқалап және оның барысын реттейді.

Синтезированная процесінде мРНК транскрипциясын Түседі ядро клетка рибосому — цитоплазматическую серганеллу, химиялық табиғаты өкілдік ететін өзара нукдеопротеид — күрделі белок, небелковым құрамдас бөлігі болып табылатын рибонуклеин қышқылы.

РНҚ қатысатын құрудағы дене рибосомы («рибонуклеин қышқылы» + гр. «сома» — дене) деп атайды рибосомальными (рРНК). Рибосомы салынып, екі субчастиц — үлкен және кіші. Құруда олардың әрқайсысы қатысатын үлкен саны әр түрлі белоктар және әр түрлі рРНК. Молекулалық массасы рибосомальных РНҚ ауытқиды 55000 дейін 1600000 дальтон және одан да көп. РРНК синтезі, сондай-ақ мРНК синтездеу жүреді ядрода жасушаның бақыланады ДНК.

Матрицалық РНҚ бекітіледі рибосоме. Енді тұқым қуалау ақпараты және оның жасушада жүзеге асуы рибосоме қажет ойнату алынған ақпаратты, жазылған сөзді » нуклеотидной реттілігі мРНК четырехбуквенным «тілін» азотты негіздер, двадцатибуквенном «тілінде» түріндегі реттілігі амин қышқылдарының полипептидтік тізбек синтезируемого ақуыз. Аударма процесі генетикалық ақпарат «тілі» азотты негіздер «тіл» амин қышқылдары деп атайды трансляцияға (лат. «translation» — беру).

Жеткізуді амин қышқылдары — рибосомам қамтамасыз етеді көлік РНК (тРНК). Молекулярлық массасы тРНК салыстырмалы түрде көп емес және түрленеді шегінде 17000-ден 35000 дальтон. Синтезбен тРНК торда басқарады ДНК.

Процесс биосинтезі ақуыз энергетикалық шығындарды талап етеді. Үшін амин қышқылдары соединились бір-бірімен пептидной байланыспен, оларды іске қосу қажет. Амин есептеп жазылады да белсендіріледі қатысуымен АТФ және тРНК. Бұл реакциялар физиологиялық фермент аминоацил-тРНК-синтетаза.

Реакция активирования әрбір протеиногенных амин қышқылдарының катализируются өз аминоацил-тРНК-синтетазой.

Бұл ферменттер мүмкіндік береді аминокислотам және тРНК қатесіз білуге, бір-бірін. Нәтижесінде әр амин қышқылы қосылады және нақты тРНК. Көлік РНҚ деп атайды қосылатын аминокислоте, мысалы: валиновая тРНК, аланин тРНК, сериновая тРНК және т. б.

Полинуклеотидные тізбегінің тРНК бар кеңістіктік құрылымын, напоминающую нысан бойынша клеверный парағы. Біріне ұштарын және оның жасушада жүзеге асуы тРНК амин қышқылы қосылады. Басқа тарапқа тРНК молекуласының бір ілмектер «клеверного парағы» бар триплет нуклеотидтер, деп аталатын антикодоном. Бұл антикодон комплементарен біріне триплетов мРНК — кодону. Генетикалық код кодона сәйкес келеді аминокислоте, соединенной с тРНК иеленген, комплементарным антикодоном.

Кодоны » жетілген мРНК жүреді бірінен кейін бірі үздіксіз: олар бір-бірінен некодирующими учаскелерін және жабылады.

Аминоацил-тРНК дәйекті түседі рибосомы.

Мұнда кез арасындағы комплементарными антикодоном тРНК және кодоном мРНК туындайды сутекті байланыс. Бұл ретте аминогруппа кейіннен амин қышқылдары өзара іс-қимыл жасайды

Карбоксильной тобы алдыңғы амин білімі бар пептидной.

Синтез кез келген ақуыз торда әрқашан басталады N-аяғына дейін. Кейін білім арасындағы амин пептидной байланыс рибосома жылжиды бойымен тізбек мРНК бір кодон. Кезде рибосома жетеді учаскесінің мРНК бар бір «бессмысленных» триплетов — УАА, СЖҚҚБ немесе УГА, одан әрі синтездеу полипептидтік тізбектің етуге құқылы. Осы триплетов торда жоқ тРНК с комплементарными антикодонами. «Бессмысленные» триплеты орналасады соңында гена және көрсеткендей, синтездеу, осы ақуыз-бұл аяқтау қажет. Сондықтан бұл триплеты деп атайды терминирующими (лат. «terminalis» — түпкі). Процесі аяқталғаннан кейін тарату генетикалық кодтың полипептидная тізбек тастап рибосому қалыптастырады және өзінің кеңістіктік құрылымын, содан кейін ақуыз алатын қабілеті іске асыру, өзіне тән биологиялық функциялары. Іске асыру процесі генетикалық ақпараттың салдарынан транскрипция мен трансляция деп атайды экспрессией (лат. «expressio» — білдіру) гена.

Ақуыз биосинтезі торда ағады емес жеке рибосоме.

Матрицалық РНҚ байланысады, бір мезгілде бірнеше рибосомами, бұл ретте құрылады полирибосомальный кешені. Нәтижесінде торда жүреді синтезі бірнеше бірдей белок молекуласы.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *