2069

Роль ДНК как материального носителя наследственности

Доклад

Биология и генетика

Доказательства роли ДНК как материального носителя наследственности. Структура ДНК, объясняющая ее роль как материального носителя наследственности.

Русский

2013-01-06

38.18 KB

12 чел.

Доказательства роли ДНК как материального носителя наследственности. Структура ДНК, объясняющая ее роль как материального носителя наследственности.

Молекула ДНК была открыта И. Мишером (Швейцария, 1869) в клеточных ядрах. Позднее было установлено, что ДНК составляет основу хромосом ядра.

В 1943 году О. Т. Эвери, К. МакЛеод, М.МакКарти обнаружили, что ДНК, выделенная из вирулентного штамма бактерии Streptomyces pneumo-пше, переводила невирулентный штамм этой бактерии в вирулентную форму. Значит, ДНК, выделенная из вирулентного штамма, несет наследуемую генетическую информацию, дающую признак вирулентности; эта информация включается в ДНК невирулентных клеток реципиента.

Тщательный анализ ДНК самых различных организмов показал, что количественное соотношение отдельных оснований в молекуле ДНК варьирует в широких пределах, но при этом всегда сохраняется соотношение 1 : 1 между А и Г, с одной стороны, и Г и Ц - с другой.

Обобщив результаты многочисленных исследований молекул нуклеиновых кислот, Э.Чаргафф сформулировал следующие правила:

 1) препараты ДНК, полученные из разных тканей одного и того же вида, имеют одинаковый нуклеотидный состав;

2) нуклеотидный состав у разных видов неодинаков;

3) нуклеотидный состав ДНК у данного конкретного вида не меняется с возрастом организма;

4) число адениновых остатков в любой молекуле ДНК независимо от видовой принадлежности организма равно числу тиминовых остатков, а число гуаниновых остатков равно числу цитозиновых остатков.

Молекула ДНК, согласно модели Дж.Уотсона и Ф.Крика (Великобритания, 1953), представляет собой две полимерные цепочки, закрученные одна вокруг другой в виде спирали. Модель состоит из двух цепей ДНК, закрученных в спираль вправо вокруг одной оси с образованием двойной спирали

Оказалось, что две противоположно направленные (антипараллельные) (их 5'и 3'-межнуклеотидные мостики направлены в противоположные стороны) цепи ДНК спирально переплетаются; они удерживаются между собой азотистыми основаниями А―Т и Г—Ц. При этом пуриновые основания связаны слабыми водородными связями с пиримидиновыми основаниями. Этими же связями удерживаются вместе две цепи всей молекулы.

Аденин всегда связан с тимином (А + Т), а гуанин с цитозином (Г+Ц). Эти пары азотистых оснований, дополнительны (комплементарны) по отношению друг к другу. Дополнительны и обе цепочки молекул ДНК. Схематически молекула ДНК может быть изображена в виде винтовой лестницы, ступени которой — это пары азотистых оснований, а боковые стороны — молекулы дезоксирибозы и фосфорной кислоты.

Расстояние между нуклеотидами 3,4 А, диаметр двойной спирали равен 20 А.

Один полный оборот спирали включает 10 нуклеотидов и занимает расстояние 34 А.

Молекула ДНК на всем протяжении состоит из параллельных нитей и имеет поперечник, равный 20А. Это возможно только благодаря тому, что пуриновые основания, имеющие длину кольца 12 А, соединяются с пиримидиновыми основаниями с длиной кольца 8 А.

С помощью модели Уотсона — Крика удалось объяснить многие важные биологические свойства ДНК, эта модель общепризнанна.

Одно из важнейших свойств ДНК — это способность ее к самоудвоению (репликации). В течение двух клеточных поколений ДНК хромосом Еscherichia coli метили радиоактивным изотопом водорода — тритием (3Н-тимидином). На полученных радиоавтографах были видны нити ДНК в момент раскручивания (V-образная форма) и образование новых двойных цепей.

Убедительные доказательства самокопирования ДНК были также получены в опытах с выращиванием бактерий в среде, содержащей тяжелый азот (15N). В азотистых основаниях ДНК таких бактерий через некоторое время обычный азот 14N был полностью заменен изотопом 15N. Тогда бактерии, содержащие тяжелую ДНК, переносили в среду с 14N, где они некоторое время росли. Очевидно, на этой среде вновь синтезированная ДНК бактерий должна содержать обычный азот 14N и быть легкой. Исходя из гипотезы Уотсона — Крика о репликации ДНК путем разделения цепей, можно было предполагать, что плотность молекулы ДНК в различных генерациях бактерий будет неодинаковой.

В первом поколении потомство перенесенных бактерий должно иметь ДНК средней плотности, так как ее молекулы «гибридные»: они состоят из одной тяжелой и одной легкой цепей. ДНК, выделенная из бактерий второго поколения, должна представлять собой смесь молекул двух плотностей. Та половина ДНК, которая составлена из двух легких цепей, должна иметь нормальную плотность, а та, в состав которой вошла одна тяжелая и одна легкая цепь, должна быть полутяжелой.

ДНК из бактерий второго поколения была путем центрифугирования разделена на две фракции: одна из них в сравнении с тяжелой родительской действительно оказалась легкой, вторая — полутяжелой.

Таким образом, поведение ДНК в точности соответствовало предсказаниям, сделанным на основе гипотезы Уотсона — Крика.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36592. ТЕОРІЯ СИСТЕМ І СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ 1.09 MB
  Поняття інформаційної системи. Модель організації як відкритої системи. Сучасні організації підприємства корпорації інтегровані в системи міжнаціональних економічних зв’язків у транснаціональні компанії в інформаційні системи що обслуговують світовий ринок.
36593. ЦИФРОВА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ 2.83 MB
  Математичні основи цифрової техніки Відображення інформації у ЦТ Системи числення та кодування Двійкова арифметика Основні поняття та закони булевої алгебри Функції алгебри логіки Форми зображення логічних функцій Мінімізація логічних функцій Структурна реалізація логічних функцій Схемотехніка цифрових пристроїв Цифрові сигнали форми їх зображення Основні параметри і характеристики цифрових мікросхем Розширювачі на логічних елементах Збільшення...
36594. ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 109.5 KB
  Обсяг навчального часу для вивчення дисципліни Цивільний захист визначений державними вимогами спільний наказ Міністерства освіти і науки України Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи та Державного комітету України з промислової безпеки охорони праці та гірничого нагляду від 21.2010 року № 969 922 216 Про організацію та вдосконалення навчання з питань охорони праці безпеки життєдіяльності та цивільного захисту у вищих навчальних закладах України і не...
36595. Основи екології. Курс лекцій 161.5 KB
  Предметом вивчення екології є умови та закономірності існування формування та функціонування біосфери від окремої особі до біосфери в цілому та їх взаємозв’язок з зовнішніми умовами а також загальні закони розвитку екології. Самою простою структурою сучасної активної частини біосфери являється біогеоценоз. Це дало йому поштовх до створення всеохоплюючої теорії біосфери тобто тієї частини зовнішніх оболонок нашої планети які безпосередньо пов’язані з існуванням життя на Землі. Вернадський дав визначення біосфери: “Біосфера являє...
36596. Філософія. Курс лекцій 643.5 KB
  Філософське знання має свою специфіку, яка докорінно відрізняє його від конкретно-наукового знання. Річ у тім, що коли наукове знання на певному етапі історичного розвитку є точним, однозначним і тому загальноприйнятним для всіх людей, то філософське знання є поліфонічним, плюралістичним. Це означає, що на одні і тіж самі питання в різних філософських школах даються різні відповіді, які, що суттєво важливо, мають рівноцінне значення
36597. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ФИЛОСОФИИ 899 KB
  Мировоззрение человека и философия.Мировоззрение человека: его сущность структура и исторические формы. Бытие и материя – основа раскрытия сущности мира и человека. Философское понимание человека.
36598. Фінанси підприємства. Курс лекцій 766.5 KB
  Економічний зміст і причини виникнення Фінансова криза на підприємстві це кінцева стадія непрогнозованого процесу втрати під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів потенціалу розвитку у ході котрого структура капіталу та ліквідність підприємства погіршується настільки що це загрожує його подальшому існуванню. Під фінансовою кризою розуміють фазу розбалансованої діяльності підприємства та обмежених можливостей впливу його керівництва на фінансові відносини що виникають на цьому підприємстві. На практиці з кризою як правило...
36599. Розроблення та експлуатація нафтових, газових та газоконденсатних родовищ 8.29 MB
  Біда кандидат технічних наук доцент кафедри видобування нафти і газу та геотехніки ПолтНТУ; В. Коваленко кандидат технічних наук доцент кафедри видобування нафти і газу та геотехніки ПолтНТУ.46 Лекція №6 Приплив нафти і газу до свердловини.
36600. АКТУАРНА МАТЕМАТИКА 2.51 MB
  Метою дисципліни є - сформувати у студентів систематизовані теоретичні знання з основ створення, дослідження, практичного використання актуарних моделей, методики проведення страхових розрахунків Формування необхідних професійних якостей економістів вищої кваліфікації, підприємців, комерсантів, так як оволодіння статистичною методологією є однією з необхідних умов пізнання кон’юнктури ринку