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

8846. Организация. Основные характеристики организации 60 KB
  Организация Организация делятся на: взаимоотношение полномочии - связь между высшим руководством и низовым уровнем управления. Деление организации на подразделения в соответствии с целями и задачами бух, производство. Структура управления...
8847. Менеджмент. Менеджмент в условиях рынка. 79 KB
  Менеджмент. Менеджмент означает управление предприятием в условиях рыночной экономики. В менеджменте потребитель ставится в начало производственного цикла. Необходимо сначала узнать нужды и потребности потребителей и лишь затем создавать товар, как...
8848. Основные понятия безопасности труда 53 KB
  Основные понятия безопасности труда. 1. Охрана труда - это правовые, социально-экономические (расчет вредности, инструктажи, знаки безопасности и т.д.), организационно-технические, санитарно-гигиенические (фонтанчики, омыватели лица), лечебно - проф...
8849. Электроприёмники и режимы их работы 952 KB
  Электроприёмники и режимы их работы. Основные понятия и классификации электроприёмников. Системой электроснабжения (СЭС)- называется совокупность устройств, для производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии. Система электроснабж...
8850. Хозяйственный учет, его сущность и значение 45.48 KB
  Хозяйственный учет, его сущность и значение Цель лекции: студент должен познакомиться с понятиями учета Содержание. Сущность учета. Понятие учета. Слагаемые любого вида учета. Хозяйственный учет и его виды. Сферы совр...
8851. Основные понятия бухгалтерского учета 217.33 KB
  Основные понятия бухгалтерского учета Цель лекции: студент должен познакомиться с основными понятиями бухгалтерского учета Содержание. Бухгалтерский учет. Виды бухгалтерского учета. Функции бухгалтерского учета. Объекты бухгалтер...
8852. Бухгалтерские счета и двойная запись 202.88 KB
  Бухгалтерские счета и двойная запись Цель лекции: студент должен познакомиться с понятиями бухгалтерский счет, двойная запись. Содержание. Понятие бухгалтерского счета. Структура бухгалтерского счета. Виды бухгалтерских счетов. Акт...
8853. Хозяйственные операции и хозяйственные процессы 68.54 KB
  Хозяйственные операции и хозяйственные процессы Цель лекции: студент должен познакомиться с понятиями хозяйственные операции, хозяйственные процессы. Содержание 1. Понятие хозяйственного процесса и хозяйственной операции 1 2.1. Характеристика ...
8854. Классификация счетов бухгалтерского учета 120.33 KB
  Классификация счетов бухгалтерского учета Цель лекции: студент должен познакомиться с классификацией счетов бухгалтерского учета. Содержание 1. Классификация счетов по отношению к балансу 1 2. Классификация счетов по экономическому содержанию, стр...