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

17917. Таможенная пошлина, сбор 66.5 KB
  Тема № 14 Таможенная пошлина сбор. План Пошлина как источник доходов бюджета. Классификация пошлин их виды. Понятие единого таможенного тарифа. Элементы начисления и уплаты пошлины. Взимание пошлины и порядок перечисления в бюджет. Таможенный сбо...
17918. ПРЕДМЕТ, МЕТОДОЛОГІЯ І ЗАВДАННЯ КУРСУ РЕГІОНАЛЬНА ЕКОНОМІКА 145 KB
  Лекція 1 ТЕМА: ПРЕДМЕТ МЕТОДОЛОГІЯ І ЗАВДАННЯ КУРСУ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Предмет і об'єкт регіональної економіки. 2. Метод і завдання регіональної економіки. 3. Регіональна економіка в системі наукових дисциплін. РЕКОМЕНДОВАНА
17919. ЗАКОНОМІРНОСТІ, ПРИНЦИПИ ТА ФАКТОРИ РОЗМІЩЕННЯ ПРОДУКТИВНИХ СИЛ 207 KB
  Лекція 2 ТЕМА: ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРИНЦИПИ ТА ФАКТОРИ РОЗМІЩЕННЯ ПРОДУКТИВНИХ СИЛ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Економічні закони і закономірності розміщення виробництва їх обєктивний характер. 2. Закономірності розміщення продуктивних сил. 3. Прин...
17920. НАУКОВІ МЕТОДИ ТЕРИТОРІАЛЬНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ГОСПОДАРСТВА 153 KB
  Лекція 3 ТЕМА: НАУКОВІ МЕТОДИ ТЕРИТОРІАЛЬНОЇ ОРГАНІЗАЦІЇ ГОСПОДАРСТВА План викладення і засвоєння матеріалу 1. Методичні основи наукових досліджень. 2. Загальнонаукові методи. 3. Специфічні методи. 4. Міждисциплінарні методи. 5. Структурний аналіз в РПС. ...
17921. ЕКОНОМІЧНЕ РАЙОНУВАННЯ І ТЕРИТОРІАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПРОДУКТИВНИХ СИЛ 148 KB
  Лекція 4 ТЕМА: ЕКОНОМІЧНЕ РАЙОНУВАННЯ І ТЕРИТОРІАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ ПРОДУКТИВНИХ СИЛ План викладу і засвоєння матеріалу 1. Територіальний поділ праці. 2. Економічне районування як метод регулювання територіальної організації господарства. 3. Фактори принципи...
17922. НАУКОВІ ОСНОВИ ДЕРЖАВНОЇ РЕГІОНАЛЬНОЇ ПОЛІТИКИ 175.5 KB
  Лекція 6 ТЕМА: НАУКОВІ ОСНОВИ ДЕРЖАВНОЇ РЕГІОНАЛЬНОЇ ПОЛІТИКИ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Сутність обєкти і субєкти та принципи державної регіональної політики. 2. Цілі і завдання регіональної політики. 3. Рівні регіонального управління і їх фу
17923. ПРИРОДНИЙ ТА ТРУДОРЕСУРСНИЙ ПОТЕНЦІАЛ УКРАЇНИ 350 KB
  Лекція 7 ТЕМА: ПРИРОДНИЙ ТА ТРУДОРЕСУРСНИЙ ПОТЕНЦІАЛ УКРАЇНИ Розділ 1. ПРИРОДНОРЕСУРСНИЙ ПОТЕНЦІАЛ УКРАЇНИ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Структура природно ресурсного потенціалу. Місце України в світових природних ресурсів і міра забезпе
17924. ЕКОНОМІКА РЕГІОНІВ УКРАЇНИ: СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ 249.5 KB
  Лекція 11-12 ТЕМА: ЕКОНОМІКА РЕГІОНІВ УКРАЇНИ: СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Характеристика продуктивних сил економічних районів: Донецького Придніпровського ПівнічноСхідного Центрального Столичного Південного Прич
17925. МІЖНАРОДНІ ЕКОНОМІЧНІ ЗВЯЗКИ 167 KB
  Лекція 13 ТЕМА: МІЖНАРОДНІ ЕКОНОМІЧНІ ЗВ'ЯЗКИ План викладення і засвоєння матеріалу 1. Сутність і значення міжнародного поділу праці у формуванні зовнішньоекономічних зв'язків. 2. Основні форми економічного співробітництва країн світу. 3. Експортний потенціа