Генетический аппарат клетки: общие сведения
Реализация наследственной информации в процессе жизненного цикла (онтогенеза) организма. Бактерии и высшие организмы. Механизм репликации ДНК. Перевод генетической информации с "языка" нуклеотидов на "язык" аминокислот. Процессы транскрипции и трансляции.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.09.2014 |
| Размер файла | 14,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Генетический аппарат клетки: общие сведения
наследственный генетический организм репликация
Вся информация о признаках, присущих организму, сосредоточена в его генетическом аппарате. Он обеспечивает сохранение и воспроизведение этих признаков в процессе размножения организма, так как возникающие дочерние особи обнаруживают в большинстве случаев полное сходство с родительскими формами. Это говорит о том, что генетический аппарат обладает высокой стабильностью и точностью механизмов, обеспечивающих его функционирование. Однако стабильность генетического аппарата не абсолютна, так как это исключало бы всякую возможность его изменений и, следовательно, эволюционных преобразований, приведших в конечном итоге к возникновению разнообразных форм жизни, свидетелями (и представителями) которых мы являемся.
Таким образом, генетический аппарат должен быть организован так, чтобы, с одной стороны, обеспечивать свою стабильность, с другой - быть достаточно пластичным, т. е. обладать способностью к изменчивости.
Как это ни кажется в настоящее время парадоксальным, но до 40-х гг. ХХ столетия немногие микробиологи думали, что бактерии обладают наследственностью, основанной на тех же принципах, которые установлены для высших организмов. Прокариоты не имеют ни оформленного ядра, ни хромосом, аналогичных таковым эукариотных клеток, поэтому считали, что бактерии в генетическом отношении представляют собой неупорядоченную форму жизни. Одним из первых к пониманию того, что бактерии и высшие организмы подчиняются общим генетическим законам, подошел М.Бейеринк, описавший у прокариот стабильные, легко распознаваемые и наследуемые изменения.
Генетический материал любой клетки представлен ДНК , информационные свойства которой определяются специфической последовательностью четырех нуклеотидов в полинуклеотиднои цепи. Полуконсервативный механизм репликации ДНК, в результате которого из одной родительской двухцепочной молекулы образуются две дочерние молекулы, содержащие по одной родительской и одной вновь синтезированной комплементарной полинуклеотидной цепи, наилучшим образом обеспечивает идентичность исходной и синтезированных молекул и, следовательно, сохранность видоспецифической наследственной информации в ряду поколений клеток и организмов. Частота ошибок, возникающих в процессе репликации, порядка 10 в степени минус 7.
Реализация наследственной информации в процессе жизненного цикла (онтогенеза) организма - двухступенчатый процесс. Сначала с определенных участков ДНК информация переписывается (транскрибируется) в виде комплементарных нуклеотидных последовательностей молекул иРНК , которая перемещается в цитоплазму, связывается с рибосомами и в рибосоме с иРНК осуществляется перевод ( трансляция ) генетической информации в определенную последовательность аминокислотных остатков молекулы белка.
Процесс транскрипции находится в клетке под строгим контролем, поэтому имеет место как неодинаковое транскрибирование во времени разных участков ДНК (генов), так и неодинаковая скорость, с которой гены могут транскрибироваться. В результате количество молекул иРНК в клетке, комплементарных разным генам, сильно различается. Хотя в целом механизмы синтеза ДНК и РНК сходны, процесс транскрипции не обладает той степенью точности, которая характерна для репликации ДНК. Однако поскольку иРНК не способна к самовоспроизведению, возникающие при ее синтезе ошибки в последующих клеточнш генерациях не воспроизводятся и, следовательно, не могут наследоваться.
Информационные РНК служат матрицами для синтеза различных белковых молекул. Перевод генетической информации с "языка" нуклеотидов на "язык" аминокислот - сложный многостадийный процесс, включающий активацию аминокислот, образование ими комплексов с особым видом РНК (транспортными РНК, или тРНК ), взаимодействие этих комплексов с иРНК , связанной с рибосомой , приводящее в конечном итоге к формированию полипептидной цепи, аминокислотный состав которой изначально запрограммирован в определенном участке ДНК. В осуществлении каждой из стадий, ведущих к синтезу молекулы белка, участвует несколько различных ферментов.
Хотя механизм трансляции отличается высокой точностью, вероятность ошибки в целом выше, чем в случае синтеза молекул ДНК и РНК. Наиболее уязвимый этап - "узнавание" с помощью фермента аминокислоты соответствующей молекулой тРНК. По имеющимся данным, частота возникновения ошибок на этом этапе порядка 10 в степени минус 4, что и определяет, возможно, уровень точности процесса синтеза белка в целом. Однако, как и в случае синтеза РНК, ошибки в процессе трансляции, приводящие к синтезу измененной молекулы белка, не воспроизводятся, если они не закодированы исходно в генетическом материале.
Таким образом, процессы транскрипции и трансляции, служащие для выражения в онтогенезе генетической информации, не приводят к наследованию изменений, возникающих при их функционировании. Только изменения, происходящие в молекулах ДНК, могут сохраняться в ряду поколений, поскольку они воспроизводятся в процессе репликации. Следовательно, в основе эволюции прокариот лежит способность к изменению только их генетического материала. У прокариот весь генетический материал, необходимый для жизнедеятельности, локализован в одной хромосоме, т.е. бактериальная клетка гаплоидна. В определенных условиях в клетках бактерий может содержаться несколько копий хромосомы.
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Регуляция метаболизма как управление скоростью биохимических процессов. Регуляция биосинтеза белков и особенности процесса репликации. Транскрипция генетической информации, механизм катаболитной репрессии, регуляция на этапе терминации транскрипции.
контрольная работа [816,0 K], добавлен 26.07.2009Роль ДНК в хранении и передаче генетической (наследственной) информации в живых организмах. Понятие и основа репликации ДНК, характеристика процесса, основные этапы, ферменты, функциональная единица. Особенности репликации у прокариотов и эукариотов.
реферат [27,0 K], добавлен 26.05.2010Система зашифровки наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде генетического кода. Сущность процессов деления клеток: митоза и мейоза, их фазы. Передача генетической информации. Строение хромосом ДНК, РНК. Хромосомные заболевания.
контрольная работа [28,4 K], добавлен 23.04.2013Понятие термина "трансляция" как передачи наследственной информации от иРНК к белку. "Перевод" последовательности трехчленных кодонов иРНК в последовательность аминокислот синтезируемого белка. Генетический код и механизм регулирования белкового синтеза.
реферат [189,1 K], добавлен 11.12.2009Сущность, состав нуклеотидов, их физические характеристики. Механизм редупликации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), транскрипция ее с переносом наследственной информации на РНК и механизм трансляции — синтез белка, направляемый этой информацией.
реферат [461,8 K], добавлен 11.12.2009Понятие и закономерности репликации как процесса образовании идентичных копий ДНК для передачи генетической информации в поколениях клеток и организмов. Схема полуконсервативной репликации, ее основные этапы и принципы, участвующие цепи, факторы влияния.
презентация [596,1 K], добавлен 17.11.2015Молекулярно-генетический уровень организации живого. Схема строения ДНК. Экспрессия гена как процесс реализации информации, закодированной в нем. Центральная догма молекулярной биологии. Транскрипционный аппарат клетки. Схемы транскрипции и сплайсинга.
презентация [725,1 K], добавлен 21.02.2014История открытия основных свойств генетических систем: репликации, рекомбинации и репарации. Биохимические исследования экспрессии и регуляции эукариотических генов. Введение новой генетической информации в клетки. Основные принципы клонирования.
реферат [22,1 K], добавлен 27.07.2009Понятие и структура генетического кода как способа записи информации о последовательности аминокислот белков через последовательность нуклеотидов ДНК и РНК. История и способы его расшифровки, главные свойства. Использование синонимичных кодонов.
презентация [2,2 M], добавлен 14.04.2014Понятие генетического кода как единой системы записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Этапы реализации, свойства и расшифровка хромосомы в клетке. Работа по секвенсированию генома человека.
реферат [89,1 K], добавлен 18.01.2011Возможность развития отдельного признака клетки или организма. Основное свойство гена. Строение и химическая организация гена. Строение и виды азотистых оснований нуклеотидов. Структура молекулы ДНК. Спирализация и суперспирализация молекулы ДНК.
презентация [3,3 M], добавлен 17.06.2013Первичная, вторичная и третичная структуры ДНК. Свойства генетического кода. История открытия нуклеиновых кислот, их биохимические и физико-химические свойства. Матричная, рибосомальная, транспортная РНК. Процесс репликации, транскрипции и трансляции.
реферат [4,1 M], добавлен 19.05.2015Способность к самокопированию (репликации) как одно из основных свойств живого организма. Сущность матричного принципа репликации. Эволюционная схема происхождения ядра, созданная профессором А.Н. Мосоловым. Дестабилизирующие белки, их роль и значение.
презентация [1,2 M], добавлен 21.02.2014Клеточный цикл как период жизни клетки, его этапы и протекающие процессы, значение в выживании организма. Методы регуляции репликации клетки. Программируемая клеточная гибель (апоптоз) и порядок влияния на нее. Биологическая роль процесса апоптоза.
лекция [284,6 K], добавлен 21.07.2009Основные положения и этапы процесса экспрессии генов. Перенос информации о нуклеотидной последовательности ДНК на уровень РНК. Процессинг РНК у прокариот. Генетический код, его назначение и порядок формирования. Общие особенности процесса трансляции.
курсовая работа [54,6 K], добавлен 27.07.2009Кодирование генетической информации в клетке. Генетический код и его характеристика. Мозаичность генов эукариот. Генный уровень организации наследственного материала. Структура молекулы ДНК. Хромосомный уровень организации наследственного материала.
реферат [46,8 K], добавлен 21.01.2011Единый план строения клеток организма. Строгая упорядоченность строения ядра и цитоплазмы. Клеточное ядро (вместилище всей генетической информации). Содержимое клеточного ядра (хроматин). Аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, клеточные структуры.
реферат [21,6 K], добавлен 28.07.2009Хромосомная теория наследственности. Генетический механизм определения пола. Поведение хромосом в митозе и мейозе. Классификация хромосом, составление идиограммы. Методы дифференциальной окраски хромосом. Структура хромосом и хромосомные мутации.
реферат [32,7 K], добавлен 23.07.2015Рассмотрение свойств (триплетность, непрерывность, неперекрываемость, универсальность) генетического кода. Изучение состава белоксинтезирующей системы. Описание процессов активирования аминокислот и их трансляции как этапов синтеза полипептидной цепи.
реферат [464,4 K], добавлен 02.05.2010Строение и функции клеточного ядра. Его форма, состав, строение. Дезоксирибонуклеиновая кислота - носитель наследственной информации. Механизм репликации ДНК. Процесс восстановления природной структуры ДНК, поврежденной при ее нормальном биосинтезе.
реферат [6,6 M], добавлен 07.09.2015
