Комплементарность между основаниями рнк и днк:

Основания ДНК Основания РНК
А (аденин) Г (гуанин) Т (тимин) Ц (цитозин)	У (урацил) Ц (цитозин) А (аденин) Г (гуанин)

Строение молекулы РНК во многом соответствует строению молекулы ДНК. Однако для молекулы РНК характерны следующие принципиальные отличия:

- это одноцепочечная молекула, в которой вместо дезоксирибозы содержится рибоза, а вместо тимина — урацил (U). В соответствии с функцией и структурными особенностями различают несколько видов молекул РНК, два из которых – матричная или информационная, РНК (мРНК, или иРНК) и транспортная РНК (тРНК). Матричная РНК принимает участие в транскрипции гена, транспортная – в его трансляции. Правильная «сборка» последовательности аминокислот в белковую цепь происходит с помощью рибосом – специальных частиц в цитоплазме клеток; они содержат третью форму РНК – рибосомную РНК.

Строение нуклеиновых кислот

ДНК

Строение молекулы нуклеотида: Остаток фосфорной кислоты Дезоксирибоза

Азотистые основания (А-Т, Г-Ц)

Функция в клетке: Хранитель наследственной информации

РНК

Строение молекулы нуклеотида: Остаток фосфорной кислоты Рибоза Азотистые основания (А-У, Г-Ц)

Функция в клетке: Информационная РНК Транспортная РНК Рибосомная РНК Участие в синтезе белков.

Генетический код

Последовательность из трех азотистых оснований в молекуле ДНК или РНК называется триплетом или кодоном, и именно она определяет включение в полипептидную цепь одной конкретной аминокислоты.

Соответствие кодона той или иной аминокислоте составляет сущность генетического кода.

В состав белковых молекул входят 20 основных аминокислот. Всего 4 различных азотистых основания, входящие в молекулу ДНК или РНК, могут образовывать 64 триплета. Из них 3 триплета не кодируют аминокислоты и являются стоп-сиг­налами, прекращающими синтез полипептидной цепи на рибосомах. При этом, одну аминокислоту могут кодировать несколько различных триплетов. Данное явление называется выраженностью генетического кода.

Синтез белка. Реализация наследственной информации.

Наследственная информация закодирована в молекуле ДНК, в последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, а реализация наследственной информации происходит в процессе биосинтеза (процесс синтеза белка в клетке).

Синтез молекулы мРНК по матрице ДНК называется процессом транскрипции.

Молекула мРНК имеет одноцепочечную структуру. Механизм ее образования подобен тому, который используется при репликации (самокопировании) ДНК. После окончания транскрипции мРНК покидает ядро и выходит в цитоплазму клетки, перемещаясь к рибосомам --- «фабрикам» по производству белков. На рибосомах и осуществляется синтез белков.

Молекула белка представляет собой цепочку аминокислот. Ами­нокислотами называются органические (карбоновые) кислоты, содержащие, как правило, одну или две аминогруппы и кислотную группу.

Белки синтезируются с помощью (ферментов путем соединения аминокислот так называемой пептидной связью. В среднем белки содержат 100-1000 аминокислот, и от того, какова последовательность аминокислот в этих длинных цепях, зависит структура и функция данного белка. Любая аминокислота одинаково хорошо соединяется с любой. Благодаря этой способности аминокислот могут образовываться длиннейшие цепи.

Последовательность нуклеотидов в ДНК, а затем и в мРНК определяет, какой должна быть последовательность аминокислот, т.е. каким будет строение данного белка. Одна цепь ДНК содержит информацию о химическом строении значительного числа различных белков. Таким образом, последовательность оснований мРНК кодирует последовательность аминокислот.

Сведения о строении белков — это «зерно» информации, передаваемой потомкам из поколения в поколения; кодирование аминокислот нуклеотидами и называется кодированием наследственной информации.

«Сборка» молекулы белка из аминокислот обеспечивается весьма сложным механизмом, главным образом в рибосомах — особых органеллах клетки, находящихся в цитоплазме. Рибосомы примерно наполовину состоят из рибонуклеиновой кислоты.

Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, находится в цитоплазме. Доставка аминокислот к рибосомам производится с помощью сравнительно небольших специальных молекул транспортной РНК (тРНК). Небольшими эти молекулы, состоящие примерно из сотни нуклеотидов, можно считать только по сравнению с матричной РНК, состоящей из тысяч нуклеотидов.

Для каждой из двадцати аминокислот имеется свой тип молекулы тРНК, которая обеспечивает доставку данной аминокислоты в рибосому. Синтез белка происходит при движении рибосомы вдоль цепочки мРНК. При этом молекулы тРНК, несущие аминокислоты, выстраиваются, согласно коду молекул мРНК, в цепочку, параллельную матричной РНК.

Белки выполняют в организме самые различные функции. В качестве ферментов они служат катализаторами химических реакций; в роли гормонов они, наряду с нервной системой, управляют работой различных органов, передавая химические сигналы. Белки используются в организме и как строительный материал (например, в мышечной ткани), и как транспортные средства (гемоглобин крови переносит кислород).

Изменение молекулы ДНК при мутациях.

Существует такой вид мутаций ДНК, как точковые мутации, т.е. мутации, вовлекающие отдельно взятые нуклеотиды. Точковые мутации представляют собой вставки или выпадения, а также изменения (разные типы замен одного азотистого основания на другое) пары нуклеотидов ДНК (или нуклеотида РНК). В результате мутирования возникают альтернативные формы генов (аллели) — ген становится полиморфным. Одни из этих мутаций являются вредоносными, т.е. вызывающими развитие наследуемых заболеваний, а другие — нейтральными, не вызывающими никаких существенных изменений в синтезируемых белках.

Точковые мутации можно разделить на два больших класса. К первому классу относятся те, которые связаны с заменой основания. Мутации второго класса обусловлены так называемым сдвигом рамки считывания.

ЗАМЕНА ОСНОВАНИЯ

Замена одного основания в цепи ДНК может привести к тому, что в синтезируемый белок будет встроена «неправильная» аминокислота. В результате функция белка может быть нарушена. Например, если первый кодон мРНК скопирован неправильно и вместо A UG в последовательности мРНК записана последовательность A GG, то вместо метионина будет синтезирован аргинин. Подобная замена единственной аминокислоты в цепочке сотен аминокислот, составляющих белок, может проявиться по-разному. Спектр этих проявлений — от нулевых до летальных — зависит от структуры и функции синтезируемого белка.

СДВИГ РАМКИ СЧИТЫВАНИЯ

Мутации, которые приводят к выпадению или вставке одного и более нуклеотидов, вызывают так называемый сдвиг рамки считывания. В среднем они более вредоносны, чем мутации замены нуклеотида. Сдвигом рамки этот тип мутаций называется потому, что в результате выпадения (или случайного добавления) одного нуклеотида изменяется считывание (трансляция) кодонов в молекуле мРНК и, начиная с точки, соответствующей положению мутации, синтезируется искаженная последовательность аминокислот.

Особенность мутаций состоит в том, что их действие может быть различным в разных организмах и фенотипические проявления одной и той же мутации у разных особей могут быть очень разнообразными. Так, обладание мутантным аллелем у одной особи может фенотипически проявиться в форме тяжелого заболевания, а у другой — в форме легкой симптоматики или даже полною ее отсутствия.

Мутации — основной источник генетического полиморфизма, т.е. наличия в популяции нескольких аллелей одного локуса. Полиморфная природа ДНК позволила разработать системы методов генетического и психогенетического анализа, которые позволяют определить и картировать целый ряд генов, вовлеченных в формирование индивидуальных различий по исследуемым поведенческим признакам.