15. Кодова система днк, синтез білка.

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) — один із двох типів природних нуклеїнових кислот, що забезпечує зберігання, передачу з покоління в покоління і реалізацію генетичної програми розвитку й функціонування живих організмів. Основна роль ДНК в клітинах — довготривалезберіганняінформації про структуру РНК і білків.

У клітинахеукаріотів (наприклад, тварин, рослинабогрибів) ДНК міститься в ядріклітини в складі хромосом, а також в деякихклітиннихорганелах (мітохондріях і пластидах). У клітинахпрокаріотів (бактерій і архей) кільцевааболінійна молекула ДНК, так званий нуклеоїд, міститьсявцитоплазмі і прикріпленазсередини до клітинноїмембрани. У них і у нижчихеукаріотів (наприкладдріжджів) зустрічаютьсятакожневеликіавтономнікільцевімолекули ДНК, так званіплазміди. Крім того, одно- абодволанцюговімолекули ДНК можутьутворювати геном ДНК-вірусів.

З хімічної точки зору, ДНК — цедовгаполімерна молекула, щоскладається з послідовностіблоків — нуклеотидів. Кожний нуклеотид складається з азотистоїоснови, цукру (дезоксирибози) і фосфатноїгрупи (абогомологічноїарсеноїдної). Зв'язкиміж нуклеотидами в ланцюжкуутворюються за рахунокдезоксирибози і фосфатноїгрупи. У переважнійбільшостівипадків (окрімдеякихвірусів, щомістятьодноланцюжкові ДНК) макромолекула ДНК складається з двохланцюжків, орієнтованихазотистими основами один проти одного. Цядволанцюжкова молекула утворюєспіраль. В цілому структура молекули ДНК отрималаназву «подвійноїспіралі».

У ДНК зустрічаєтьсячотиривидиазотистих основ (аденін, гуанін, тимін і цитозин) (винятокстановлятьвипадкипізнішихмодифікаційнуклеотидів, наприкладметилювання). Азотистіоснови одного з ланцюжківсполучені з азотистими основами іншоголанцюжкаводневимизв'язкамизгідно з принципом комплементарності: аденінз'єднуєтьсятільки з тиміном, гуанін — тільки з цитозином. Послідовністьнуклеотидівдозволяє «кодувати» інформацію про різнітипи РНК, найважливішими з яких є інформаційні, абоматричні (мРНК), рибосомальні (рРНК) і транспортні (тРНК). Всіцітипи РНК синтезуються на матриці ДНК (тобто за рахуноккопіюванняпослідовності ДНК у послідовністьмакромолекули, щосинтезується) у процесітранскрипції і беруть участь у біосинтезібілків (процесахсплайсингу і трансляції). Крімкодівнихпослідовностей, ДНК клітиниміститьпослідовності, щовиконуютьрегуляторні і структурніфункції. Ділянкикодівноїпослідовності разом ізрегуляторнимиділянкаминазиваються генами.

Біосинтез (або просто синтез) білків — процес, за допомогою якого клітини будують білки. Термін іноді використовується для посилання виключно на процес трансляції, але частіше означає багатокроковий процес, що включає біосинтез амінокислот, транскрипцію, процесинг (включаючи сплайсинг), трансляцію та посттрансляційну модифікацію білків. Біосинтез білків, хоча й дуже подібний, дещо відрізняється між представниками трьох доменів життя — еукаріотами, археями та бактеріями.

Під час транскрипції відбувається зчитування генетичної інформації, зашифрованої в молекулах ДНК, і запис цієї інформації в молекули мРНК. Під час ряду послідовних стадій процесингу з мРНК видаляються деякі фрагменти, непотрібні в подальших стадіях (сплайсинг), і відбувається редагування нуклеотидних послідовностей. Після транспортування зрілої молекули мРНК з ядра до рибосом відбувається власне синтез білкових молекул шляхом приєднання окремих амінокислотних залишків до поліпептидного ланцюжка, що росте. На останній стадії посттрансляційної модифікації відбуваються зміни новосинтезованого білка додаванням небілкових молекул до білка та ковалентними модифікаціями його амінокислот.

Біосинтез білка, хоча безпосередньо і регулюється рибонуклеїнової кислоти, опосередковано пов'язаний з контролюючим впливом ДНК ядра і що РНК спочатку синтезується в ядрі, потім надходить у цитоплазму, де виконує роль матриці в синтезі білка. Отримані значно пізніше експериментальні дані підтвердили гіпотезу про те, що основною функцією нуклеїнових кислот є не тільки зберігання генетичної інформації, але й реалізація цієї інформації шляхом програмованого синтезу специфічних білків.

Однак у цій послідовності ДНК ® РНК ® Білок бракувало відомостей про те, яким чином відбуваються розшифровка спадкової інформації і синтезу специфічних білків, що визначають різноманіття ознак живих істот. В даний час з'ясовано основні процеси, з яких здійснюється передача спадкової інформації: вони включають реплікацію, тобто Синтез ДНК на матриці ДНК, транскрипцію, тобто Переклад мови і типу будови ДНК на молекулу РНК, і трансляцію - процес, в якому генетична інформація, що міститься в молекулі мРНК, направляє синтез відповідної амінокислотної послідовності в білку. Багато тонкі механізми транскрипції остаточно не з'ясовані.