6. Функции нуклеиновых кислот в процессе реализации наследственной информации. Кодирование наследственной информации в клетке. Генетический код и его свойства.

Исследования, направленные на выяснение химической природы наследственного материала, неопровержимо доказали, что материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты, которые были обнаружены Ф. Мишером (1868) в ядрах клеток гноя.Среди нуклеиновых кислот различают два вида

соединений:дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Изучение состава основных носителей наследственного материала — хромосом обнаружило, что их наиболее химически устойчивым компонентом является ДНК, которая представляет собой субстрат наследственности и изменчивости.Наследственная информация, записанная с помощью генетического кода, хранится в молекулах ДНК и размножается для того, чтобы обеспечить вновь образуемые клетки необходимыми «инструкциями» для их нормального развития и функционирования.

Функции ДНК

1. Днк является носителем генетической информации. Функция обеспечивается фактом существования генетического кода.

2. Воспроизведение и передача генетической информации в поколениях клеток и организмов. Функция обеспечивается процессом репликации.

3. Реализация генетической информации в виде белков, а также любых других соединений, образующихся с помощью белков-ферментов. Функция обеспечивается процессами транскрипции и трансляции.

Вместе с тем непосредственного участия в жизнеобеспечении клеток ДНК не принимает. Роль посредника, функцией которого является перевод наследственной информации, сохраняемой в ДНК, в рабочую форму, играют рибонуклеиновые кислоты — РНК.

В отличие от молекул ДНК рибонуклеиновые кислоты представлены одной полинуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар, рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований - аденин, гуанин, урацил или цитозин. РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплементарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил. Все многообразие РНК, действующих в клетке, можно разделить на три основных вида: мРНК, тРНК, рРНК.

Функция информационной РНК, синтезируемая на ДНК (точнее синтезируется ее предшественник), после своего созревания переносит информацию о структуре белка с ДНК на рибосомы. Это функция иРНК. В большинстве случаев каждый белок кодируется одной отдельной молекулой иРНК. Таким образом, разновидностей иРНК существует множество.

Основная функция рибосомальной РНК – структурная. Рибосомальная РНК вместе с рядом белков формирует субъединицы рибосом. Рибосомальная РНК не только формирует субъединицы рибосом, но и часть ее молекул непосредственно участвуют в синтезе белка на рибосомах.

Функция транспортной РНК — перенос аминокислот к месту синтеза полипептидной цепочки, т. е. на рибосомы. Данная функция реализуется благодаря тому, что у тРНК есть антикодон, комплиментарный определенному участку иРНК. В зависимости от своего антикодона каждая тРНК способна связываться только со «своей» аминокислотой.

Кроме перечисленных основных функций РНК, соответствующих основным типам РНК, существуют и другие типы РНК, выполняющие «дополнительные» функции.

Так малая ядерная РНК принимает участие в процессе созревания иРНК, предшественником которой является гетерогенная ядерная РНК (именно она синтезируется на ДНК, после чего превращается в иРНК).

РНК-праймер представляет собой маленькую молекулу РНК, которая принимает участие в реализации процесса репликации (удвоения) ДНК.

Некоторые молекулы РНК в клетках выполняют каталитическую функцию.