8.Розкрити питання ролі днк в підтриманні потоку інформації в біосистемах.

Життєздатність біосистеми забезпечується інформаційними механізмами спадковості і мінливості. В якості захищеного носія інформації виступає ДНК. Популяції існують за рахунок процесу розмноження, який зводиться до передачі всередині виду генетичної інформації, кодованої, декодованої та збереженої ДНК. Універсальність і захищеність молекули ДНК забезпечується єдністю властивостей стійкості і мінливості - необхідних і достатніх умов еволюції. Специфіка ДНК - в його подвійності: з одного боку, як носій інформації, з іншого - самої інформації. Молекули ДНК - це лінійні макромолекули у вигляді довгих подвійних ланцюгів полімерів, складених з нуклеотидів. У живих істот макромолекули ДНК складаються з одних і тих же нуклеотидів, кожен з яких містить по одній молекулі фосфорної кислоти і цукру, а також одне з чотирьох азотистих основ: аденін - A, гуанін - G, цитозин - C і тимін - T. Аденін і гуанін - пуринові основи, цитозин і тимін. Дезоксирибонуклеїнова кислота, высокополимерное з'єднання, що міститься в ядрах клітин живих організмів. ДНК - носій генетичної інформації, її окремі ділянки відповідають певним генам. Молекула ДНК складається з 2 ланцюгів, закручених у спіраль. Ланцюги побудовані з мономерів 4 типів, специфічність яких визначається одним з 4 азотистих основ (нуклеотидів): A, G, C, T. Поєднання в ланцюзі ДНК трьох стоять поруч нуклеотидів (триплети, або кодони) складають генетичний код. Порушення послідовності нуклеотидів у ланцюгу ДНК. ряду поколінь передачу спадкових ознак.

Дослідження ДНК виявили ряд закономірностей.

кількість нуклеотидів, що містять пуринові підстави дорівнює кількості нуклеотидів, що містять пиримидиновые підстави (A+G=T+C);

· в ДНК зміст аденіну і тинина рівні; зміст гуаніна і цитозіна дорівнюють A=T або G=C), т. е. (G+T)/(A+C) = 1;

· ДНК можуть мати відмінності, зумовлені переважанням аденіну над гуаніном і тиміну над цитозином (А+Т>C+G), і навпаки (C+G >А+Т);

· відношення (C+G)/(А+Т) видоспецифично: ДНК ідентичні у всіх клітинах одного організму і ставлення (C+G)/(А+Т) однаково.

Різноманітність органічного життя побудоване з 20 видів амінокислот (табл. 3).

Кодування амінокислот триплетами вироджене і призводить до надмірності, оскільки число комбінацій 43 = 64, втричі перевищує різноманітність амінокислот - кожної амінокислоти відповідає ряд триплетів.

Правило виродженість: якщо два кодона мають два однакових перших нуклеотиду і їх треті нуклеотиди належать до одного класу (пуриновому або пиримидиновому), то вони кодують одну амінокислоту.

У ДНК полімерів ланцюги з'єднані між собою водневими зв'язками, у відповідності з правилом комплементарності: кожен кодон має тільки один антикодон, здатний зв'язатися з ним по всім водневим зв'язкам.

Надійність і стійкість структури ДНК обумовлюється надійністю і силою водневих зв'язків: аденін і тимін утворюють дві водневі зв'язки А=Т, а гуанін і цитозин - три CºG (зв'язок А=Т слабкіше зв'язку CºG).

Для забезпечення захищеності процесу передачі і зберігання інформації в ДНК використовується принцип надмірності, як при розмноженні (передача інформації), так і при зберіганні геному. Надмірність коду є одним із прийомів підвищення захищеності. Чим складніший організм, тим велика надмірність коду геному.

Чим складніший організм, тим складніше способи розмноження. Розподіл особин на чоловічі і жіночі, внутривидовое різноманітність забезпечують підвищення стійкості існування виду.

Зберігання генетичної інформації вищих організмів відбувається в ядрах клітин. В кожній соматичній клітині знаходиться подвоєну кількість спадкової інформації - диплоїдний набір хромосом. У процесі поділу клітини одна копія залишається у батьківській клітці, а друга передається дочірньої і надалі подвоюється. У статевих клітинах гаплоїдний набір хромосом і надмірність відсутня, оскільки основна функція статевих клітин не зберігання, а перенесення інформації.

Таким чином, основні особливості коду ДНК, що забезпечують стійкість біосистем, можна звести до наступного набору:

· комплементарність кодування та інформаційна надмірність,

· рівномірність розподілу мас і системи зв'язків з ДНК.