33.Какие могут быть механизмы изменения наследственной информации? Что такое клонирование?

расшифровка структуры ДНК и генетического кода. Стало ясно, что наследственная информация записана в молекулах ДНК в виде последовательности из четырех «букв» – нуклеотидов. Эта информация переписывается с ДНК на РНК, а потом уже копия гена используется как инструкция для синтеза белка.Белки делают всю основную работу в нашем организме. Они определяют все его строение и все его функции. Каждые три буквы генетического кода кодируют аминокислоту, а белки состоят из аминокислот. Эти открытия породили некую эйфорию среди биологов, показалось, что тайна жизни разгадана.

И стало считаться общепризнанным, что наследственная информация, записанная в молекулах ДНК, передается по цепочке от ДНК, то есть от генов, через РНК к белкам, а в обратном направлении – от белков к ДНК информация идти не может. Единственный способ возникновения наследственных изменений – это случайные ошибки при копировании молекул ДНК или мутации.

1)Мутации.

2) Конверсия генов.

3)обратная транскрипция.

Оказалось, что, во-первых, наследственные изменения возникают не только в результате случайных мутаций. Во-вторых, наследственная информация передается не только по однонаправленной цепочке. И, наконец, третье, что наследственная информация может быть записана не только в ДНК.  Наследственные изменения возникают не только за счет случайных мутаций. В некоторых случаях изменения генов имеют вполне осмысленный, можно сказать целенаправленный характер. Яркий пример – это так называемая конверсия генов, которая происходит, в частности, у болезнетворных бактерий.

У гонококка – возбудителя гонореи есть поверхностный белок, по которому его узнают клетки иммунной системы. Когда бактерии попадают в организм, клетки иммунной системы учатся распознавать этот поверхностный белок гонококка. И когда научатся, размножатся лимфоциты с соответствующими рецепторами, которые начинают гонококк уничтожать. А гонококк берет и «сознательно» меняет ген своего поверхностного белка, чтобы его перестали узнавать. И время от времени происходит следующее: какой-то фрагмент работающего гена заменяется фрагментом одной из нерабочих копий, и таким образом ген становится немножко другим, белок становится немножко другим, и лимфоциты перестают его узнавать. В результате иммунитет против гонореи образуется с большим трудом или вообще не образуется.

Другой пример неслучайных изменений встречается у бактерий как реакция на стресс: они повышают скорость мутирования. То есть когда, например, кишечная палочка попадает в стрессовую обстановку, она начинает производить специально такие белки, которые при копировании ДНК совершают гораздо больше ошибок, чем обычно. Иначе говоря, они сами повышают скорость мутирования. Это шаг для них рискованный и в благоприятных условиях этого лучше не делать, потому что среди возникающих мутаций подавляющее большинство вредных или бесполезных. Но если уже все равно погибать, то бактерии этот механизм включают.

Наследственная информация передается не только по той цепочке, которая изначально была постулирована: ДНК – РНК – белок. Было обнаружено явление так называемой обратной транскрипции, когда информация может переписываться, например, у некоторых вирусов, с РНК на ДНК, то есть в обратную сторону. Оказалось, что это достаточно распространенный процесс. В геноме человека тоже есть соответствующий фермент и в результате обратной транскрипции с молекулы РНК идет переписывание в ДНК некоторой информации. В РНК попадает какая-то информация, которой нет в ДНК. На том этапе, когда информация существует в РНК, происходит активное редактирование этой информации, появляется редактор. Иногда ее редактируют белки, а иногда РНК сама себя редактирует.При редактировании РНК могут происходить различные изменения. Например, кодирующие участки могут склеиваться в разном порядке. И при этом все настолько сложно, что эти вырезаемые кусочки РНК – активные молекулы, которые активно участвуют во всех процессах, регулируют активность в каких-то других генах, редактируют РНК свои и чужие.