«Центральная догма (основной постулат) молекулярной биологии».

Представление о том, что генетическая информация хранится в ДНК и, таким образом, предаётся от клетки к клетке и из поколения в поколение, что она реализуется благодаря транскрипции в РНК и следующей за ней трансляцией, определяющей синтез белка, известно как «центральная догма молекулярной биологии».

Её выражает следующая схема

ДНК -(репликация)-> ДНК -(транскрипция)-> РНК -(трансляция)-> Белок

Исследования последних лет показали, что «центральная догма" должна быть дополнена и несколько изменена.

В 1972 г. Г.Тёмин и Д.Балтимор (США) открыли обратную транскриптазу, или ревертазу, - фермент, который осуществляет синтез ДНК' по матрице РНК. Его выделили сначала из очищенных ретровирусов, а затем обнаружил и в клетках различных организмов от бактерий до млекопитающих и человека.

В этом случае ревертаза осуществляет синтез цепи ДНК комплементарной м-РНК, а затем достраивает вторую цепь либо с помощью той же ревертазы, либо с помощью ДНК-полимеразы. Полная ДНК-копия с м-РНК содержит всю информацию для синтеза белка, т.е. соответствует структурной части того или иного гена.

Таким образом, оказалось, что генетическая информация может передаваться не только от ДНК к РНК, но и в обратном направлении от РНК к ДНК.

Таким образом, «центральную догму» можно схематично изобразить так:

ДНК  <-> ДНК <-> РНК -> Белок.

Биологическое значение обратной транскрипции заключается з увеличении числа одинаковых генов, благодаря чему возрастает количество РНК и рибосом и повышается образование белка. Это особенно важно в развивающихся организмах.

Генетический код и его свойства.

Генетический код - единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Генетический код основан на использовании алфавита, состоящего всего, из 4 букв-нуклеотидов, отличающихся азотистыми основаниями.

1953 год обычно считают годом рождения молекулярной биологии. В это время американец Джеймс Уотсон и англичанин Френсис Крик в Кембридже расшифровали структуру ДНК - двойную спираль. Их работа базировалась на данных М.Уилкинса и Р.Франклина (Великобритания) по рентгеноструктурному анализу ДНК и на данных Э.Чаргаффа (США) о нуклеотидном составе ДНК.

Попытки расшифровки генетического кода были предприняты в 1954 году Г.Гамовым. Основные свойства кода «триплетность» и «вырожденность» выявили в 1961 году Ф.Крик и С.Бреннер. В 1961 году впервые дешифровали первую триплетную последовательность - это сделали ученые М.Ниренеберг и Г.Маттеи. К 1965 году был расшифрован полностью весь генетический код. В настоящее время определение нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК проводится с помощью специального метода - секвенирования, в котором используются ферменты рестриктазы.

Принцип кодирования генетической информации заключается в том, что порядок расположения аминокислот в белке закодирован в порядке расположения кодонов (триплетов нуклеотидов) в ДНК гена, т.е. структура гена и структура кодируемого им белка коллинеарны.

Свойства генетического кода:

1. Код является триплетным. Триплет - последовательность трех нуклеотидов, кодирующая одну аминокислоту.

2. Код является непрерывным. Каждый триплет соседствует со следующим без промежутков.

3. Код является неперекрывающимся. Процесс считывания генетической информации не допускает возможности перекрывания кодонов.

4. Код является вырожденным (избыточным), т.е. одна аминокислота может кодироваться различными триплетами нуклеотидов (исключение составляют метионин и триптофан, которые кодируются только одним триплетом). Аминокислот - 20. Различных триплетов нуклеотидов - 4³=64.Три триплета УАА, УАГ, УГА - это стоп-сигналы(терминирующие кодоны), прекращающие синтез белка.

Триплет, соответствующий метионину (АУГ), выполняет функцию инициирования (возбуждения) считывания и не кодирует аминокислоту, если стоит в начале цепи ДНК.

5. Код является коллинеарным. Очерёдность триплетов нуклеотидов ДНК соответствует очерёдности аминокислот в белке.

6. Код является универсальным, т.к. он одинаков для всех живых организмов.