כל התאים בגוף האדם מכילים DNA. האם DNA שונה בכל סוג תא? איזה DNA מועבר לצאצאים? חומצה דאוקסיריבונוקלאית

עובדות מדהימות

ה-DNA הוא התוכנית לגופנו, ובלעדיו לא היינו קיימים. זוהי מולקולה המכילה את ההנחיות הגנטיות להתפתחות וממשיכה לתפקד בכל אורגניזם חי.

DNA נמצא בכל תא בגופנו, אומר לו אילו חלבונים לייצר. אנו יורשים את ה-DNA בתאים שלנו מהורינו, כך שיש לנו הרבה קווי דמיון.

יש לה את הצורה הליקס כפול, בדומה לסולם ספירלי ענק, וכל שלב בסולם זה מורכב מזוג נוקלאוטידים. כאשר ה-DNA מועתק, לפעמים מתרחשות שגיאות ושגיאות אלו ידועות בתור מוטציות.

הנה כמה עובדות מעניינות על DNA שיעזרו לך להבין את עצמך טוב יותר.

מולקולת DNA

1. גלגלונים בדלואידים - אלו חיות מיקרוסקופיות שבמשך 80 מיליון שנה נותרו נקבות בלבד. הם מתרבים על ידי השאלת ה-DNA של בעלי חיים אחרים.

2. אם היית צריך להקליד מילה אחת בשנייה במשך 8 שעות ביום, היית עושה זאת לקח 50 שנה להדפיס את הגנום האנושי.

4. אם אתה עובר לפתע השתלת מח עצם, ב-DNA של הדם שלך ה-DNA התורם יהיה נוכחמה שהוביל למעצרי שווא בעבר.

5. עם אחים 50% גנים משותפיםכמו הורים עם ילדים.

6. DNA ניזוק כמיליון פעמים ביוםבכל תא בגופנו. למרבה המזל, לגוף שלנו יש מערכת מורכבת להתאוששות שלו. אם זה לא היה המקרה, זה היה מוביל לסרטן או למוות של תאים.

7. כשזה מגיע לחסרי חוליות, אז תולעי אדמה הם הקרובים ביותר שלנו. יש לנו יותר DNA משותף מאשר ג'וקים ואפילו תמנונים.

8. לארבע משפחות באיסלנד יש DNA שנמצא רק אצל אינדיאנים, לפי מדענים. עדויות מצביעות על כך שהוויקינגים החזירו אישה אינדיאנית לאירופה לפני כ-1,000 שנה.

9. לתחנת החלל הבינלאומית יש כונן קשיח בשם " דיסק של אלמוות". הוא מכיל את ה-DNA של אנשים כמו לאנס ארמסטרונג וסטיבן הוקינג למקרה של קטסטרופה כלל עולמית.

10. ברוק גרינברג, הילדה שנראתה כמו ילדה כל חייה, מתה בגיל 20. מדענים מאמינים שכן DNA יכול להיות המפתח לאלמוות ביולוגי.

DNA אנושי

11. מסביב 8 אחוז מה-DNA שלנו מורכב מוירוסים עתיקיםשפעם הדביק בני אדם.

12. על פי מחקר DNA, הפולינזים ביקרו בצ'ילה במאה ה-13 ועקפו את קולומבוס על ידי דריסת רגל ביבשת אמריקה כמעט 200 שנה קודם לכן.

13. מסביב 2 גרם של DNA יכולים להחזיק את כל המידע המאוחסן דיגיטלית בעולם.

14. מדענים הקליט שיר מהסרט המצויר של דיסני("זה עולם קטןאחרי הכל") ב-DNA חיידקי, אשר עמיד בפני רדיואקטיביות, כך שבמקרה אסון גרעיניבני אדם בעתיד או צורות חיים אחרות הצליחו למצוא אותו.

15. הרופא הזמבי ג'ון שניברגר הואשם בתקיפה מינית. הוא השתיל לעצמו צינור עם דם של אדם אחר, וכאשר לקחו ממנו דם ל-DNA, הוא הצליח לרמות את המומחים. בסופו של דבר, הוא עדיין הצליח לעצור.

16. ה-DNA האנושי זהה ב-99.9 אחוזים. ההבדלים הם 0.1 האחוזים האחרונים.

17. ניתן להחליף את התוכן הגנטי של ביצית בדנ"א של זכר ולאחר מכן להפריה בזרע. לפיכך, שני גברים יכולים להפוך להורים לילד.

18. ה-DNA בכל התאים שלך יכול משתרע על פני 16 מיליארד קילומטריםאם הוא נפרש. זהו בערך המרחק מכדור הארץ לפלוטו ובחזרה.

19. למרות שיש אתרי אינטרנט המציעים בדיקות גנטיות לרוק כדי לאשר את השושלת שלך, מדענים מזהירים כי מדובר בסוג של "אסטרולוגיה גנטית" ואין להתייחס אליה ברצינות.

20. 50 אחוז מה-DNA שלך דומה לזה של בננה.

21. מדענים קבעו שזמן מחצית החיים של ה-DNA הוא 521 שנים, ולאחר 1.5 מיליון שנים, אפילו ה-DNA הנשמר בצורתו הטובה ביותר לא יהיה קריא.

22. בשל הרס ה-DNA, לא סביר שאי פעם נוכל לשבט דינוזאורים או חיות פרהיסטוריות אחרות.

23. משטרת גרמניה לקחה פעם דגימות DNA במהלך שוד תכשיטים. הדגימות הצביעו על התאומים חסן ועבאס או. שניהם הכחישו מעורבות בפשע, למרות שהמשטרה ידעה שאחד מהם ביצע את הפשע.

הם לא יכלו לקבוע מי מהם עשה זאת, מכיוון שה-DNA היה כמעט זהה, ולפי החוק הגרמני לא ניתן היה להחזיק חשודים. תקופה בלתי מוגבלת. לפיכך, למשטרה לא נותרה ברירה אלא לשחרר את החשודים.

24. לכל האנשים ממוצא לא אפריקאי יש עקבות של DNA ניאנדרתלי.

25. במהלך פרויקט קבורה עמוקה של הורנסלט, אמן דני כריסטיאן פון הורנסלטב -2013 לחלק העמוק ביותר של האוקיינוסקפסולת הזמן הורדה. הקפסולה הכילה דם, שיער ודגימות DNA של בעלי חיים. מטרת הפרויקט הייתה שימור ה-DNA כך שניתן יהיה להחזיר לחיים מינים שנכחדו בעתיד.

מה המשמעות של DNA

מה המשמעות של DNA

(או מערך מכשירי מדידה) המבטיח שכפול ו(או) אחסון של יחידה, וכן העברת גודלה למכשירי מדידה נמוכים על פי תכנית האימות ומאושרים כתקן באופן שנקבע. ויקי

מאושר על ידי מי? ולמה הסדר הקבוע לא יכול להשתנות? ישנם מספר תאים בגופנו שאינם כפופים לתקן המוכר למדע, לפיו כל התאים הם בני תמותה, סופיים. מורדים אלו מפרים את הדפוסים המקובלים ונקראים התייחסות, בניגוד לצו המקובל. תאים אלו חיים בנו מלידה ועד מוות ומכילים את מטריצת ה-DNA המקורית והלא מזוהמת של הגוף שלנו, וה-DNA, כזכור, הוא ביו-אקוסטי, מסוגל לקרוא משדות מידע את כל האפשרויות החדשות לשינוי אוטומטי בכיוון זה או אחר (הרס/שיפור). ניתן להפעיל תאי ייחוס במידת האפשר של האורגניזם - ניתן להעביר את מבני השדה שלהם לשכנים על מנת לחדש את העבודה ללא עיוות שנגרם מהסביבה בה חי וחשוף האורגניזם. הנשאים של תוכנית ההתייחסות מסוגלים להתחדש כמעט ללא מגבלות זמן, אין להם את פונקציית "ההזדקנות", או שהיא מואטת במספר סדרי גודל. במילים אחרות, אם נשיג הפעלה של תאי ייחוס בכל הגוף שלנו, נתקרב לאלמוות בתריסר צעדים. בואו נדבר עליהם.

ת: האם אתה יכול לדמיין כמה אנרגיה יש בגרם אחד של בשר או אבן? וכל האנרגיה הצפופה הזו מכילה כמות עצומה של אנרגיה ומעט מאוד מידע. זה (משכבות דקות) מאוד קשה להגיע וקשה לשנות. ואתה צריך להגיע לשמונת התאים הראשונים. כאשר מתרחשת ההתעברות, מתרחשת חלוקה: שני התאים הראשונים, ארבעה, שמונה... שמונת התאים הראשונים הם למעשה בני אלמוות, הם חיים מתחילת לידת הגוף ועד המוות, עד קופסת עץ. כל שאר התאים חיים לא יותר משבע שנים. רק שמונת התאים הראשונים שיצאו מביצית מופרית חיים מההתחלה ועד הסוף. שמונת התאים הללו ממוקמים ממש באמצע בית החזה, זוהי ההשלכה החומרית של הלב הרוחני.

המדענים של העולם הזה יודעים ששמונת התאים הראשונים האלה הם בני אלמוות, הם חיים כל עוד הגוף הפיזי חי. בתאים אלו, בין היתר, קיימים סטנדרטים של מטריצות גנטיות. הָהֵן. מוטציות עשויות להשפיע על הפריפריה, אבל בשום אופן לא על המרכז הזה. אז המרכז, הלב הוא הכל: אם הוא ניזוק, אז מתרחשת מוטציה גנטית בלתי הפיכה, הישות הופכת להוויה של כאוס. זה נקרא "תוהו ובוהו בלבו", "לא לב העולם הזה". כאשר האמצעי סובל - היכן מצויה המטריצה ​​של האור הראשוני (ומטריצת האור הראשוני היא למעשה חוקי חתך הזהב וכו', מה שמאפשר לחוש הרמוניה, כלומר להרגיש ולראות כיוונים לעבר אבולוציה, לקראת הגברת הרמוניה, ירידה באנטרופיה) אם זה נהרס, אז התנועה אל האושר הופכת ל"תנועה בראוניאנית", כך שהישות לא יכולה לקבוע מה יפה ומה מכוער.

ש: שמונת התאים האלה נמצאים בדיוק בלב?
ת: הם ממש באמצע החזה שלך, ממש באמצע שלך. רק אנשים חושבים שהילד גדל מלמעלה למטה. זה רק דשא שצומח מהאדמה לשמש, בעוד שאדם צומח מהאמצע לכל הכיוונים - הרגליים שלך צומחות למטה, הראש שלך גדל כלפי מעלה, הידיים שלך לצדדים, המרכז שממנו אתה גדל נמצא ב מאוד באמצע החזה שלך *.

*כל הפרטים של שיחה זו הם אישיים למפעיל. מפגשים אחרים הראו שתאי ההתייחסות בכל אחד מאיתנו יכולים להיות במקומות שונים. יכולים להיות 4, 8, 12 או יותר. הם יכולים להיות ביחד או לחוד, אבל לכולם יש אותם.הגביש בבית החזה קשור ישירות לתאי הייחוס - הוא מזין אותם במידע אנרגיה ויש לו תפקיד מגן. וכן, יש המכנים את זה "DNA פלזמה"

ש: האם ניתן להבחין פיזית בין התאים הללו לבין השאר איכשהו?
ת: כן, הם גדולים יותר מאחרים והם לא מזדקנים. הם מתים רק בגלל שהגוף מת. שאר התאים מזדקנים, מתים, מוחלפים באחרים, אך לתאים אלו חסר מנגנון ההזדקנות. הם למעשה בני אלמוות.

ש: האם תוכנית האלמוות התרחבה לשאר התאים לפני כן?
ת: בוא נגיד שהמוות לא היה תוכנית ביו-מכאנית, אלא בחירה מודעת. זה לא קרה ככה קודם. במרחב הרגיל, לא במרחב המעוות הזה, הגוף יכול לחיות כמה מעגלי חיים. באופן עקרוני, אם תאכל ותתרגל את התרגולים, תוכל לתמוך בגוף כמה זמן שתרצה, כמעט לנצח. אם רצית לעזוב את הגלגול, הלכת לישון בוודאות ברורה ש"אני נרדם ועוזב את העולם הזה". ואז בחלום (ונרדמת עמוק מהרגיל) התרחשה התנתקות, התודעה עפה מהגוף, והגוף פשוט נרדם ולא התעורר *. הָהֵן. המוות היה כמו אבא שאומר לילדיו: "נמאס לי לחיות, אני נותן לכם הכל, אני עוזב" - הוא נרדם ומת. אף אחד מעולם לא מת ממחלה, זה לא היה צפוי.
*לעיתים טיפול כזה תורגל במדיטציה, לפעמים בעזרת כמרים

ש: ומאיפה הגיעו מחלות וכדומה במקרה הזה? מי הציג את התוכנית במקור?
ת: כשהבורא שלנו נתן לנגיף להיכנס. הוא היה הראשון שחלה. ממנו, מגלגוליו הנשיים, החל העיוות - שני בורא "זכר", ואחד "נקבה". בגלל זה, כל זרימות האנרגיה מופרעות, הקשר עם העצמי העליון מופרע, ומתקבל רצון חופשי עם הפרדה מאלוהים. אחרי הכל, מה זה רצון חופשי? דמיינו את הגוף שלכם, הוא פועל כמכלול הרמוני אחד, לכל תא יש גם תודעה משלו, אבל כל הפעולות מכוונות לשמירה על ההומיאוסטזיס של האורגניזם כולו. ואם כל תא מתחיל לפעול כפי שהוא רוצה, אז זה נקרא סרטן בגוף. במובן עולמי, לאחר שהנגיף הגיע לכאן, החל הסרטן גם ביצירתנו, כי כל יצור נפרד מאלוהים והתחיל לפעול לפי העיקרון של "מה שאני רוצה, אני חוזר אחורה", והאני העליון אינו גזירה. בשבילי.

VYa פירושו VYa השמימי, Brahman, Aham Brahma Asmi - זהו זה. אין תיאום אחד, לכן, מהרגע שהנגיף "אכל" את אחד מהגלגולים הנשיים של הבורא שלנו, הדבר הראשון שהתחיל כאן היה משחקי מלחמה. זה התחיל משהו כמו הבא, המספרים הם שרירותיים לחלוטין, אתה יכול לדמיין את האירועים בערך כך: שבעים ילדי אלוהים נבראו, אלה יצורים חזקים, הם לא היו בהירים ולא כהים, הם חלקו את זה כמו בחצר - 35 לשחק עבור "הצבא האדום", 35 - עבור "פשיסטים", והחל ליפול במורד הרטט.

ככל שנפלו נמוך יותר, כך שכחו שהמלחמה היא "מלחמת חצר מהנה" והחלו להאמין במשימתם. ברמות הנמוכות יותר, האפלים החלו להילחם עם האורים די ברצינות. כזה הוא הבידור.

מפגישה אחרת:

ש: טכניקה* לעבודה עם תאי ייחוס, משיכת קרניים מתוך עצמו. מה זה ולמה זה ניתן?
ת: זוהי שחזור מעטפת.
ש: באיזו תדירות יש לעשות זאת?
O: איך אתה מרגיש.
ש: האם זה הגיוני לעשות זאת מדי יום?
ת: אם אתה מרגיש ככה. שימו לב לקליפה. מועדים עשויים להשתנות, מקצבים עשויים להשתנות. עקוב אחר הרגשות שלך.

*על איזו טכנולוגיה אנחנו מדברים? לגבי אחד פשוט מאוד:

האמינו בעובדה שבאמת יש לכם מקור אינסופי של אנרגיית חיים. לשם הפשטות, קרא לזה "תאי ייחוס", אם כי תאים אלה הם רק חלק קטן מהמקור הזה. בכל אחד מאיתנו הם מוכלים במקומות שונים, לא כל כך קשה למצוא אותם, אבל המיקום המדויק לא כל כך חשוב. גם אם אתה לא יכול לראות אותם, פשוט דע שהם נמצאים בתוכך.

אם משהו מתחיל לכאוב (ראש, בטן, זה לא משנה), בעזרת ידיים פיזיות אנחנו עושים תנועה של "לשלוף" את שדה תאי ההתייחסות מעצמנו.
בשלוש אצבעות אנו תופסים "צביטה" מהשדה, מושכים אותו מאיתנו ומשחררים (פותרים את האצבעות) אותו באורך זרוע דרך האיבר הכואב, כאילו אתה שולף מעצמך אור טהור (דרך האיבר), אשר משחזר את העבודה של תאים חולים, שורף כאב, מתחדש.

מבחוץ, זה ייראה כאילו אתה מסיר מעצמך הרבה מוך במהירות (עליך לעשות כמה תריסר תנועות לפני שהכאב יתחיל לחלוף).

למשתמשים מתקדמים:

בקשו לראות את התאים במדיטציה, הם יראו לכם. בהמשך, בעזרת האפוטרופוס או בכוחות עצמנו, אנו מעמידים את שדה ההתייחסות (זוהר) לגודל הגוף הפיזי שלנו, נוכל לחרוג ממנו, לכוון אותו לאיבר החולה, לתקן את התחושות, לזכור אותן. אם נחוץ. עם הזמן כבר אין צורך להזיז את היד הפיזית, מספיק להזיז את היד האתרית ("דמיין"). לתרגול יש לא רק פוטנציאל ריפוי רב עוצמה, אלא גם עוזר בהרחבת הגבולות גופים רזים, עיבוי ההילה ומילוי רווחים.

תבדוק אם זה עובד)

קטעים נושאיים:
| | | |

מה עדיף לטבע: לקנות עץ חג המולד חי או מלאכותי?זה מאוד נושא מורכב, עליה ננסה לענות בצורה פשוטה ככל האפשר, בהתבסס על "טביעת הרגל הפחמנית" שהותיר חיים ו עץ מלאכותי,- כלומר כמות גזי החממה הנפלטים במהלך מחזור החיים של מוצר. ה-Carbon Trust מעריך שעץ חג המולד חי בגודל שני מטרים משאיר כמות שווה של 16 ק"ג של פחמן דו חמצני אם מושלך לאחר השימוש, ורק 3.5 ק"ג אם נשרף. ריקבון גורם לייצור מתאן, אשר יוצר הרבה יותר חזק אפקט החממהמאשר פחמן דו חמצני עצמו. לפי אותם נתונים, עץ חג המולד מלאכותי באורך שני מטרים משאיר "טביעת רגל פחמנית" של 40 ק"ג של CO 2 . אז אם תבחר באפשרות זו, נסה להשתמש בעץ זה זמן רב יותר. למה אנשים משתהקים?לא רק בני אדם משהקים: התכווצויות עוויתיות אלו של הסרעפת מענות מעת לעת את כל היונקים וחיות רבות אחרות המשתמשות בהנשמה ריאתית. תנועות קצרות וחזקות יוצרות נשימות חדות המופסקות על ידי חסימה פתאומית של דרכי הנשימה, היוצרות צליל אופייני של שיהוקים. תגובה בלתי רצונית זו אמורה לסייע בהוצאת אוויר מהבטן. אבל זה יכול להיות גם תוצאה של גירוי מקרי של עצב הוואגוס, שעובר דרך אותו פתח בסרעפת כמו הוושט. לכן, שיהוקים עלולים לגרום לספיגה מהירה מדי של מזון. יש גם השערה שהשיהוקים הם שריד שנותר לנו מתקופות רחוקות בצורה מסחררת. בכל מקרה, דו-חיים נושמים דרך עוויתות דומות מאוד המאפשרות לשטוף את הזימים שלהם. האם אתה יכול להצטנן מהכלב שלך?
לא סביר: רוב המקרים של SARS מתרחשים עקב רינוווירוס, אשר, ככלל, מתמחים בהדבקה של מין מסוים. לבעלי חיים יש את הזנים הקרים שלהם, לנו יש את שלנו. מצד שני, נגיף השפעת גמיש יותר, ומקרים של העברה של שפעת "חזירים" או "ציפורים" לבני אדם הם נדירים, אך ידועים ברבים. אבל חיידקים - פתוגנים הם הרבה יותר אוניברסליים, וסטרפטוקוקים או חיידקי שחפת הגורמים לתעוקת חזה יכולים גם להדביק את הכלב שלך וגם להידבק ממנו. האם ניתן לפגוע באדם על ידי הפניית אלף מצביעי לייזר לעברו?הלייזר במצביע עלול לפגוע בראייה, אך הוא אינו מורגש על ידי העור. לרוב מדובר במערכות בעלות הספק של פחות מ-5 mW, לפי GOST יש לסמן אותן בתוויות אזהרה, אך מכירותיהן אינן מוגבלות. אם הגעת לרעיון להשמיד את האויב באמצעות מצביעי לייזר, אז מאות לא יספיקו. הפיזיקאית רבקה תומפסון מאוניברסיטת טקסס חישבה שכדי שקרן שנכנסת לעין תוכל לחדור ולפגוע במוח, היא תידרש להספק של לפחות 1 קילוואט, כלומר לפחות 200,000 מצביעים ממוקדים בנקודה אחת. תיאורטית, ניתן להניח אותם על "צלחת פרבולית" גדולה, ולרכז את הקרינה על הקורבן. לאילו תאי גוף אין DNA?
בתחילה קיים DNA בכל התאים שלנו, אך בשלבי החיים הבוגרים, חלקם מאבדים את הגרעין ואת הכרומוזומים הכלולים בו. לפיכך, קרטינוציטים מוקרנים בשכבות העור העליונות מסיימים את חייהם ללא גרעין ואברונים מרכזיים. גם לטסיות אין גרעין - פיסות ציטופלזמה שנפרדו מתאי מגה-קריוציטים. הדוגמה המוכרת ביותר היא תאי הדם האדומים נושאי החמצן, שכתוצאה מכך מצטמצמים באופן דרסטי ויכולים לנוע דרך נימים דקים. לאריתרוציטים בוגרים אין אפילו מיטוכונדריה שיכולות להכיל DNA חוץ-גרעיני.

איך אסטרונאוטים חיים ב-ISS?זריחות ושקיעות ב-ISS מתרחשות כל שעה וחצי. השמש כבר לא יכולה להגדיר קצב נוח של שינה וערות. אבל אסטרונאוטים צופים באותה מחזוריות רגילה. 24 שעות מחולקות ל-6.5 שעות עבודה, 2.5 שעות אימון על סימולטורים, שעה לארוחת צהריים, השאר מנוחה ושינה. בדרך כלל מודיעים על העלייה ב-6:00, העבודה מתחילה ב-8:00 ומסתיימת ב-19:00, כיבוי האורות ב-21:30. הזמן נספר לפי שעון גריניץ', כלומר ארבע שעות אחרי מוסקבה. מדוע פלוטו אינו כוכב לכת?
כמעט חצי מאה לאחר התצפית הראשונה בפלוטו, ממדיו נותרו לא ידועים בדיוק. רק בשנת 1978, כאשר התגלה הלוויין Charon, ניתן היה לקבוע את המסה, ולאחר מכן את קוטרו של פלוטו, שהיה רק ​​2370 ק"מ. לשם השוואה, קוטר הירח הוא 3475 ק"מ. בחגורת קויפר, שבה נמצא פלוטו, יש הרבה גופים דומים בגודלם, ואריס אפילו כבד יותר. גילוי אריס ב-2005 היה הקש האחרון: היה צורך לדרג אותו ככוכב לכת, ועשרות גופים הדומים לפלוטו, או להוציא את פלוטו עצמו ממספרם. ההחלטה התקבלה ב-2006: כוכב לכת במערכת השמש נחשב כיום לגוף המקיף את השמש, לא לוויין של אחד מכוכבי הלכת, מסיבי מספיק כדי לקבל צורה מעוגלת ולפנות את קרבת מסלולו. פלוטו, כמו גם אריס, קרס ורבים אחרים אינם עומדים בתנאי השלישי ואינם מגיעים לכוכבי לכת מלאים.

תשומת הלב!!! חומר זה תוקן, נוסף ונכלל בספר "יצירה או אבולוציה? בן כמה כדור הארץ? אנא עברו לדף כדי לקרוא -->

כדי להיות משוכנעים באבסורד של יצירה ספונטנית, בואו נראה איך המיקרוקוסמוס עובד. שימו לב שנשקול זאת רק באופן שטחי, מכיוון שהוא מסובך מדי.

תא הוא יחידה יסודית של מבנה ופעילות חיונית של כל היצורים החיים. יש לו חילוף חומרים משלו, הוא מסוגל לקיום עצמאי, רבייה עצמית והתפתחות. כל תא הוא עיר במיניאטורה, המורכבת מתחנות כוח, גשרים עיליים, מתקני טיפול וכו'. תא מורכב מגרעין, ממברנה, ציטופלזמה, כרומוזומים, ריבוזומים, DNA, RNA, חלבונים ואלמנטים רבים אחרים, שלכל אחד מהם, בתורו, יש מיקרוקוסמוס משלו. באופן טבעי, תא יכול להתקיים ולבצע את תפקידיו אם כל המבנים הללו נוצרים בו זמנית.

מולקולת חלבון (חלבון) מורכבת מ-50 - 40,000 חומצות אמינו המחוברות זו לזו.

אורז. עקרון המבנה של חלבון מחומצות אמינו

יתרה מכך, לא ניתן להפריז במגוון מבני החלבון שנוצרו מ-20 סוגי חומצות אמינו. אז, שרשרת של 100 חומצות אמינו (חלבון קטן) יכולה להיות מיוצגת ביותר מ-10 בחזקת 130, במילים אחרות, 10 ו-130 אפסים. לדוגמא: באוקיינוסים יש 10 עד 40 דרגה של מולקולות מים (10 ו-40 אפסים). יתרה מכך, למיקומה של כל חומצת אמינו במבנה החלבון יש חשיבות רבה, כמו ב תוכנת מחשב. אם לפחות אלמנט אחד מסודר מחדש, מולקולת החלבון לא תעבוד, מה שאומר שהיא לא תוכל לתפקד ולמלא את ייעודה, והתא, כלומר, החלק בגוף שבו יש צורך בתאים עם חלבונים אלו, לא יעבוד. תארו לעצמכם כמה זניחה האפשרות להופעה ספונטנית של החלבון הפשוט ביותר, ועוד יותר מזה הספציפי שדרוש לתא וכתוצאה מכך לגוף! אבל לתפקודם של התאים והאורגניזמים הפשוטים ביותר, דרושים אלפי חלבונים שונים.

ללא ריבוזומים ו-RNA, חומצות אמינו אינן יכולות להתאחד לחלבון, במיוחד בזה שדרוש בשלב זה בתא מסוים. ה-RNA לוקח את המידע על החלבון הרצוי הזה מה-DNA, והריבוזומים משמשים כאבן בניין.

אורז. סינתזת חלבון בתא

במולקולת DNA של כרומוזומים אנושיים, יש בין 50 ל-245 מיליון זוגות מסודרים בצורה מורכבת של בסיסים חנקן. ביוכימאים חישבו שבמולקולת DNA אחת, יש 10 עד 87 גרסאות של חיבור החומר בה. ורק אפשרות אחת תאפשר לך ליצור אותך באופן אישי - עם כל האיברים המתפקדים כראוי ואיכויות הפרט. מדענים חומרניים מאמינים שכדור הארץ הוא בן 4.5 מיליארד שנים. פרק זמן זה מתאים ל-10 בחזקת ה-25 של שניות. כלומר, אם כל שנייה יומצא וריאנט אחד של DNA, אז הגיל של כדור הארץ לא יספיק כדי ליצור DNA מתפקד אחד. אבל זה לא רק המורכבות העצומה של ה-DNA. העובדה היא ש-DNA היא תוכנית שניתן להשוות לקוד מחשב. רק הקוד הזה עולה על התוכניות שנוצרו על ידי האדם בגודלו ובמורכבותו. המתכנת המפורסם ביל גייטס אמר זאת על ה-DNA: "DNA אנושי הוא כמו תוכנת מחשב, רק מושלם יותר לאין שיעור". תחשוב על זה, מכיוון שיש תוכנית, אז צריך גם מנגנון קריאה, אחרת כל תוכנית היא פשוט זבל. אז, DNA מכיל גם קוד ליצירת מנגנון לקריאת מידע מעצמו ובנייה נוספת של האורגניזם כולו לפי תוכנית זו. כתוב ב-DNA היכן ובאיזה שעה צריך ליצור חלבון מסוים ואלמנטים אחרים באדם. מתא אחד שבו נמצא ה-DNA מתחילה הבנייה העצמית של כל אורגניזם. המבנה של מולקולת ה-DNA מאפשר לה להתחלק. הוא מורכב משני גדילים זהים מקבילים של נוקלאוטידים המקושרים על ידי קשר מימן כימי חלש. כאשר המולקולה מתחלקת, השרשרת נשברת, ומשאירה את כל המידע בכל אחד מהתאים החדשים שנוצרו.

אורז. מבנה DNA

מי יצר את החומר לתא? מי חיבר את החומר הזה לכלוב? מי המציא שונים - שונים זה מזה, מיועדים לתפקודים שונים, אך הכרחיים עבור כל תא אורגניזם. מי כתב את המידע בצורה של תוכנית ב-DNA? מי יצר את המנגנון לקריאה וביצוע של מידע זה? סרט תיעודי מדעי שצולם על המורכבות הגאונית של התא" נס בכלוב (נס בכלוב)", שבו מוצג בצורה של אנימציה אילו תהליכים מורכבים ביותר מתרחשים בתוך התא. יש הרבה סרטונים על זה "חיי התא", "עולם התא" וכו'. כדי לנתח את התיאוריה של דרווין, אתה צריך להבין את זה באותם ימים המדע יכול היה לראות רק חיידקים גדולים, והתא הוצג לאנשים כמיכל זעיר עם נוזל. יתר על כן, הם לא ידעו דבר על מיקרוביולוגיה וגנטיקה.

כיום, מדענים רבים מודעים למורכבות המדהימה של מבנה התא ושל האורגניזם כולו. חלקם בצד של הבריאתנים. אבל רבים מאמינים במקרה. לפיכך, אנו רואים לא את העימות של מדענים נגד הדת, אלא שתי דתות - 1) אמונה באלוהים ובבריאה, ו-2) אמונה בלידת החיים המאושרת בשוגג ובהמשך התפתחותם העצמית. אבל מספיקה אפילו סיבה פשוטה כדי להבין את חוסר האפשרות המעשית של האחרון. תחשוב על איך מיליוני יסודות דוממים, בעזרת קשרים כימיים, התארגנו למבנים ענקיים מורכבים של DNA, RNA, ריבוזומים, חלבונים וכו', בעקבות רצף מוגדר בהחלט (כולל התוכנית), ולאחר מכן, "חושבים דרך " ו"הפצת" אינטראקציות זה עם זה, כשהם מקיפים את עצמם בקליפה, יצרו מעצמו אורגניזם חי - תא עם מגוון עצום של אפשרויות ותפקודים. כיצד אז התאים, שהתחלקו, לא התפשטו לג'לי, אלא יצרו איברים נפרדים, רקמות, עצמות, כלי דם, המוח, אשר באינטראקציה זה עם זה בצורה מורכבת, יצרו אורגניזם בר-קיימא ובעל יכולת להתרבות עצמית. מאיפה הגברי והנשי? אם נניח שהתפתחנו מאמבה, אז תיאוריית הביקוע תהיה נכונה יותר. כיצד, בתהליך האבולוציה בתוך המין, נציגיו התחלקו בהדרגה לזכר ולנקבה, תוך שמירה על הכדאיות ורכישת היכולת להתרבות באופן ייחודי מסוגם, ואף דרכים שונות(פנימי, חיצוני, הפריה כפולה...)? כיצד נוצרו יצורים חדשים, למשל, יונקים, כאשר מבנה האורגניזמים הנשי והזכרי עדיין היה בתהליך של הפרדה והתפתחות? אחרי הכל, זרעונים לא מפותחים, ביציות והרחם פשוט לא מסוגלים ליצור יצור חי. כיצד התפתחו יצורים בעלי מין שונה ואיבריהם במקביל תוך כדי קיימא. היום אנו רואים שאפילו סטייה קטנה או מחלה בזרע, ביציות וברחם הופכת אדם לעקר. ואם כבר מדברים על התפתחות אבולוציונית, השיפור ההדרגתי של כל דבר, גם חיצוני וגם פנימי, כולל איברי הרבייה, הוא פשוט בלתי נמנע. כיצד התרבו יצורים לא מפותחים עם איברי רבייה לא מפותחים, וכיצד התרבות צורות ביניים? לחומרנים אין תשובות לשאלות הללו, ואי אפשר להיות.

כאן ראוי להיזכר בשאלה רטורית שמטריאליסטים לעולם לא יוכלו למצוא לה תשובה: "מה היה לפני התרנגולת או הביצה?". למרות השאלה הקומית לכאורה, הוא רציני מאוד. התרנגולת לא הייתה יכולה להתקיים ללא הביצה, המכשיר המושלם להיווצרות העובר, גדילת העובר והתפתחותו לתרנגולת. אז הביצה לא יכלה להופיע פתאום משום מקום בלי תרנגולת. האנלוגיה הבלעדית הזו מונחת על נקודות שנויות במחלוקת אחרות בתורת האבולוציה המטריאליסטית. כפי שצוין לעיל, לכל אורגניזם יש DNA, המכיל את כל המידע עליו. ללא ה-DNA המוכן הזה עם מידע מוטבע בו, האורגניזם המושלם הזה לא היה קיים. אז אפשר לקחת DNA רק מיצור שכבר נוצר.

סר פרד הויל, פרופסור לאסטרונומיה בקיימברידג', הקדיש חלק ניכר מזמנו לחישוב מתמטי של אפשרות המקור המקרי של חיים ובהמשך קבע: "סביר יותר שטורנדו ששועט דרך מגרש גרוטאות יכול להרכיב בואינג 747 מ זבל שנזרק לאוויר מאשר מהטבע הדומם יכול לעלות בחיים."

לכן, המדע עדיין לא יכול לתת דוגמה חוזרת על הדור הספונטני של החיים!

תא, מולקולה, DNA - המיקרו-עולם האנושי, החיים בתוך האורגניזם

שיטת הרדיופחמן שגויה

השדה המגנטי של כדור הארץ נחלש

שכבות "פירסינג".

שחיקת קרקע ברמה הראשונית

הירח בן פחות מ-10,000 שנים

גידול האוכלוסייה תואם את העידן המקראי של כדור הארץ

ירח קרוב לכדור הארץ

טבעות קרח מציגות לא שנים

שונית האלמוגים גדלה כבר פחות מ-5,000 שנה

דינוזאורים הם עדים אמינים

כל בני האדם הם צאצאים מאותו זוג

תרבויות וכתיבה בני פחות מ-5,000 שנה

לשכבות כדור הארץ אין תיארוך משלהן. שכבות גיאולוגיות. קנה מידה גיאולוגי

חוסר ראיות מדעיות. קנט הובינד

בצד ימין נמצא סליל ה-DNA האנושי הגדול ביותר שנבנה מאנשים על החוף בוורנה (בולגריה), שנכלל בספר השיאים של גינס ב-23 באפריל 2016

חומצה דאוקסיריבונוקלאית. מידע כללי

DNA (חומצה דאוקסיריבונוקלאית) היא מעין שרטוט של חיים, קוד מורכב המכיל נתונים על מידע תורשתי. מקרומולקולה מורכבת זו מסוגלת לאחסן ולהעביר מידע גנטי תורשתי מדור לדור. DNA קובע תכונות כאלה של כל אורגניזם חי כמו תורשה ושונות. המידע המקודד בו קובע את כל תוכנית הפיתוח של כל אורגניזם חי. גורמים משובצים גנטית קובעים מראש את כל מהלך החיים של אדם וגם של כל אורגניזם אחר. השפעה מלאכותית או טבעית של הסביבה החיצונית יכולה להשפיע רק במעט על החומרה הכוללת של תכונות גנטיות בודדות או להשפיע על התפתחות תהליכים מתוכנתים.

חומצה דאוקסיריבונוקלאית(DNA) היא מקרומולקולה (אחת משלושת העיקריות שבהן, השתיים האחרות הן RNA וחלבונים), המספקת אחסון, העברה מדור לדור ויישום התוכנית הגנטית לפיתוח ותפקודם של אורגניזמים חיים. DNA מכיל מידע על המבנה של סוגים שונים של RNA וחלבונים.

בתאים איקריוטיים (בעלי חיים, צמחים ופטריות), ה-DNA נמצא בגרעין התא כחלק מכרומוזומים, וכן בחלק מאברוני התא (מיטוכונדריה ופלסידים). בתאים של אורגניזמים פרוקריוטיים (חיידקים וארכיאה), מולקולת DNA מעגלית או ליניארית, מה שנקרא נוקלואיד, מחוברת מבפנים אל קרום תא. גם להם ולאאוקריוטים התחתונים (לדוגמה, שמרים) יש מולקולות DNA אוטונומיות קטנות, בעיקר מעגליות, הנקראות פלסמידים.

מנקודת מבט כימית, ה-DNA הוא מולקולה פולימרית ארוכה המורכבת מבלוקים חוזרים - נוקלאוטידים. כל נוקלאוטיד מורכב מבסיס חנקני, סוכר (דאוקסיריבוז) וקבוצת פוספט. הקשרים בין נוקלאוטידים בשרשרת נוצרים על ידי דאוקסיריבוז ( מ) ופוספט ( ו) קבוצות (קשרי פוספודיסטר).

אורז. 2. נוקלרטיד מורכב מבסיס חנקני, סוכר (דאוקסיריבוז) וקבוצת פוספט

ברוב המכריע של המקרים (למעט וירוסים מסוימים המכילים DNA חד-גדילי), מקרומולקולת ה-DNA מורכבת משתי שרשראות המוכוונות על ידי בסיסים חנקן זה לזה. מולקולה דו-גדילית זו מפותלת בסליל.

ישנם ארבעה סוגים של בסיסים חנקן המצויים ב-DNA (אדנין, גואנין, תימין וציטוזין). הבסיסים החנקניים של אחת השרשראות מחוברים לבסיסים החנקניים של השרשרת השנייה בקשרי מימן לפי עקרון ההשלמה: אדנין מתחבר רק עם תימין ( בְּ), גואנין - רק עם ציטוזין ( G-C). זוגות אלו הם המרכיבים את ה"שלבים" של ה"סולם" הסליל של ה-DNA (ראה: איור 2, 3 ו-4).

אורז. 2. בסיסים חנקניים

רצף הנוקלאוטידים מאפשר לך "לקודד" מידע על סוגים שונים RNA, החשובים שבהם הם מידע או תבנית (mRNA), ריבוזומלי (rRNA) ותחבורה (tRNA). כל סוגי ה-RNA הללו מסונתזים על תבנית ה-DNA על ידי העתקת רצף ה-DNA לתוך רצף ה-RNA המסונתז במהלך השעתוק ולוקחים חלק בביו-סינתזה של חלבונים (תהליך תרגום). בנוסף לרצפי קידוד, DNA התא מכיל רצפים המבצעים פונקציות רגולטוריות ומבניות.

אורז. 3. שכפול DNA

מיקומם של השילובים הבסיסיים של תרכובות כימיות של DNA והיחסים הכמותיים בין השילובים הללו מספקים קידוד של מידע תורשתי.

חינוך DNA חדש (שכפול)

1. תהליך השכפול: התפרקות הסליל הכפול של DNA - סינתזה של גדילים משלימים על ידי DNA פולימראז - יצירת שתי מולקולות DNA מאחת.
2. הסליל הכפול "נפרק" לשני ענפים כאשר אנזימים מפרקים את הקשר בין זוגות הבסיס של תרכובות כימיות.
3. כל ענף הוא אלמנט DNA חדש. זוגות בסיסים חדשים מחוברים באותו רצף כמו בענף האב.

עם השלמת השכפול, נוצרים שני סלילים עצמאיים, שנוצרים מהתרכובות הכימיות של ה-DNA האב ובעלי אותו קוד גנטי איתו. בדרך זו, DNA מסוגל לקרוע מידע מתא לתא.

מידע מפורט יותר:

מבנה של חומצות גרעין

אורז. ארבע . בסיסים חנקניים: אדנין, גואנין, ציטוזין, תימין

חומצה דאוקסיריבונוקלאית(DNA) מתייחס לחומצות גרעין. חומצות גרעיןהוא מחלקה של ביו-פולימרים לא סדירים שהמונומרים שלהם הם נוקלאוטידים.

נוקלאוטידיםמורכב מ בסיס חנקני, מחובר לפחמימה בת חמישה פחמנים (פנטוז) - דאוקסיריבוז(במקרה של DNA) או ריבוז(במקרה של RNA), שמתחבר עם שארית חומצה זרחתית (H 2 PO 3 -).

בסיסים חנקןישנם שני סוגים: בסיסי פירמידין - אורציל (רק ב-RNA), ציטוזין ותימין, בסיסי פורין - אדנין וגואנין.

אורז. איור 5. מבנה הנוקלאוטידים (משמאל), מיקומו של הנוקלאוטיד ב-DNA (תחתית) וסוגי הבסיסים החנקניים (מימין): פירמידין ופורין

אטומי הפחמן במולקולת פנטוז ממוספרים מ-1 עד 5. פוספט מתחבר עם אטומי הפחמן השלישי והחמישי. כך מקושרות חומצות גרעין יחד ליצירת שרשרת של חומצות גרעין. לפיכך, אנו יכולים לבודד את קצוות 3' ו-5' של גדיל ה-DNA:

אורז. 6. בידוד של קצוות 3' ו-5' של גדיל ה-DNA

נוצרים שני גדילים של DNA הליקס כפול. שרשראות אלו בספירלה מכוונות בכיוונים מנוגדים. בגדילים שונים של DNA, בסיסים חנקניים מחוברים זה לזה באמצעות קשרי מימן. אדנין תמיד מתחבר עם תימין, וציטוזין תמיד מתחבר עם גואנין. זה נקרא כלל ההשלמה.

כלל השלמה:

A-T G-C

למשל, אם ניתן לנו גדיל DNA שיש לו את הרצף

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

אז השרשרת השנייה תהיה משלימה לה ותכוון לכיוון ההפוך - מקצה 5' לקצה 3':

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3'.

אורז. 7. כיוון השרשראות של מולקולת ה-DNA וחיבור הבסיסים החנקניים באמצעות קשרי מימן

שכפול הדנ"א

שכפול הדנ"אהוא תהליך הכפלת מולקולת DNA על ידי סינתזת תבנית. ברוב המקרים של שכפול DNA טבעיתֶחֶלעבור סינתזת DNA היא קטע קצר (נוצר שוב). פריימר ריבונוקלאוטיד כזה נוצר על ידי האנזים פרימז (DNA פרימאז בפרוקריוטים, DNA פולימראז באוקריוטים), ולאחר מכן מוחלף בפולימראז של דאוקסיריבונוקלאוטיד, שבדרך כלל מבצע פונקציות תיקון (תיקון נזקים כימיים ושברים במולקולת ה-DNA).

שכפול מתרחש באופן חצי שמרני. המשמעות היא שהסליל הכפול של ה-DNA מתפרק ושרשרת חדשה מסתיימת על כל אחת מהשרשרות שלו לפי עקרון ההשלמה. מולקולת ה-DNA הבת מכילה אפוא גדיל אחד ממולקולת האם ואחד שסונתז לאחרונה. שכפול מתרחש בכיוון 3' עד 5' של גדיל האב.

אורז. 8. שכפול (הכפלה) של מולקולת ה-DNA

סינתזת DNA- זה לא תהליך כל כך מסובך כפי שהוא עשוי להיראות במבט ראשון. אם אתה חושב על זה, אז קודם כל אתה צריך להבין מהי סינתזה. זה תהליך של חיבור של משהו. היווצרות מולקולת DNA חדשה מתרחשת במספר שלבים:

1) DNA topoisomerase, הממוקם בחזית מזלג השכפול, חותך את ה-DNA על מנת להקל על התפרקותו והתפרקותו.
2) DNA helicase, בעקבות טופואיזומראז, משפיע על תהליך ה"פירוק" של סליל ה-DNA.
3) חלבונים קושרים DNA מבצעים את הקישור של גדילי DNA, וגם מבצעים את ייצובם, ומונעים מהם להיצמד זה לזה.
4) DNA פולימראז δ(דֶלתָא) , בתיאום עם מהירות התנועה של מזלג השכפול, מבצע את הסינתזהמוֹבִילשרשראותחברה בת DNA בכיוון 5" → 3" על המטריצהאִמָהִי גדילי DNA בכיוון מקצה ה-3 אינץ' שלו לקצה ה-5 אינץ' (מהירות של עד 100 זוגות בסיסים בשנייה). האירועים האלה על זה אִמָהִיגדילי DNA מוגבלים.

אורז. 9. ייצוג סכמטי של תהליך שכפול ה-DNA: (1) גדיל בפיגור (גדיל), (2) גדיל מוביל (גדיל מוביל), (3) DNA פולימראז α (Polα), (4) DNA ליגאז, (5) RNA -פריימר, (6) פרימאז, (7) מקטע Okazaki, (8) DNA פולימראז δ (Polδ ), (9) Helicase, (10) חלבונים קושרי DNA חד-גדילי, (11) טופואיזומראז.

הסינתזה של גדיל ה-DNA הבת המפגר מתוארת להלן (ראה להלן). תָכְנִיתמזלג שכפול ותפקוד אנזימי שכפול)

למידע נוסף על שכפול DNA, ראה

5) מיד לאחר השחרור והתייצבות של גדיל נוסף של מולקולת האם, הוא מצטרףDNA פולימראז α(אלפא)ובכיוון 5 "→3" מסנתז פריימר (פריימר RNA) - רצף RNA על תבנית DNA באורך של 10 עד 200 נוקלאוטידים. אחרי זה, האנזיםהוסר מגדיל ה-DNA.

במקום DNA פולימראזα מחובר לקצה 3 אינץ' של הפריימר DNA פולימראזε .

6) DNA פולימראזε (אפסילון) כאילו ממשיך להאריך את הפריימר, אבל כמצע מוטבעdeoxyribonucleotides(בכמות של 150-200 נוקלאוטידים). כתוצאה מכך, חוט מוצק נוצר משני חלקים -RNA(כלומר פריימר) ו DNA. DNA פולימראז εעובד עד שהוא פוגש את הפריימר של הקודםשבר אוקאזאקי(מסונתז קצת קודם). לאחר מכן מוסר אנזים זה מהשרשרת.

7) DNA פולימראז β(בטא) עומד במקוםפולימראזות DNA ε,נע באותו כיוון (5" → 3") ומסיר ריבונוקלאוטידים פריימר תוך החדרת דאוקסיריבונוקלאוטידים במקומם. האנזים פועל עד להסרה מלאה של הפריימר, כלומר. עד ל-deoxyribonucleotide (אפילו יותר מסונתז בעברDNA פולימראז ε). האנזים אינו מסוגל לקשר בין תוצאת עבודתו לבין ה-DNA מלפנים, ולכן הוא עוזב את השרשרת.

כתוצאה מכך, שבר של ה-DNA של הבת "שוכב" על המטריצה ​​של חוט האם. זה נקראשבר של אוקאזאקי.

8) DNA ligase קושר שניים סמוכים שברי אוקאזאקי , כלומר סוף 5 אינץ' של הקטע, מסונתזDNA פולימראז ε,וקצה שרשרת בגודל 3 אינץ' מובנהDNA פולימראזβ .

מבנה ה-RNA

חומצה ריבונוקלאית(RNA) היא אחת משלושת המקרומולקולות העיקריות (השתיים האחרות הן DNA וחלבונים) שנמצאות בתאים של כל האורגניזמים החיים.

בדיוק כמו DNA, RNA מורכב משרשרת ארוכה שבה כל חוליה נקראת נוקלאוטיד. כל נוקלאוטיד מורכב מבסיס חנקני, סוכר ריבוז וקבוצת פוספטים. עם זאת, בניגוד ל-DNA, ל-RNA יש בדרך כלל גדיל אחד ולא שני. פנטוז ב-RNA מיוצג על ידי ריבוז, לא דאוקסיריבוז (לריבוז יש קבוצת הידרוקסיל נוספת על אטום הפחמימה השני). לבסוף, DNA שונה מ-RNA בהרכב הבסיסים החנקניים: במקום תימין ( ט) אורציל קיים ב-RNA ( U) , שהוא גם משלים לאדנין.

רצף הנוקלאוטידים מאפשר ל-RNA לקודד מידע גנטי. כל האורגניזמים התאיים משתמשים ב-RNA (mRNA) כדי לתכנת סינתזת חלבון.

RNA תאיים נוצרים בתהליך הנקרא תַעֲתוּק כלומר, סינתזה של RNA על תבנית DNA, המתבצעת על ידי אנזימים מיוחדים - פולימראזות RNA.

RNA שליח (mRNA) לאחר מכן לוקח חלק בתהליך הנקרא מִשׁדָר, הָהֵן. סינתזת חלבון על תבנית mRNA בהשתתפות ריבוזומים. RNAs אחרים עוברים שינויים כימיים לאחר שעתוק, ולאחר היווצרות של מבנים משניים ושלישוניים, הם מבצעים פונקציות התלויות בסוג ה-RNA.

אורז. 10. ההבדל בין DNA ל-RNA מבחינת הבסיס החנקני: במקום תימין (T), ה-RNA מכיל אורציל (U), שהוא גם משלים לאדנין.

תַעֲתוּק

זהו תהליך סינתזת RNA על תבנית DNA. DNA מתפרק באחד האתרים. אחת השרשראות מכילה מידע שצריך להעתיק אל מולקולת ה-RNA – שרשרת זו נקראת קידוד. הגדיל השני של ה-DNA, המשלים לגדיל המקודד, נקרא גדיל התבנית. בתהליך השעתוק על שרשרת התבנית בכיוון 3'-5' (לאורך שרשרת ה-DNA), מסונתזת שרשרת RNA משלימה לה. כך נוצר עותק RNA של גדיל הקידוד.

אורז. 11. ייצוג סכמטי של תמלול

לדוגמה, אם ניתן לנו את הרצף של גדיל הקידוד

3'-ATGTCCTAGCTGCTCG - 5',

לאחר מכן, על פי כלל ההשלמה, שרשרת המטריצה ​​תישא את הרצף

5'- TACAGGATCGACGAGC- 3',

וה-RNA המסונתז ממנו הוא הרצף

מִשׁדָר

קחו בחשבון את המנגנון סינתזת חלבוןעל מטריצת ה-RNA, כמו גם הקוד הגנטי ותכונותיו. כמו כן, למען הבהירות, בקישור למטה, אנו ממליצים שתסתכל על סרטון קצרעל תהליכי התעתיק והתרגום המתרחשים בתא חי:

אורז. 12. תהליך סינתזת חלבון: DNA מקודד ל-RNA, RNA מקודד לחלבון

קוד גנטי

קוד גנטי- שיטה לקידוד רצף חומצות האמינו של חלבונים באמצעות רצף של נוקלאוטידים. כל חומצת אמינו מקודדת על ידי רצף של שלושה נוקלאוטידים - קודון או שלישייה.

קוד גנטי המשותף לרוב הפרו-אוקריוטים. הטבלה מפרטת את כל 64 הקודונים ומפרטת את חומצות האמינו המתאימות. סדר הבסיס הוא מקצה ה-5 אינץ' עד 3 אינץ' של ה-mRNA.

טבלה 1. קוד גנטי סטנדרטי

1 הקרן לא	בסיס 2								3 הקרן לא
	U		ג		א		ג
U	U U U	(Phe/F)	U C U	(Ser/S)	U A U	(Tyr/Y)	U G U	(Cys/C)	U
	U U C		U C C		U A C		U G C		ג
	U U A	(Leu/L)	U C A		U A A	קודון עצור**	U G A	קודון עצור**	א
	U U G		U C G		U A G	קודון עצור**	U G G	(Trp/W)	ג
ג	C U U		C C U	(לִתְמוֹך)	C A U	(שלו/ח)	C G U	(Arg/R)	U
	C U C		C C C		C A C		C G C		ג
	C U A		C C A		C A A	(Gln/Q)	CGA		א
	C U G		C C G		C A G		C G G		ג
א	א U U	(Ile/I)	A C U	(Thr/T)	A U	(Asn/N)	A G U	(Ser/S)	U
	א U C		A C C		A A C		A G C		ג
	א U A		A C A		א א א	(Lys/K)	A G A		א
	א U G	(נפגש/M)	A C G		א א ג		A G G		ג
ג	G U U	(Val/V)	G C U	(אלא/א)	G A U	(Asp/D)	G G U	(Gly/G)	U
	G U C		G C C		G A C		G G C		ג
	G U A		G C A		G A A	(דֶבֶק)	G G A		א
	G U G		G C G		G A G		G G G		ג

בין השלשות, ישנם 4 רצפים מיוחדים הפועלים כ"סימני פיסוק":

• *שְׁלִישִׁיָה אוגוסט, המקודד גם מתיונין, נקרא התחל קודון. קודון זה מתחיל את הסינתזה של מולקולת חלבון. לפיכך, במהלך סינתזת חלבון, חומצת האמינו הראשונה ברצף תהיה תמיד מתיונין.

• **שלישיות UAA, UAGו UGAשקוראים לו לעצור קודוניםואל תקוד עבור חומצות אמינו כלשהן. ברצפים אלה, סינתזת החלבון נעצרת.

מאפייני הקוד הגנטי

1. טריפליטי. כל חומצת אמינו מקודדת על ידי רצף של שלושה נוקלאוטידים - שלישייה או קודון.

2. המשכיות. אין נוקלאוטידים נוספים בין השלשות, המידע נקרא ברציפות.

3. לא חופפים. נוקלאוטיד אחד לא יכול להיות חלק משתי שלישיות בו-זמנית.

4. ייחודיות. קודון אחד יכול לקודד לחומצת אמינו אחת בלבד.

5. ניוון. חומצת אמינו אחת יכולה להיות מקודדת על ידי מספר קודונים שונים.

6. רבגוניות. הקוד הגנטי זהה לכל היצורים החיים.

דוגמא. ניתן לנו את הרצף של גדיל הקידוד:

3’- CCGATTGCACGTCGATCGTATA- 5’.

לשרשרת המטריצה ​​תהיה הרצף:

5’- GGCTAACGTGCAGCTAGCATAT- 3’.

כעת אנו "מסנתזים" RNA מידע משרשרת זו:

3’- CCGAUUGCACGUCGAUCGUAUA- 5’.

סינתזת החלבון הולכת בכיוון 5' → 3', לכן עלינו להפוך את הרצף כדי "לקרוא" את הקוד הגנטי:

5’- AAUUGCUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

כעת מצא את קודון ההתחלה AUG:

5’- AU אוגוסט CUAGCUGCACGUUAGCC- 3’.

חלקו את הרצף לשלישות:

נשמע כך: מידע מה-DNA מועבר ל-RNA (תעתוק), מ-RNA לחלבון (תרגום). ניתן לשכפל DNA גם על ידי שכפול, ותהליך של שעתוק הפוך אפשרי גם, כאשר DNA מסונתז מתבנית RNA, אך תהליך כזה מאפיין בעיקר וירוסים.

אורז. 13. דוגמה מרכזית של הביולוגיה המולקולרית

גנום: גנים וכרומוזומים

(מושגים כלליים)

גנום - מכלול כל הגנים של אורגניזם; מערך הכרומוזומים המלא שלו.

המונח "גנום" הוצע על ידי ג'י וינקלר בשנת 1920 כדי לתאר את מכלול הגנים הכלולים בקבוצה הפלואידית של כרומוזומים של אורגניזמים מאותו מין ביולוגי. המשמעות המקורית של מונח זה הצביעה על כך שמושג הגנום, בניגוד לגנוטיפ, הוא מאפיין גנטי של המין בכללותו, ולא של פרט. עם התפתחות הגנטיקה המולקולרית, המשמעות של מונח זה השתנתה. ידוע ש-DNA, שהוא נושא המידע הגנטי ברוב האורגניזמים, ולכן מהווה את הבסיס לגנום, כולל לא רק גנים במובן המודרני של המילה. רוב ה-DNA של תאים אוקריוטיים מיוצג על ידי רצפי נוקלאוטידים לא מקודדים ("מיותרים") שאינם מכילים מידע על חלבונים וחומצות גרעין. לפיכך, החלק העיקרי של הגנום של כל אורגניזם הוא כל ה-DNA של מערך הכרומוזומים הפלואידי שלו.

גנים הם מקטעים של מולקולות DNA המקודדות לפוליפפטידים ולמולקולות RNA.

במהלך המאה האחרונה, ההבנה שלנו לגבי גנים השתנתה באופן משמעותי. בעבר, גנום היה אזור בכרומוזום המקודד או קובע תכונה אחת או פנוטיפיתכונה (גלויה), כגון צבע עיניים.

בשנת 1940 הציעו ג'ורג' בידל ואדוארד טאתם הגדרה מולקולרית של גן. מדענים עיבדו נבגי פטריות Neurospora crassaצילומי רנטגן וחומרים אחרים הגורמים לשינויים ברצף ה-DNA ( מוטציות), ומצאו זנים מוטנטיים של הפטרייה שאיבדו כמה אנזימים ספציפיים, מה שבמקרים מסוימים הוביל לשיבוש של כל המסלול המטבולי. בידל וטתם הגיעו למסקנה שגן הוא קטע של חומר גנטי שמגדיר או מקודד לאנזים בודד. כך ההשערה "גן אחד, אנזים אחד". מושג זה הורחב מאוחר יותר להגדרה "גן אחד - פוליפפטיד אחד", מאחר וגנים רבים מקודדים לחלבונים שאינם אנזימים, ופוליפפטיד יכול להיות תת-יחידה של קומפלקס חלבון מורכב.

על איור. 14 מציג תרשים של האופן שבו שלישיות DNA קובעות פוליפפטיד, רצף חומצות האמינו של חלבון, בתיווך mRNA. אחד מגדילי ה-DNA ממלא את התפקיד של תבנית לסינתזה של mRNA, ששלישיות הנוקלאוטידים (קודונים) שלהן משלימות לשלישיות ה-DNA. בחיידקים מסוימים ובאאוקריוטים רבים, רצפי קידוד נקטעים על ידי אזורים שאינם מקודדים (נקראים אינטרונים).

הגדרה ביוכימית מודרנית של גן אפילו יותר ספציפית. גנים הם כל חלקי ה-DNA המקודדים את הרצף העיקרי של תוצרי קצה, הכוללים פוליפפטידים או RNA שיש להם פונקציה מבנית או קטליטית.

יחד עם גנים, ה-DNA מכיל גם רצפים אחרים הפועלים באופן בלעדי פונקציה רגולטורית. רצפים רגולטורייםעשוי לסמן את ההתחלה או הסוף של גנים, להשפיע על שעתוק, או לציין את אתר התחלת השכפול או הרקומבינציה. גנים מסוימים יכולים לבוא לידי ביטוי בדרכים שונות, כאשר אותה פיסת DNA משמשת כתבנית ליצירת מוצרים שונים.

אנחנו יכולים לחשב בערך גודל גן מינימליקידוד לחלבון הביניים. כל חומצת אמינו בשרשרת פוליפפטידים מקודדת על ידי רצף של שלושה נוקלאוטידים; הרצפים של השלשות (קודונים) אלו תואמים לשרשרת חומצות האמינו בפוליפפטיד המקודדת על ידי הגן הנתון. שרשרת פוליפפטיד של 350 שאריות חומצות אמינו (שרשרת באורך בינוני) מתאימה לרצף של 1050 bp. ( bp). עם זאת, גנים איקריוטיים רבים וכמה גנים פרוקריוטיים נקטעים על ידי מקטעי DNA שאינם נושאים מידע על החלבון, ולכן מתגלים כארוכים בהרבה ממה שמראה חישוב פשוט.

כמה גנים יש בכרומוזום אחד?

אורז. 15. מבט על כרומוזומים בתאים פרוקריוטים (משמאל) ואיקריוטים. היסטונים הם מחלקה רחבה של חלבונים גרעיניים הממלאים שתי תפקידים עיקריים: הם מעורבים באריזה של גדילי DNA בגרעין ובוויסות האפיגנטי של תהליכים גרעיניים כגון שעתוק, שכפול ותיקון.

כידוע, לתאי חיידקים יש כרומוזום בצורה של גדיל DNA, ארוז במבנה קומפקטי - נוקלואיד. כרומוזום פרוקריוטי אי קולי, שהגנום שלה מפוענח לחלוטין, היא מולקולת DNA מעגלית (למעשה, זה לא מעגל רגיל, אלא לולאה ללא התחלה וסוף), המורכבת מ-4,639,675 bp. רצף זה מכיל כ-4300 גנים חלבונים ועוד 157 גנים למולקולות RNA יציבות. בְּ גנום אנושיכ-3.1 מיליארד זוגות בסיסים המקבילים לכמעט 29,000 גנים הממוקמים על 24 כרומוזומים שונים.

פרוקריוטים (חיידקים).

חיידק אי - קוליבעל מולקולת DNA מעגלית דו-גדילית אחת. הוא מורכב מ-4,639,675 ב.פ. ומגיע לאורך של כ-1.7 מ"מ, החורג מאורך התא עצמו אי - קוליבערך 850 פעמים. בנוסף לכרומוזום העגול הגדול כחלק מהנוקלואיד, חיידקים רבים מכילים מולקולת DNA מעגלית קטנה אחת או יותר הממוקמות באופן חופשי בציטוזול. אלמנטים חוץ כרומוזומליים אלה נקראים פלסמידים(איור 16).

רוב הפלסמידים מורכבים מכמה אלפי זוגות בסיסים בלבד, חלקם מכילים יותר מ-10,000 bp. הם נושאים מידע גנטי ומשתכפלים ליצירת פלסמידים בת, הנכנסים לתאי הבת במהלך חלוקת תא האב. פלסמידים נמצאים לא רק בחיידקים, אלא גם בשמרים ופטריות אחרות. במקרים רבים, פלסמידים אינם מציעים יתרון לתאי המארחים ותפקידם היחיד הוא להתרבות באופן עצמאי. עם זאת, חלק מהפלסמידים נושאים גנים שימושיים למארח. לדוגמה, גנים הכלולים בפלסמידים יכולים להקנות עמידות לחומרים אנטיבקטריאליים בתאי חיידקים. פלסמידים הנושאים את הגן β-lactamase מעניקים עמידות לאנטיביוטיקה β-lactam כגון פניצילין ואמוקסיצילין. פלסמידים יכולים לעבור מתאי עמידים לאנטיביוטיקה לתאים אחרים מאותו מין חיידקי או אחר, מה שגורם לתאים אלה להפוך גם לעמידים. שימוש אינטנסיבי באנטיביוטיקה הוא גורם סלקטיבי רב עוצמה המקדם את התפשטותם של פלסמידים המקודדים לעמידות לאנטיביוטיקה (כמו גם טרנספוזונים המקודדים לגנים דומים) בקרב חיידקים פתוגניים, ומוביל להופעתם של זני חיידקים בעלי עמידות למספר אנטיביוטיקה. רופאים מתחילים להבין את הסכנות שבשימוש נרחב באנטיביוטיקה ורושמים אותן רק כאשר יש צורך מוחלט. מסיבות דומות, השימוש הנרחב באנטיביוטיקה לטיפול בחיות משק מוגבל.

ראה גם: Ravin N.V., Shestakov S.V. גנום של פרוקריוטים // Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 2013. V. 17. No. 4/2. עמ' 972-984.

אוקריוטים.

טבלה 2. DNA, גנים וכרומוזומים של חלק מהאורגניזמים

	DNA משותף, ב.ש.	מספר הכרומוזומים*	מספר משוער של גנים
אי קולי(חיידק)	4 639 675		4 435
Saccharomyces cerevisiae(שמרים)	12 080 000	16**	5 860
Caenorhabditis elegans(נמטודה)	90 269 800	12***	23 000
Arabidopsis thaliana(צמח)	119 186 200		33 000
תסיסנית מלנוגסטר(זבוב פירות)	120 367 260		20 000
אוריזה סאטיבה(אורז)	480 000 000		57 000
שריר מוס(עכבר)	2 634 266 500		27 000
הומו סאפיינס(בן אנוש)	3 070 128 600		29 000

הערה.המידע מתעדכן כל הזמן; למידע עדכני נוסף, עיין באתרי אינטרנט של פרויקט גנומי בודד.

* לכל האיקריוטים, למעט שמרים, ניתנת קבוצת הכרומוזומים הדיפלואידית. דיפלואידקִיט כרומוזומים (מיוונית דיפלוס - כפול ו-eidos - נוף) - קבוצה כפולה של כרומוזומים (2n), שלכל אחד מהם יש הומולוגי.
**סט הפלואיד. לזני בר של שמרים יש בדרך כלל שמונה (אוקטפלואידים) או יותר סטים של כרומוזומים אלה.
***לנקבות עם שני כרומוזומי X. לזכרים יש כרומוזום X, אבל אין Y, כלומר רק 11 כרומוזומים.

לתא שמרים, אחד מהאאוקריוטים הקטנים ביותר, יש פי 2.6 יותר DNA מאשר לתא אי - קולי(שולחן 2). תאי זבוב פירות תסיסנית, מושא קלאסי של מחקר גנטי, מכיל פי 35 יותר DNA, ותאי אדם מכילים בערך פי 700 יותר DNA מאשר תאים אי - קולי.צמחים ודו-חיים רבים מכילים עוד יותר DNA. החומר הגנטי של תאים אוקריוטיים מאורגן בצורה של כרומוזומים. קבוצה דיפלואידית של כרומוזומים (2 נ) תלוי בסוג האורגניזם (טבלה 2).

לדוגמה, בתא סומטי אנושי ישנם 46 כרומוזומים ( אורז. 17). כל כרומוזום בתא איקריוטי, כפי שמוצג באיור. 17, א, מכיל מולקולת DNA דו-גדילית גדולה מאוד. עשרים וארבעה כרומוזומים אנושיים (22 כרומוזומים זוגיים ושני כרומוזומי מין X ו-Y) נבדלים זה מזה ביותר מפי 25. כל כרומוזום אוקריוטי מכיל קבוצה מסוימת של גנים.

אורז. 17. כרומוזומים אוקריוטיים.א- זוג כרומטידות אחיות מחוברות ודחוסות מהכרומוזום האנושי. בצורה זו, כרומוזומים אוקריוטיים נשארים לאחר שכפול ובמטאפזה במהלך מיטוזה. ב- סט שלם של כרומוזומים מלוקוציט של אחד ממחברי הספר. כל תא סומטי אנושי רגיל מכיל 46 כרומוזומים.

אם מחברים את מולקולות ה-DNA של הגנום האנושי (22 כרומוזומים וכרומוזומים X ו-Y או X ו-X) זו לזו, מקבלים רצף באורך של כמטר אחד. הערה: בכל היונקים ושאר האורגניזמים הזכרים ההטרוגמטיים, לנקבות יש שני כרומוזומי X (XX) ולזכרים יש כרומוזום X אחד וכרומוזום Y אחד (XY).

רוב התאים האנושיים, כך שאורך ה-DNA הכולל של תאים כאלה הוא כ-2 מטר. לאדם בוגר יש כ-10 14 תאים, כך שהאורך הכולל של כל מולקולות ה-DNA הוא 2-10 11 ק"מ. לשם השוואה, היקף כדור הארץ הוא 4・10 4 ק"מ, והמרחק מכדור הארץ לשמש הוא 1.5・10 8 ק"מ. זה עד כמה DNA ארוז בצורה מדהימה בתאים שלנו!

בתאים איקריוטים ישנם אברונים נוספים המכילים DNA - אלו הם מיטוכונדריה וכלורופלסטים. השערות רבות הועלו לגבי מקור ה-DNA המיטוכונדריאלי והכלורופלסט. נקודת המבט המקובלת כיום היא שהם יסודות הכרומוזומים של חיידקים עתיקים שחדרו לתוך הציטופלזמה של התאים המארחים והפכו למבשרים של האברונים הללו. DNA מיטוכונדריאלי מקודד ל-tRNA המיטוכונדריאלי ו-rRNA, כמו גם מספר חלבונים מיטוכונדריאליים. יותר מ-95% מהחלבונים המיטוכונדריים מקודדים על ידי DNA גרעיני.

מבנה הגנים

שקול את מבנה הגן בפרוקריוטים ובאוקריוטים, הדמיון וההבדלים ביניהם. למרות העובדה שגן הוא קטע של DNA המקודד לחלבון אחד או RNA אחד בלבד, בנוסף לחלק המקודד הישיר, הוא כולל גם אלמנטים מווסתים ואחרים בעלי מבנה שונה בפרוקריוטים ובאוקריוטים.

רצף קידוד- היחידה המבנית והתפקודית העיקרית של הגן, היא בה המקודדות שלשות הנוקלאוטידיםרצף חומצות אמינו. זה מתחיל בקודון התחלה ומסתיים בקודון עצירה.

לפני ואחרי רצף הקידוד הם רצפי 5' ו-3' לא מתורגמים. הם מבצעים פונקציות רגולטוריות ועזר, למשל, מבטיחים את הנחיתה של הריבוזום על mRNA.

רצפים לא מתורגמים ומקודדים מרכיבים את יחידת התעתיק - אזור ה-DNA המתועתק, כלומר, אזור ה-DNA שממנו מסונתז ה-mRNA.

שליחות קטלניתאזור שאינו מתומלל של DNA בקצה הגן שבו סינתזת ה-RNA נעצרת.

בתחילת הגן הוא תחום הרגולציה, שכולל מְקַדֵםו מַפעִיל.

מְקַדֵם- הרצף איתו נקשר הפולימראז במהלך התחלת השעתוק. מַפעִיל- זה האזור אליו יכולים להיקשר חלבונים מיוחדים - מדכאים, שיכול להפחית את פעילות סינתזת ה-RNA מהגן הזה - במילים אחרות, להפחית אותה ביטוי.

מבנה הגנים בפרוקריוטים

התוכנית הכללית למבנה הגנים בפרוקריוטים ובאוקריוטים אינה שונה - שניהם מכילים אזור רגולטורי עם פרומוטור ואופרטור, יחידת שעתוק עם רצפים מקודדים ולא מתורגמים, ומסגר. עם זאת, ארגון הגנים בפרוקריוטים ובאוקריוטים שונה.

אורז. 18. סכימה של מבנה הגן בפרוקריוטים (חיידקים) -התמונה מוגדלת

בתחילת האופרון ובסוף, ישנם אזורים מווסתים משותפים למספר גנים מבניים. מהאזור המתועתק של האופרון, נקראת מולקולת mRNA אחת, המכילה מספר רצפי קידוד, שלכל אחד מהם יש קודון התחלה ועצירה משלו. מכל אחד מהתחומים הללוחלבון אחד מסונתז. בדרך זו, מספר מולקולות חלבון מסונתזות ממולקולת i-RNA אחת.

פרוקריוטים מאופיינים בשילוב של מספר גנים ליחידה תפקודית אחת - אופרון. ניתן לווסת את עבודתו של האופרון על ידי גנים אחרים, שניתן להסירם באופן ניכר מהאופרון עצמו - הרגולטורים. החלבון המתורגם מהגן הזה נקרא מדכא. הוא נקשר למפעיל של האופרון, ומווסת את הביטוי של כל הגנים הכלולים בו בבת אחת.

גם פרוקריוטים מאופיינים בתופעה תמלול וצירופי תרגום.

אורז. 19 תופעת הצימוד של תעתיק ותרגום בפרוקריוטים - התמונה מוגדלת

זיווג זה אינו מתרחש באוקריוטים עקב נוכחות של קרום גרעיני המפריד בין הציטופלזמה, שבה מתרחש תרגום, לבין החומר הגנטי, עליו מתרחש שעתוק. בפרוקריוטים, במהלך סינתזה של RNA על תבנית DNA, ריבוזום יכול להיקשר מיד למולקולת ה-RNA המסונתז. לפיכך, התרגום מתחיל עוד לפני השלמת התמלול. יתר על כן, מספר ריבוזומים יכולים להיקשר בו-זמנית למולקולת RNA אחת, תוך סינתזה של מספר מולקולות של חלבון אחד בבת אחת.

מבנה הגנים באוקריוטים

הגנים והכרומוזומים של האוקריוטים מאורגנים בצורה מאוד מורכבת.

לחיידקים ממינים רבים יש רק כרומוזום אחד, וכמעט בכל המקרים יש עותק אחד של כל גן בכל כרומוזום. רק גנים מעטים, כגון גנים rRNA, כלולים במספר עותקים. גנים ורצפים רגולטוריים מהווים כמעט את כל הגנום של הפרוקריוטים. יתרה מכך, כמעט כל גן תואם באופן קפדני לרצף חומצות האמינו (או רצף ה-RNA) שהוא מקודד (איור 14).

הארגון המבני והתפקודי של גנים אוקריוטיים מורכב הרבה יותר. חקר הכרומוזומים האיקריוטיים, ובהמשך הרצף של רצפי גנום איקריוטיים מלאים, הביאו הפתעות רבות. לגנים אוקריוטיים רבים, אם לא רובם, יש תכונה מעניינת: רצפי הנוקלאוטידים שלהם מכילים אזור DNA אחד או יותר שאינם מקודדים את רצף חומצות האמינו של תוצר הפוליפפטיד. תוספות לא מתורגמות כאלה משבשות את ההתאמה הישירה בין רצף הנוקלאוטידים של הגן לרצף חומצות האמינו של הפוליפפטיד המקודד. מקטעים לא מתורגמים אלה בגנים נקראים אינטרונים, או מובנה רצפים, ומקטעי הקידוד הם אקסונים. בפרוקריוטים, רק גנים מעטים מכילים אינטרונים.

אז, באוקריוטים, אין כמעט שילוב של גנים לאופרונים, ורצף הקידוד של גן איקריוטי מחולק לרוב לאזורים מתורגמים. - אקסונים, וקטעים לא מתורגמים - אינטרונים.

ברוב המקרים, הפונקציה של אינטרונים לא נקבעה. באופן כללי, רק כ-1.5% מה-DNA האנושי "מקודד", כלומר, הוא נושא מידע על חלבונים או RNA. עם זאת, אם לוקחים בחשבון אינטרונים גדולים, מסתבר ש-30% מה-DNA האנושי מורכב מגנים. מכיוון שגנים מהווים חלק קטן יחסית מהגנום האנושי, נותרה כמות משמעותית של DNA בלתי מטופלת.

אורז. 16. סכימה של מבנה הגן באוקריוטים - התמונה מוגדלת

מכל גן מסונתז תחילה לא בשל, או פרה-RNA, המכיל גם אינטרונים וגם אקסונים.

לאחר מכן מתרחש תהליך השחבור, שבעקבותיו נכרתים אזורי האינטרון, ונוצר mRNA בוגר, ממנו ניתן לסנתז חלבון.

אורז. 20. תהליך שחבור חלופי - התמונה מוגדלת

ארגון כזה של גנים מאפשר, למשל, ליישם כאשר ניתן לסנתז מגן אחד צורות שונותחלבון, בשל העובדה שבתהליך שחבור ניתן לתפור אקסונים יחד ברצפים שונים.

אורז. 21. הבדלים במבנה הגנים של פרוקריוטים ואיקריוטים - התמונה מוגדלת

מוטציות ומוטגנזה

מוּטָצִיָהנקרא שינוי מתמשך בגנוטיפ, כלומר שינוי ברצף הנוקלאוטידים.

התהליך שמוביל למוטציה נקרא מוטגנזה, והאורגניזם את כלשהתאים שלו נושאים את אותה מוטציה מוטציה.

תורת המוטציותנוסחה לראשונה על ידי יו דה פריס ב-1903. הגרסה המודרנית שלו כוללת את ההוראות הבאות:

1. מוטציות מתרחשות בפתאומיות, בפתאומיות.

2. מוטציות עוברות מדור לדור.

3. מוטציות יכולות להיות מועילות, מזיקות או ניטרליות, דומיננטיות או רצסיביות.

4. ההסתברות לגילוי מוטציות תלויה במספר הפרטים שנחקרו.

5. מוטציות דומות יכולות להתרחש שוב ושוב.

6. מוטציות אינן מכוונות.

מוטציות יכולות להתרחש בהשפעת גורמים שונים. הבחנה בין מוטציות הנגרמות על ידי מוטגני השפעות: פיזי (לדוגמה אולטרה סגול או קרינה), כימי (למשל קולכיצין או מיני חמצן תגובתיים) וביולוגיים (למשל וירוסים). יכולות להיגרם גם מוטציות שגיאות שכפול.

בהתאם לתנאים להופעת מוטציות מחולקים ל ספּוֹנטָנִי- כלומר, מוטציות שנוצרו ב תנאים רגילים, ו מושרה- כלומר, מוטציות שעלו בתנאים מיוחדים.

מוטציות יכולות להתרחש לא רק ב-DNA גרעיני, אלא גם, למשל, ב-DNA של מיטוכונדריה או פלסטידים. בהתאם לכך, אנו יכולים להבחין גַרעִינִיו ציטופלזמהמוטציות.

כתוצאה מהתרחשות של מוטציות, אללים חדשים יכולים להופיע לעתים קרובות. אם האלל המוטנטי גובר על האלל הרגיל, המוטציה נקראת דוֹמִינָנטִי. אם האלל הנורמלי מדכא את המוטציה, המוטציה נקראת רצסיבי. רוב המוטציות המולידות אללים חדשים הן רצסיביות.

מוטציות נבדלות לפי השפעה אדפטיבי, מה שמוביל לעלייה בכושר ההסתגלות של האורגניזם לסביבה, ניטראלישאינם משפיעים על ההישרדות מַזִיקהמפחיתים את יכולת ההסתגלות של אורגניזמים לתנאי הסביבה ו קָטלָנִימוביל למוות של האורגניזם שלבים מוקדמיםהתפתחות.

על פי ההשלכות, מוטציות נבדלות, המובילות אובדן תפקוד חלבון, מוטציות המובילות ל הִתהַוּוּת לחלבון יש תפקיד חדש, כמו גם מוטציות ש לשנות את המינון של הגן, ובהתאם, מינון החלבון המסונתז ממנו.

מוטציה יכולה להתרחש בכל תא בגוף. אם מתרחשת מוטציה בתא נבט, היא נקראת נֶבֶטִי(נבט, או מחולל). מוטציות כאלה אינן מופיעות באורגניזם שבו הופיעו, אלא מובילות להופעת מוטנטים בצאצאים והן עוברות בתורשה, ולכן הן חשובות לגנטיקה ולאבולוציה. אם המוטציה מתרחשת בכל תא אחר, היא נקראת סומטי. מוטציה כזו יכולה להתבטא במידה מסוימת באורגניזם בו היא התעוררה, למשל, להוביל להיווצרות גידולים סרטניים. עם זאת, מוטציה כזו אינה עוברת בתורשה ואינה משפיעה על הצאצאים.

מוטציות יכולות להשפיע על חלקים מהגנום בגדלים שונים. לְהַקְצוֹת גֵנֵטִי, כרומוזומליו גנומימוטציות.

מוטציות גנים

מוטציות המתרחשות בקנה מידה קטן מגן אחד נקראות גֵנֵטִי, או מנוקד (מנוקד). מוטציות כאלה מובילות לשינוי בנוקלאוטיד אחד או יותר ברצף. מוטציות גנים כוללותתחליפים, מה שמוביל להחלפת נוקלאוטיד אחד באחר,מחיקותמה שמוביל לאובדן של אחד מהנוקלאוטידים,הוספות, מה שמוביל להוספת נוקלאוטיד נוסף לרצף.

אורז. 23. מוטציות גנים (נקודה).

על פי מנגנון הפעולה על החלבון, מוטציות גנים מחולקות ל:נִרדָף, אשר (כתוצאה מהתנוונות של הקוד הגנטי) אינם מובילים לשינוי בהרכב חומצות האמינו של מוצר החלבון,מוטציות מיסנס, אשר מובילים להחלפת חומצת אמינו אחת באחרת ויכולים להשפיע על מבנה החלבון המסונתז, אם כי לעתים קרובות הם חסרי משמעות,מוטציות שטויות, מה שמוביל להחלפת הקודון המקודן בקודון עצור,מוטציות המובילות ל הפרעת שחבור:

אורז. 24. תוכניות מוטציות

כמו כן, על פי מנגנון הפעולה על החלבון, מוטציות מבודדות, המובילות ל שינוי מסגרת קריאותכגון הוספות ומחיקות. מוטציות כאלה, כמו מוטציות שטויות, למרות שהן מתרחשות בנקודה אחת בגן, משפיעות לרוב על כל המבנה של החלבון, מה שעלול להוביל לשינוי מוחלט במבנה שלו.

אורז. 29. כרומוזום לפני ואחרי שכפול

מוטציות גנומיות

סוף כל סוף, מוטציות גנומיותלהשפיע על הגנום כולו, כלומר, מספר הכרומוזומים המשתנה. מבחינים בפוליפלואידיות - עלייה בפלואידית התא, ואנופלואידיה, כלומר שינוי במספר הכרומוזומים, למשל, טריזומיה (נוכחות של הומולוגי נוסף באחד הכרומוזומים) ומונוזומיה (היעדר של הומלוג בכרומוזום).

סרטון הקשור ל-DNA

שכפול DNA, קידוד RNA, סינתזת חלבונים