Жизнен цикъл на клетката. Тема: Биополимери. Нуклеинови киселини, АТФ и други органични съединения Хромозоми в началото на анафазата

Съдържанието на ДНК в органите и тъканите на животните и хората варира в широки граници и, като правило, колкото по-голям е броят на клетъчните ядра на единица маса тъкан. Особено голямо количество ДНК (около 2,5% мокро тегло) има в тимусната жлеза, която се състои главно от лимфоцити с големи ядра. Доста много ДНК има в далака (0,7-0,9%), малко (0,05-0,08%) в мозъка и мускулите, където ядрената материя представлява много по-малка част. В ранните етапи на ембрионалното развитие тези органи съдържат повече ДНК, но съдържанието й намалява по време на онтогенезата, когато настъпва диференциация. Въпреки това, количеството ДНК на клетъчно ядро, съдържащо диплоиден набор от хромозоми, е почти постоянно за всеки биологичен вид. Съответно количеството ДНК в ядрата на зародишните клетки е наполовина по-малко. По същата причина различни физиологични и патологични фактори почти не оказват влияние върху съдържанието на ДНК в тъканите, а по време на гладуване например относителното съдържание на ДНК дори се увеличава поради намаляване на концентрацията на други вещества (протеини, въглехидрати, липиди). , РНК). При всички бозайници количеството на ДНК в диплоидното ядро ​​е почти еднакво и е около 6 1012 g, при птиците е около 2,5 10-12, при различните видове риби, земноводни и протозои варира в значителни граници.

При бактериите една гигантска ДНК молекула образува генофор, съответстващ на хромозомата на висшите организми. По този начин, в Escherichia coli, молекулното тегло на такава пръстеновидна молекула с двойна спирала достига около 2,5-109 и дължина над 1,2 мм. Тази огромна молекула е плътно опакована в малката "ядрена област" на бактерията и е свързана с бактериалната мембрана.

В хромозомите на висшите организми (еукариоти) ДНК е комплексирана с протеини, главно хистони; Всяка хромозома очевидно съдържа една ДНК молекула с дължина до няколко сантиметра и с молекулно тегло до няколко десетки милиарда. Такива огромни молекули се вписват в клетъчното ядро ​​и в митотични хромозоми с дължина няколко микрометра. Част от ДНК остава несвързана с протеините; зони от несвързана ДНК са осеяни с блокове от свързана с хистон ДНК. Доказано е, че такива блокове съдържат две хистонови молекули от 4 вида: Hda, Hab, Hg и H4.

Освен в клетъчното ядро, ДНК се намира в митохондриите и хлоропластите. Количеството такава ДНК обикновено е малко и съставлява малка част от общата ДНК на клетката. Въпреки това, в ооцитите и в ранните етапи на ембрионалното развитие на животните, преобладаващата част от ДНК е локализирана в цитоплазмата, главно в митохондриите. Всяка митохондрия съдържа няколко ДНК молекули. При животните казват. теглото на митохондриалната ДНК е около 10-106; неговите двойни спирални молекули са затворени в пръстен и се срещат в две основни форми: супернавити и отворени пръстени. В митохондриите и хлоропластите ДНК не е в комплекс с протеини; тя е свързана с мембрани и прилича на бактериална ДНК.Малки количества ДНК се намират също в мембраните и някои други клетъчни структури, но техните характеристики и биологична роля остават неясни.

	Съдържание на ДНК на 1 клетка, mg 10 -9	брой нуклеотидни двойки на клетка
Бозайници
Влечуги
Земноводни
Насекоми
Ракообразни
Миди
Ехинодерми
Висши растения
Морски водорасли
Бактерии
Бактериофаг Т2
Бактериофаг 1
папиломен вирус

Хистохимични методи за откриване в тъкани

Хистохимичните методи за идентифициране на нуклеинови киселини се основават на реакции към всички компоненти, включени в техния състав. В растящите тъкани пурините, пиримидините, фосфорните съединения и захарите се обновяват бързо. Това се използва за селективно откриване на ДНК в тях чрез авторадографски метод с помощта на 3H-timpdn. ДНК образува соли с алкалоземни и тежки метали. Остатъците от фосфорна киселина, които обикновено се свързват с ядрени протеини (най-често хистони), когато изместват последните, лесно влизат в химични реакции с основни багрила. За това могат да се използват сафранин О, янусово зелено В, толуидиново синьо, тионин, лазур А и някои други багрила, чиито разредени разтвори в оцетна киселина селективно оцветяват хроматина. За количествено хистохимично определяне на ДНК се препоръчва метод с използване на галоцианин-хромос алум, който има две ценни качества. Gallocyaninchrome alum произвежда стабилен цвят, който не се променя, когато секциите се дехидратират и изчистят в ксилен. Оцветяването може да се извърши при всяка стойност на pH от 0,8 до 4,3, но се препоръчва да се работи при оптималната стойност на pH за това багрило - 1,64, тъй като осигурява максимално специфично откриване на ДНК. Когато се оцветява с галопианинхромна стипца, ДНК се комбинира с багрилото в стехиометрично съотношение, като съотношението багрило:ДНК е 1:3,7.

Най-често срещаната реакция към ДНК е реакцията на Feulgen. Извършва се след лека хидролиза на предварително фиксирана тъкан в 1 и. НС1 при 60°, в резултат на което пурините и след това pprpmdins се отцепват от дезоксирибоза фосфат, като по този начин се освобождават реактивни алдехидни групи, които се оцветяват в червено от реактива на Шиф. Времето за хидролиза зависи от естеството на обекта и метода на фиксиране. За да се получат добри резултати, е необходимо времето за хидролиза да се подбере експериментално във всеки отделен случай.

За да се тества специфичността на реакцията на Feulgen, има метод за ензимна и киселинна екстракция на ДНК. Ензимното разцепване на ДНК се извършва с дезоксирибонукдеаза при ензимна концентрация 2 мгот 100 мл 0.01 М трисбуфер рН 7.6; Преди употреба разтворът се разрежда с диетична вода в съотношение 1:5. Препоръчва се срезовете да се инкубират при 37°C за 2 часа. Друг начин за отстраняване на ДНК е обработката на хистохимичните препарати с 5% воден разтвор на трихлороцетна киселина в продължение на 15 минути. при 90° или 10% гореща (70°) перхлорна киселина за 20 минути, след което реакцията на Feilgen трябва да даде отрицателни резултати.



Хромозомите се състоят от хроматин - комбинация от ДНК и протеини (хистони). Този комплекс има сложна пространствена конфигурация.

Природата на връзката (опаковането) в хромозомата на една много дълга ДНК молекула (дължината й достига стотици и дори хиляди микрометри) и многобройни, сравнително компактни протеинови молекули все още не е напълно изяснена.

Предполага се, че верига от много протеинови молекули е в средата, а ДНК е усукана наоколо под формата на спирала. В допълнение към тези две основни съединения в хроматина са открити малки количества РНК, липиди и някои соли.

Постоянство на количеството ДНК в ядрото

Всеки растителен и животински вид съдържа строго определено и постоянно количество ДНК в клетъчното ядро. Различните видове организми имат значително различно съдържание на ДНК. Например едно ядро ​​на хаплоидна клетка (сперма) на морски таралеж съдържа 0,9·10 -9 mg ДНК, в шаран - 1,64·10 -9, в петел - 1,26·10 -9, в бик - 3,42 ·10 -9, човешки - 3,25·10 -9 mg. За някои растения тези числа са значително по-високи. В една лилия, например, една хаплоидна клетка съдържа 58,0·10 -9 mg ДНК.

В ядрата на всички соматични (диплоидни) клетки на всеки тип организми съдържанието на ДНК също е постоянно и два пъти повече от количеството на ДНК в хаплоидните клетки на този вид.

Още по-важна е спецификата на нуклеотидния състав на ДНК. съветски учен академик. А. Н. Белозерски установи, че ДНК, изолирана от различни тъкани на един и същи организъм, има еднакъв нуклеотиден състав. Не зависи от възрастта на организма или влиянието на външната среда. В същото време ДНК, изолирана от клетки от различни видове, съдържа азотни бази в различни пропорции.

Урок

Отговорен за освобождаването е Финаев В.И.

Редактор Белова L.F.

Коректор Проценко И.А.

ЛП № 020565 от 23.-6.1997 г. Подписан за публикуване

Условия за офсетов печат п.л. – 10.1 Уч.-ред.л. – 9.7

Заповед No Тираж 500 бр.

_____________________________________________________

Издателство на СФУ

Печатница на СФУ

GSP 17A, Таганрог, 28, Некрасовски, 44

1. Доказателство за генетичната роля на ДНК

2. Химическа структура на нуклеиновите киселини

3.1. ДНК структура

3.2. Нива на уплътняване на ДНК

3.3. репликация на ДНК

3.4. възстановяване на ДНК

3.5. Функции на ДНК

5.1. Основни положения на системната концепция на гена

5.2. Плазмогени

5.3. Генни свойства

5.4. Генни функции

5.5. Генна структура на про- и еукариоти

5.6. Регулация на генната функция

6. Етапи на изразяване на генетичната информация

6.1. Транскрипция

6.2. Обработка

6.3. Излъчване

6.3.1. Свойства на генетичния код

6.3.2. Активиране на аминокиселини

6.3.3. Етапи на излъчване

6.4. Обработка на протеини

Кратки биографични сведения

МОЛЕКУЛНА ОСНОВА НА НАСЛЕДСТВОТО.

Влязохме в клетката, нашата люлка, и започнахме

направим опис на богатството, което сме придобили.

Алберт Клод (1974)

Доказателство за генетичната роля на ДНК.

Нуклеинови киселини, открити от швейцарски биохимик Ф. Мишерпрез 1869 г. в ядрата на гнойни клетки (левкоцити) и сперматозоиди. През 1891 г. немски биохимик А. Кеселпоказват, че нуклеиновите киселини се състоят от захарни остатъци, фосфорна киселина и четири азотни бази, които са производни на пурин и пиримидин. Той е първият, който доказва съществуването на два вида нуклеинови киселини - ДНКИ РНК. След това през 1908 – 1909г Ф. Левене дадено описание на структурата на нуклеозидите и нуклеотидите, а през 1952 г. от английски изследователи, ръководени от А. Тод– фосфодиестерна връзка. През 20-те години Фелгеноткриха ДНК в хромозомите, а РНК бяха открити в ядрото и цитоплазмата. През 1950г Е. Чаргафсъс сътрудници от Колумбийския университет установиха разлики в нуклеотидния състав на ДНК при различните видове.

IN 1953 американски биохимик и генетик Дж. Уотсъни английският физик Ф. Крик предложи модел на двойната спирала на ДНК. Тази дата официално се счита за рожден ден на нов клон на биологичната наука - молекулярна биология.

Трябва да се отбележи, че в годините, когато нямаше дори намек за генетичната роля на нуклеиновите киселини, те се възприемаха от всички като доста странен материал, химически не много сложна структура (азотни основи, пентози, остатъци от фосфорна киселина ). Функционалното им значение обаче е дешифрирано много по-късно, което се дължи на непознаване на структурните особености на нуклеиновите киселини. От гледна точка на учените от края на 19-ти и началото на 20-ти век, те са били по-ниски по сложност и комбиниране на протеини, чиито мономери са 20 вида аминокиселини. Следователно в науката беше общоприето, че протеините са носители на наследствена информация, т.к разнообразието от аминокиселини направи възможно кодирането на цялото разнообразие от свойства и характеристики на живите организми.

Въпреки че още през 1914 г. руски изследовател Щепотьевизрази идеята за възможната роля на нуклеиновите киселини в наследствеността, но не успя да докаже своята гледна точка. Но постепенно се натрупват научни факти за генетичната роля на нуклеиновите киселини.

1928 г английски микробиолог Фредерик Грифитработи с два щама микроорганизми: вирулентен (имаше полизахаридна капсула) и авирулентен (без капсула) (фиг. 1). Вирулентният причинява пневмония при мишки и тяхната смърт. Ако вирулентният щам се нагрее, той се инактивира и не е опасен - всички мишки оцеляват (постулатът на учените от онова време: генът има протеинова природа; при нагряване протеините денатурират и губят биологичната си активност). Ако смесите нагрят вирулент и жив авирулент, тогава някои от мишките умират. При аутопсия на мишки в тях са открити вирулентни капсулни форми. Подобна картина се наблюдава, ако към жив авирулентен щам бактерии се добави безклетъчен екстракт от вирулентни форми. От тези експерименти Ф. Грифит заключава, че някакъв фактор се прехвърля от убити чрез топлина вирулентни форми и безклетъчни екстракти към живи некапсулирани форми, което превръща авирулентната форма във вирулентна. Това явление се нарича " трансформация"бактерии и остава загадка в продължение на много години."

Ориз. 1 Експерименти на Ф. Грифит за трансформация в бактерии.

1. Когато мишките бяха заразени с авирулентни пневмококи, всички те оцеляха.

2. Когато мишките бяха заразени с вирулентни пневмококи, всички те умряха от пневмония.

3. Когато мишките бяха заразени с убити от топлина вирулентни пневмококи, всички те оцеляха.

4. Когато мишките са заразени със смес от живи авирулентни и топлинно убити

вирулентни пневмококи, някои мишки умряха.

5. Когато мишките бяха заразени със смес от живи авирулентни пневмококи и екстракт от убити чрез топлина вирулентни пневмококи, някои от мишките умряха. („От молекулите към човека“, 1973 г., стр. 83)

Ф. Грифит обаче не можа да обясни природата на трансформиращия фактор. Американски учени го направиха О. Ейвъри, Дж. Мак-Леод, М. Мак-Карти през 1944 г. Те показаха, че пречистени екстракти от пневмококова ДНК могат да предизвикат бактериална трансформация. Пречистеният трансформиращ агент съдържа малки количества протеини. Протеолитичните ензими не го инактивират, но дезоксирибонуклеазата. С блестящите си експерименти те показаха че ДНК е веществото, което променя генетичната информация. Тези експерименти са първите научни доказателства за генетичната роля на нуклеиновите киселини. Този въпрос беше окончателно решен в експерименти с бактериални вируси - бактериофаги в 1948 – 1952 г. Бактериофагите имат много проста структура: те се състоят от протеинова обвивка и молекула нуклеинова киселина. Това ги прави идеален материал за изследване на въпроса дали протеинът или ДНК служи като генетичен материал. При експерименти с белязани съединения А. ХършиИ М. Чейс(1952) беше убедително показано, че ДНК е носител на генетична информация, тъй като вирусът го инжектира в тялото на бактериалната клетка, а белтъчната “обвивка” остава отвън (фиг. 2).

Фиг.2. Бактериофаг Т 2 с помощта на „опашка“ се прикрепя към бактерията. Той въвежда своята ДНК в нея, след което тя репликира и синтезира нови протеинови обвивки. След това бактерията избухва, освобождавайки много нови вирусни частици, всяка от които може да зарази нова бактерия („От молекулите до човека“, 1973 г., стр. 86)

В резултат на описаните по-горе експерименти стана ясно, че бактерии и фагислужи като генетичен материал ДНК. Но дали той е носител на наследствена информация в еукариотните клетки? Отговорът на този въпрос беше получен в експерименти с трансфер цели хромозомиот една клетка в друга. Реципиентните клетки показват някои признаци на донорната клетка. И тогава, благодарение на успеха на генното инженерство, те успяха да добавят отделни гени(ДНК, съдържаща само един ген), които са били изгубени от мутантните клетки. Тези експерименти установяват че ДНК в еукариотите е генетичният материали възможността за прехвърляне е доказана гени междуразлични видове, като запазват функционалните си свойства.

За генетичната функция на ДНК говорят следните факти:

1. Локализацията на ДНК е почти изключително в хромозомите.

2. Постоянният брой хромозоми в клетките на един вид е 2n.

3. Постоянността на количеството ДНК в клетки от един и същи вид е равна на 2C или 4C, в зависимост от етапа на клетъчния цикъл.

4. Половината от количеството ДНК в ядрата на зародишните клетки

5. Влиянието на мутагените върху химичната структура на ДНК.

6. Феноменът на генетична рекомбинация в бактериите по време на тяхното конюгиране.

7. Феноменът на трансдукцията е прехвърлянето на генетичен материал от един щам бактерии към друг с помощта на фагова ДНК.

8. Инфекциозна функция на изолирана вирусна нуклеинова киселина.

Състои се от три етапа: интерфаза, митоза и цитокинеза. Същинската жизнена активност на клетката възниква в началото на първия период на интерфазата - пресинтетичния или G1 период, който често се нарича период G0, за да се отбележи неговата специална функционална роля. Всички други етапи по някакъв начин са свързани с разделянето. Подготовка за делене, ядрено делене или клетъчно делене.

Специална роля в жизнения цикъл играят промените в опаковката на генетичния материал, който е под формата на хроматинови нишки, ДНК молекули, хромозоми, удвоени хромозоми или хроматиди. Разнообразието от термини, обозначаващи функционално един и същ основен елемент, е необходимост, която подчертава фундаменталната им структурна разлика.

Метафазна хромозома

Хромозомите представляват максимално кондензиран хроматин. Най-голямата кондензация на хромозомите се постига по време на метафазата. В това състояние тяхната морфология е най-добре разкрита, следователно всички описания, като правило, се отнасят до метафазни хромозоми. Те ще включват три основни характеристики – брой, морфология, размер.

Броят на хромозомите в различните клетки варира значително. Половите клетки съдържат хаплоиден набор от хромозоми, докато соматичните клетки съдържат диплоиден набор. Най-малкият възможен диплоиден брой хромозоми е две, конският кръгъл червей има този брой. Растение от семейство Asteraceae, Haploppapus gracilis, има две двойки хромозоми. Много видове растения и животни имат малък брой хромозоми. Има обаче видове, при които броят на хромозомите надвишава няколкостотин и достига една и половина хиляди. По този начин рекордьорите по броя на видовете са папратите Ophioglossum reticulatum с брой хромозоми 2n=1260 и гъсто наредената папрат O.pycnpstichum (2n=1320). При някои радиоларии броят на хромозомите е 1000-1500, при рака Astacus leptodactylis - 2n=196.

Хромозомните числа са една от най-важните характеристики на вида и се използват за решаване на много проблеми на систематиката, филогенезата, генетиката и практически проблеми на селекцията. Най-пълното обобщение на броя на хромозомите, включително данни за 15 000 вида растения от световната флора, е Атласът на хромозомите на Дарлингтън и Уайли, публикуван през 1955 г.

Хромозомите в метафазния стадий на митозата са пръчковидни структури с различна дължина с дебелина 0,5-1 микрона. Всяка хромозома в този момент се състои от две идентични сестрински хромозоми или хроматид. Хроматидите са свързани и се държат заедно в една област първична констрикция. Тази област лесно се открива в хромозомите. В областта на първичната констрикция има около 110 нуклеотида на ДНК, които не се удвояват в периода, предшестващ клетъчното делене, и служат като вид закопчалка за две паралелни хроматиди. ДНК последователността в областта на първичната констрикция се нарича центромер. Първичната констрикция разделя хромозомата на две рамена. Наричат ​​се хромозоми с равни или почти равни рамена метацентричен.Ако ръцете са с различна дължина, тогава хромозомите се класифицират като субметацентричен. Пръчковидни хромозоми с много късо, почти незабележимо второ рамо са обозначени като акроцентричен. Някои хромозоми имат вторично стесняване. Обикновено се намира близо до дисталния край и отделя малка част от рамото. Именно в областта на вторичното стесняване се намира нуклеоларният организатор.

Край на хромозомните рамена теломери. Те се състоят от много последователни ДНК последователности, които са богати на гуанинови нуклеотиди и са еднакви в повечето организми. Теломерните краища на хромозомите осигуряват тяхната дискретност, те не могат да се свързват помежду си, за разлика от счупените краища на хромозомите, които са склонни да „лекуват рани“, като се съединяват един с друг. Теломерните последователности също предотвратяват скъсяването на хромозомите, което се случва с всеки цикъл на репликация на ДНК.

В крайна сметка, за да може една ДНК молекула да образува хромозома, тя трябва да има три основни елемента. Първият е центромерът - който свързва хромозомата с вретеното, вторият - теломерите, които поддържат дължината и дискретността на хромозомите, третият - наличието на специални точки, от които започва удвояването на ДНК ( места за започване на репликация).

Размерите на хромозомите, както и техният брой, варират в широки граници. Най-малките хромозоми се намират в някои двусемеделни растения, например лен; те са трудни за изследване със светлинен микроскоп; малки хромозоми се намират в много протозои, гъби и водорасли. Най-дългите хромозоми се намират в правокрилите насекоми, земноводните и едносемеделните, по-специално в лилиите. Размерът на най-големите хромозоми е около 50 микрона. Дължината на най-малките хромозоми е сравнима с тяхната дебелина.

Интерфазен хроматин

Структурата на хроматина по време на G2 интерфазата е поредица от бримки, всяка от които съдържа приблизително 20 до 100 хиляди базови двойки. В основата на примката е сайт-специфичен ДНК-свързващ протеин. Такива протеини разпознават определени нуклеотидни последователности (места) на две отдалечени секции на хроматиновата нишка и ги обединяват.

Хроматинът в ядрата на интерфазните клетки съществува в две състояния: дифузен хроматинИ кондензиран хроматин. Дифузният хроматин е хлабав, в него не се виждат отделни уплътнения, бучки и нишки. Наличието на дифузен хроматин показва високо функционално натоварване на клетката. Това активен хроматин или еухроматин.

Кондензираният хроматин образува клъстери, съсиреци и нишки, които са особено ясно видими по периферията на ядрото. Може да се наблюдава под формата на нишки, които образуват вид рехава мрежа, особено при растенията. Това хетерохроматин. Той е много компактен и функционално неактивен, инертен. Приблизително 90% от клетъчния хроматин е в това състояние. Хетерохроматинът е разпределен неравномерно по дължината на хромозомата; той е концентриран в перицентромерните области; възможни са и относително къси участъци от хетерохроматин, разпръснати по дължината на хромозомата. По време на клетъчното делене целият ядрен хроматин се кондензира, образувайки хромозоми.

Хроматин след репликация

По време на синтетичния период клетката много точно възпроизвежда своята ДНК, удвоява я - възниква репликация на ДНК. Скоростта на репликация в бактериалните клетки е приблизително 500 нуклеотида в секунда, а в еукариотните клетки тази скорост е приблизително 10 пъти по-малка.
Това се дължи на опаковането на ДНК в нуклеозоми и високата степен на кондензация.

Хромозоми в началото на анафазата

Връзката на хромозомите с нишките на вретеното започва в ранната метафаза и играе важна роля до края на анафазата. В центромерите на хромозомите се образува протеинов комплекс, който на електронни снимки изглежда като ламеларна трислойна структура - кинетохор. И двете хроматиди носят един кинетохор; именно към този кинетохор са прикрепени протеиновите микротубули на вретеното. С помощта на молекулярно-генетични методи беше установено, че информацията, определяща специфичния дизайн на кинетохорите, се съдържа в нуклеотидната последователност на ДНК в центромерната област. Микротубулите на вретеното, прикрепени към хромозомните кинетохори, играят много важна роля; първо, те ориентират всяка хромозома спрямо вретеното, така че нейните два кинетохора да са обърнати към противоположните полюси на клетката. Второ, микротубулите преместват хромозомите така, че техните центромери да са в равнината на екватора на клетката.

Анафазата започва с бързото синхронно разделяне на всички хромозоми на сестрински хроматиди, всяка от които има свой собствен кинетохор. Разделянето на хромозомите на хроматиди е свързано с репликацията на ДНК в центромерната област. Репликацията на такава малка област става за няколко секунди. Сигналът за началото на анафазата идва от цитозола и е свързан с краткотрайно бързо повишаване на концентрацията на калциеви йони с 10 пъти. Електронната микроскопия показа, че мембранните везикули, богати на калций, се натрупват в полюсите на шпиндела.

В отговор на анафазния сигнал сестринските хроматиди започват да се движат към полюсите. Това се дължи главно на скъсяването на кинетохорните тръби, което се случва чрез тяхната деполимеризация. Подединиците се губят от плюс края, т.е. от страната на кинетохора, в резултат на което кинетохорът се движи заедно с хромозомата към полюса.

Генетиците успяха да разберат защо, въпреки че ДНК във всички клетки на тялото е една и съща, самите клетки се развиват по различен начин. Те откриха код, който блокира информационни части от генетичния код. Освен това кодът се оказа универсален за различни видове.

В генетичния код, в допълнение към информацията, която определя всички протеини, които клетката може да произведе, се открива друг кодиращ механизъм. Кодът задава реда за блокиране на информацията. Той е недостъпен за четене в онези части на молекулата на ДНК, където веригата е навита около хистони - вид протеинови спирали, а кодът показва местата на усукване.

Нуклеотидните последователности, които определят местоположението на блокираните части от ДНК, са описани от Еран Сегал от израелския институт Weizmann и Джонатан Уидъм от Северозападния университет в Илинойс в последния брой на списанието Nature.

Биолозите от години подозират, че специални фактори благоприятстват областите на ДНК, които най-лесно се увиват около нуклеозомите. Но какви са били тези фактори не е ясно. Учените анализираха повече от двеста секции от ДНК на дрожди, нагънати в нуклеозоми.

И те откриха скрити белези - специална последователност от нуклеотидни двойки в някои части на веригата, които определят наличието на генетичния материал, който ги следва. Те се намират в считаната преди това за „боклук“ част от ДНК.

Познавайки тези ключови места, изследователите успяха да предскажат правилно местоположението на 50% от нуклеозомите в клетки от подобни тъкани на други видове (всяка клетка съдържа около 30 милиона нуклеозоми).

Всъщност откритието означава установяване на универсален за всички живи организми механизъм за блокиране на генетична информация.

Д-р Сегал, каза той, е много изненадан от толкова добър резултат. Според неговото предположение нуклеозомите често се движат, отваряйки нови участъци от ДНК за четене. Местоположението на неразкритата половина на навитата ДНК се определя от конкуренцията между нуклеозомите и други заключващи механизми.

Върху свободни участъци от ДНК, ако е необходимо да се транскрибира ген (за създаване на нов протеин), се прилага подобен естествен механизъм на белези. Учените знаят за този код отдавна: пред гена, който определя веществото, има 6-8 нуклеотидни двойки, които го „обясняват“.

Самите нуклеозомни спирали са съставени от хистонови протеини. В процеса на еволюцията хистоните са се доказали като най-устойчиви на промени. Те също така практически не се различават между различните видове живи организми. Така хистоните на граха и кравата се различават само по две от 102-те аминокиселинни съединения. И тъй като всяка информация за протеин се съдържа под формата на последователност от нуклеотидни двойки в кода на ДНК, учените отдавна предполагат, че има механизъм за блокиране на информацията в кода на ДНК, подобно на много организми. Записан като последователност от нуклеотидни двойки, той може да бъде само кодът на нуклеозомата.

А комбинацията от кода за четене и кода за блокиране определя в какво ще се превърне дадена клетка по време на развитието на организма от ембриона.

Съобщения за новини- Какво е това?

Защо артистите стават президенти За това как опитни журналисти, блогъри и художници използват уменията си, за да лъжат в полза на идеите си и активно да пропагандират тези лъжи, използвайки сложна, дълго репетирана реторика. : . 26.06.2019 г

Характеристики на разбирането на схемните системи Какви са основните причини за съвременното неразбиране на функциите на адаптивните нива на еволюционното развитие на мозъка: . 22.03.2019 г

За свободата на словото Есе за свободата на словото, демокрацията и какво да правим с потоците от лъжи, които текат от изреченото слово: . 20.03.2019 г

Оптимална скорост на творчество Трябва ли да се стремим към максимална креативност и производителност? . 13.03.2019 г

Изграждане на модел на обществото на бъдещия свят Модел на бъдещето, основан на идеи за организацията на психиката: . 24.02.2019 г

Класове по адаптация Асинхронно онлайн училище: . 14.10.2018 г

Относно поддръжката за онлайн обучение на уебсайта на Fornit Инструменти за създаване на собствено онлайн училище: . 08-10-2018

Мит общество Как да не стигнем етичното дъно, когато изречената дума е лъжа: . 16.09.2018 г

За преустройството на академичната наука Направен е опит да се намерят насоки за решаване на проблемите на академичната наука именно въз основа на модела на организацията на психиката: