Kalıtım yasaları, genetiğin bazı yüksek güçlerden daha maddi bir şey olduğunun ilk kez netleştiği zamandan beri insanların dikkatini çekti. Modern insan, organizmaların kendilerine benzer üreme yeteneğine sahip olduğunu bilirken, yavrular ebeveynlerinde bulunan belirli özellikleri ve özellikleri alır. Genetik bilginin nesiller arası aktarılabilmesi nedeniyle üreme gerçekleşir.
Teori: Asla fazlasına sahip olamazsın
Kalıtım yasaları ancak nispeten yakın zamanda aktif olarak araştırılmaya başlandı. Geçen yüzyılda Sutton ve Boveri'nin halka yeni bir hipotez getirmesiyle bu konuda ileriye doğru etkileyici bir adım atıldı. O zaman kromozomların muhtemelen genetik veri taşıdığını öne sürdüler. Bir süre sonra teknoloji, kromozom bileşiminin kimyasal çalışmasına izin verdi. ortaya çıkardıproteinlerin spesifik nükleik bileşiklerinin varlığı. Proteinlerin, çok çeşitli yapılara ve kimyasal bileşimin özelliklerine özgü olduğu ortaya çıktı. Uzun bir süre bilim adamları, genetik verilerin nesiller arası aktarımını sağlayan ana unsurun proteinler olduğuna inandılar.
Bu konuyla ilgili onlarca yıllık araştırma, hücre DNA'sının önemine dair yeni bilgiler sağladı. Bilim adamlarının ortaya koyduğu gibi, yalnızca bu tür moleküller yararlı bilgilerin maddi bir taşıyıcısıdır. Moleküller kromozomun bir elementidir. Bugün, genel bir eğitim almış hemen hemen her yurttaşımız ve diğer birçok ülkenin sakinleri, insan vücudunun normal gelişimi olan bir insan için DNA moleküllerinin ne kadar önemli olduğunun farkındadır. Birçoğu, bu moleküllerin kalıtım açısından önemini hayal ediyor.
Bir bilim olarak genetik
Hücre DNA'sının incelenmesiyle ilgilenen moleküler genetik, alternatif bir isme sahiptir - biyokimyasal. Bu bilim alanı, biyokimya ve genetiğin kesiştiği noktada oluşmuştur. Kombine bilimsel yön, bilimsel topluluğa yalnızca biyokimya veya genetik ile ilgili kişiler için mevcut olmayan büyük miktarda yararlı bilgi sağlayan üretken bir insan araştırması alanıdır. Bu alanda profesyoneller tarafından yürütülen deneyler, çeşitli tür ve kategorilerdeki çok sayıda yaşam formu ve organizma ile çalışmayı içerir. Bilimsel topluluk tarafından elde edilen en önemli sonuçlar, insan genlerinin yanı sıra çeşitli çalışmaların sonucudur.mikroorganizmalar. İkincisi arasında en önemlileri arasında Eisheria coli, bu mikropların lambda fajları, nörospor crassa mantarları ve Saccharomyces cerevisia bulunur.
Genetik temeller
Uzun bir süredir bilim adamları, kromozomun nesiller arası kalıtsal bilgilerin aktarımındaki öneminden şüphe duymuyorlar. Özel testlerin gösterdiği gibi, kromozomlar asitler, proteinler tarafından oluşturulur. Bir boyama deneyi yaparsanız, protein molekülden salınacak, ancak NA yerinde kalacaktır. Bilim adamlarının NK'de genetik bilgi birikimi hakkında konuşmamıza izin veren daha fazla miktarda kanıtı var. Verilerin nesiller arasında iletilmesi onlar aracılığıyla gerçekleşir. Hücrelerin oluşturduğu organizmalar, DNA'sı olan virüsler, DNA aracılığıyla bir önceki nesilden bilgi alırlar. Bazı virüsler RNA içerir. Bilginin iletilmesinden sorumlu olan bu asittir. RNA, DNA, belirli yapısal benzerliklerle karakterize edilen NK'dir, ancak farklılıklar da vardır.
DNA'nın kalıtımdaki rolünü inceleyen bilim adamları, böyle bir asidin moleküllerinin dört tip nitrojen bileşiği ve deoksiriboz içerdiğini buldular. Bu elementler sayesinde genetik bilgi iletilir. Molekül pürin maddeleri içerir adenin, guanin, pirimidin kombinasyonları timin, sitozin. Kimyasal moleküler omurga, fosforik asit kalıntılarıyla değişen şeker kalıntılarıdır. Her kalıntının şekerler aracılığıyla karbon formülüne bir bağlantısı vardır. Yanlarda şeker kalıntılarına azotlu bazlar yapıştırılır.
İsimler ve tarihler
Bilim adamları,Kalıtımın biyokimyasal ve moleküler temellerini araştırarak, DNA'nın yapısal özelliklerini ancak 53'ünde tanımlayabildiler. Bilimsel bilgilerin yazarlığı Crick, Watson'a aittir. Herhangi bir DNA'nın kalıtımın biyolojik spesifik özelliklerini hesaba kattığını kanıtladılar. Bir model oluştururken, parçaların ikiye katlanmasını ve kalıtsal bilgileri biriktirme, iletme yeteneğini hatırlamanız gerekir. Potansiyel olarak, molekül mutasyona uğrayabilir. Kimyasal bileşenler, bunların kombinasyonları, X-ışını kırınım çalışmalarının yaklaşımlarıyla birleştiğinde, DNA'nın moleküler yapısının bir çift sarmal olarak belirlenmesini mümkün kıldı. Antiparalel tip spirallerin yarısından oluşur. Şeker-fosfat omurgaları hidrojen bağları ile güçlendirilmiştir.
Kalıtımın ve değişkenliğin moleküler temelinin araştırılmasında, Chargaff'ın çalışmaları özellikle önemlidir. Bilim adamı kendini nükleik asidin yapısında bulunan nükleotidlerin çalışmasına adadı. Ortaya çıkarmak mümkün olduğu gibi, bu tür elementlerin her biri azot bazları, fosfor kalıntıları, şekerden oluşur. Timin, adenin molar içeriğinin karşılığı ortaya çıktı, bu parametrenin sitozin ve guanin için benzerliği belirlendi. Her timin kalıntısının eşleştirilmiş bir adenine sahip olduğu ve guanin için bir sitozin olduğu varsayılmıştır.
Aynı ama çok farklı
Kalıtımın temeli olarak nükleik asitleri inceleyen bilim adamları, DNA'nın çok sayıda nükleotidin oluşturduğu polinükleotid kategorisine ait olduğunu belirlediler. Bir zincirdeki en öngörülemeyen eleman dizileri mümkündür. Teorik olarak, seri çeşitliliğinkısıtlamalar. DNA, bileşenlerinin eşleştirilmiş dizileriyle ilişkili belirli niteliklere sahiptir, ancak baz eşleşmesi biyolojik ve kimyasal yasalara göre gerçekleşir. Bu, farklı zincir dizilerini önceden tanımlamanıza izin verir. Bu kaliteye tamamlayıcılık denir. Bir molekülün kendi yapısını mükemmel bir şekilde yeniden üretme yeteneğini açıklar.
DNA yoluyla kalıtım ve değişkenliği inceleyen bilim adamları, DNA'yı oluşturan zincirlerin tamamlayıcı blokların oluşumu için şablonlar olduğunu keşfettiler. Bir reaksiyonun gerçekleşmesi için molekül gevşer. Sürece hidrojen bağlarının yok edilmesi eşlik eder. Bazlar, tamamlayıcı bileşenlerle etkileşime girer ve bu da spesifik bağların oluşmasına yol açar. Nükleotidler sabitlendikten sonra, molekülün çapraz bağlanması meydana gelir, bu da yeni bir polinükleotit oluşumunun ortaya çıkmasına yol açar, bölümlerin sırası başlangıç materyali tarafından önceden belirlenir. Bu, özdeş bilgilerle doymuş iki özdeş molekülün ortaya çıkmasıdır.
Replika: kalıcılığın ve değişimin garantörü
Yukarıda açıklananlar, kalıtım ve değişkenliğin DNA aracılığıyla uygulanması hakkında bir fikir verir. Çoğ altma mekanizması, DNA'nın neden her organik hücrede bulunduğunu açıklarken, kromozom, nicel ve nitel olarak olağanüstü bir doğrulukla çoğalan benzersiz bir organoiddir. Bu gerçek dağılım yöntemi, molekülün çift sarmal tamamlayıcı yapısı gerçeği ortaya çıkana kadar mümkün değildi. Daha önce moleküler yapının ne olduğunu varsaymış olan Watson, Crick'in tamamen doğru olduğu ortaya çıktı, ancak zamanla bilim adamları çoğ altma süreci hakkındaki görüşlerinin doğruluğundan şüphe etmeye başladılar. İlk başta, bir zincirden spirallerin aynı anda göründüğüne inanılıyordu. Laboratuvarda moleküler sentezi katalize eden enzimlerin yalnızca bir yönde çalıştığı bilinmektedir, yani önce bir zincir belirir, sonra ikincisi.
İnsan kalıtımını araştırmaya yönelik modern yöntemler, süreksiz DNA oluşumunu simüle etmeyi mümkün kıldı. Model 68'de ortaya çıktı. Önerisinin temeli, Eisheria coli kullanılarak yapılan deneysel çalışmaydı. Bilimsel çalışmaların yazarlığı Orzaki'ye aittir. Modern uzmanlar, ökaryotlar, prokaryotlar ile ilgili sentez nüansları hakkında doğru verilere sahiptir. Genetik moleküler çataldan, DNA ligaz tarafından bir arada tutulan fragmanlar üreterek gelişme gerçekleşir.
Sentez süreçlerinin sürekli olduğu varsayılır. Replikatif reaksiyon çok sayıda protein içerir. Molekülün çözülmesi enzim sayesinde gerçekleşir, bu durumun korunması destabilize edici protein tarafından garanti edilir ve sentez polimeraz üzerinden ilerler.
Yeni veriler, yeni teoriler
İnsan kalıtımını incelemek için modern yöntemleri kullanan uzmanlar, çoğ altma hatalarının nereden geldiğini belirledi. Moleküllerin kopyalanma mekanizmaları ve moleküler yapının spesifik özellikleri hakkında kesin bilgiler elde edildiğinde açıklama mümkün oldu. Çoğ altma şeması varsayarHer bir yarının yeni bir zincir için bir matris görevi gördüğü ana moleküllerin ayrılması. Sentez, bazların hidrojen bağlarının yanı sıra metabolik süreç stoğunun mononükleotit elementleri nedeniyle gerçekleştirilir. Tiamin, adenin veya sitozin, guanin bağları oluşturmak için maddelerin totomerik forma geçişi gereklidir. Su ortamında, bu bileşiklerin her biri çeşitli şekillerde bulunur; hepsi totomeriktir.
Daha olası ve daha az yaygın seçenekler var. Ayırt edici bir özellik, hidrojen atomunun moleküler yapıdaki konumudur. Reaksiyon, tautomerik formun nadir bir varyantı ile devam ederse, yanlış bazla bağların oluşmasıyla sonuçlanır. DNA zinciri yanlış bir nükleotit alır, elementlerin dizisi kararlı bir şekilde değişir, bir mutasyon meydana gelir. Mutasyon mekanizması ilk olarak Crick, Watson tarafından açıklanmıştır. Onların sonuçları, modern mutasyon süreci fikrinin temelini oluşturur.
RNA özellikleri
Kalıtımın moleküler temelini inceleyen bilim adamları, DNA nükleik asit - RNA'dan daha az önemli olanı görmezden gelemezler. Polinükleotid grubuna aittir ve daha önce açıklananlarla yapısal benzerliklere sahiptir. Temel fark, karbon omurgasının temeli olarak işlev gören kalıntılar olarak riboz kullanılmasıdır. DNA'da bu rolü deoksiriboz oynadığını hatırlıyoruz. İkinci fark, timinin yerini urasil almasıdır. Bu madde aynı zamanda pirimidinler sınıfına aittir.
DNA ve RNA'nın genetik rolünü inceleyen bilim adamları, önceelementlerin kimyasal yapılarında önemsiz farklılıklar, ancak konuyla ilgili daha fazla çalışma, bunların muazzam bir rol oynadıklarını gösterdi. Bu farklılıklar moleküllerin her birinin biyolojik önemini düzeltir, bu nedenle bahsedilen polinükleo titler canlı organizmalar için birbirinin yerini almaz.
Çoğunlukla RNA bir iplikten oluşur, boyut olarak birbirinden farklıdır, ancak çoğu DNA'dan daha küçüktür. RNA içeren virüslerin yapısında iki iplik tarafından oluşturulan bu tür moleküller bulunur - yapıları DNA'ya mümkün olduğunca yakındır. RNA'da genetik veriler biriktirilir ve nesiller arasında aktarılır. Diğer RNA'lar fonksiyonel tiplere ayrılır. DNA şablonları üzerinde üretilirler. İşlem, RNA polimerazları tarafından katalize edilir.
Bilgi ve kalıtım
Modern bilim, kalıtımın moleküler ve sitolojik temellerini inceleyerek, nükleik asitleri genetik bilgi birikiminin ana nesnesi olarak tanımladı - bu, tüm canlı organizmalar için eşit derecede geçerlidir. Çoğu yaşam formunda DNA kilit bir rol oynar. Molekül tarafından toplanan veriler, hücre bölünmesi sırasında değişmeyen bir mekanizmaya göre yeniden üretilen nükleotid dizileri tarafından stabilize edilir. Moleküler sentez, enzim bileşenlerinin katılımıyla ilerlerken, matris her zaman hücreler arasında materyal olarak iletilen önceki nükleotit zinciridir.
Bazen biyoloji ve mikrobiyoloji çerçevesinde öğrencilere bağımlılıkların görsel bir gösterimi için genetikteki problemlerin çözümü verilir. Bu tür problemlerde kalıtımın moleküler temelleri DNA'ya göre kabul edilir,RNA'nın yanı sıra. Genetiği bir sarmaldan RNA tarafından kaydedilen bir molekül durumunda, üreme işlemlerinin daha önce açıklanana benzer bir yönteme göre ilerlediği unutulmamalıdır. Şablon, kopyalanabilen bir formdaki RNA'dır. Bu, bulaşıcı istila nedeniyle hücresel yapıda ortaya çıkar. Bu süreci anlamak, bilim adamlarının gen fenomenini iyileştirmesine ve onunla ilgili bilgi tabanını genişletmesine izin verdi. Klasik bilim, geni, nesiller arasında aktarılan ve deneysel çalışmalarda ortaya çıkarılan bir bilgi birimi olarak anlar. Gen, aynı seviyedeki diğer birimlerle birlikte mutasyonlar yapabilir. Bir organizmanın sahip olduğu fenotip tam olarak gen tarafından açıklanır - bu onun ana işlevidir.
Bilimde, kalıtımın işlevsel bir temeli olan gen, başlangıçta rekombinasyondan, mutasyondan da sorumlu bir birim olarak kabul edildi. Şu anda bu iki özelliğin DNA'da bulunan nükleotid çiftinin sorumluluğunda olduğu güvenilir bir şekilde bilinmektedir. Ama işlev, amino asit protein zincirlerini belirleyen yüzlerce hatta binlerce üniteden oluşan bir nükleotid dizisi tarafından sağlanır.
Proteinler ve genetik rolleri
Modern bilimde, genlerin sınıflandırılmasını inceleyen kalıtımın moleküler temelleri, protein yapılarının önemi açısından ele alınır. Tüm canlı maddeler kısmen proteinlerden oluşur. En önemli bileşenlerden biri olarak kabul edilirler. Protein, gerektiğinde lokal olarak dönüşen benzersiz bir amino asit dizisidir.faktörlerin varlığı. Genellikle iki düzine amino asit türü vardır, diğerleri ana yirmiden gelen enzimlerin etkisi altında üretilir.
Protein niteliklerinin çeşitliliği, birincil moleküler yapıya, proteini oluşturan amino asit polipeptit dizisine bağlıdır. Yapılan deneyler, amino asidin DNA nükleotid zincirinde kesin olarak tanımlanmış bir lokalizasyona sahip olduğunu açıkça göstermiştir. Bilim adamları buna protein elementlerinin ve nükleik asitlerin paralelleri adını verdiler. Bu fenomene eşdoğrusallık denir.
DNA özellikleri
Kalıtımın moleküler temelini inceleyen biyokimya ve genetik, DNA'ya özel önem verilen bilimlerdir. Bu molekül lineer bir polimer olarak sınıflandırılır. Çalışmalar, yapıya uygun tek dönüşümün nükleotid dizisi olduğunu göstermiştir. Proteindeki amino asit dizisini kodlamaktan sorumludur.
Ökaryotlarda DNA hücre çekirdeğinde bulunur ve protein üretimi sitoplazmada gerçekleşir. DNA, protein üretimi süreci için bir şablon rolü oynamaz; bu, genetik bilginin taşınmasından sorumlu bir ara elemana ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Çalışmalar, rolün RNA şablonuna atandığını göstermiştir.
Kalıtımın moleküler temellerine ayrılmış bilimsel çalışmanın gösterdiği gibi, bilgi DNA'dan RNA'ya aktarılır. RNA, protein ve DNA'ya veri taşıyabilir. Protein, RNA'dan veri alır ve aynı yapıya gönderir. DNA ve proteinler arasında doğrudan bir bağlantı yoktur.
Genetikbilgi: bu ilginç
Kalıtımın moleküler temellerine yönelik bilimsel çalışmaların gösterdiği gibi, genetik veriler yalnızca harici bir enerji kaynağı ve yapı malzemesi varlığında gerçekleşen atıl bilgilerdir. DNA, bu tür kaynaklara sahip olmayan bir moleküldür. Hücre ihtiyaç duyduğunu proteinler aracılığıyla dışarıdan alır, daha sonra dönüşüm reaksiyonları başlar. Yaşam desteği sağlayan üç bilgi yolu vardır. Birbirlerine bağlılar, ancak bağımsızlar. Genetik veriler, DNA replikasyonu ile kalıtsal olarak iletilir. Veriler genom tarafından kodlanır - bu akış ikinci olarak kabul edilir. Üçüncü ve sonuncusu ise sürekli olarak dışarıdan hücresel yapıya nüfuz eden, ona enerji ve yapı malzemeleri sağlayan besin bileşikleridir.
Organizma ne kadar yüksek düzeyde yapılandırılmışsa, genomun o kadar çok sayıda öğesi vardır. Farklı bir gen seti, içinde şifrelenmiş bilgileri koordineli mekanizmalar aracılığıyla uygular. Veri açısından zengin hücre, bireysel bilgi bloklarının nasıl uygulanacağını belirler. Bu kaliteden dolayı dış koşullara uyum yeteneği artar. DNA'da bulunan çeşitli genetik bilgiler, protein sentezinin temelidir. Genetik sentezin kontrolü, 1961'de Monod ve Jacob tarafından formüle edilen bir teoridir. Aynı zamanda operon modeli de ortaya çıktı.
