Les lois de l'hérédité ont attiré l'attention humaine depuis le moment où il est devenu clair pour la première fois que la génétique est quelque chose de plus matériel que certaines puissances supérieures. L'homme moderne sait que les organismes ont la capacité de se reproduire de manière similaire à eux-mêmes, tandis que la progéniture reçoit des caractéristiques et des caractéristiques spécifiques inhérentes à leurs parents. La reproduction est réalisée grâce à la capacité de transférer des informations génétiques entre les générations.
Théorie: on n'en a jamais trop
Les lois de l'hérédité n'ont commencé à être activement étudiées que relativement récemment. Un pas en avant impressionnant dans ce domaine a été fait au siècle dernier, lorsque Sutton et Boveri ont présenté au public une nouvelle hypothèse. C'est alors qu'ils ont suggéré que les chromosomes portaient probablement des données génétiques. Un peu plus tard, la technologie a permis l'étude chimique de la composition des chromosomes. Il a révéléla présence de composés nucléiques spécifiques de protéines. Les protéines se sont avérées inhérentes à une grande variété de structures et aux spécificités de la composition chimique. Pendant longtemps, les scientifiques ont cru que c'étaient les protéines qui constituaient le principal élément assurant le transfert des données génétiques entre les générations.
Des décennies de recherche sur ce sujet ont fourni de nouvelles informations sur l'importance de l'ADN cellulaire. Comme les scientifiques l'ont révélé, seules ces molécules sont un support matériel d'informations utiles. Les molécules sont un élément du chromosome. Aujourd'hui, presque tous nos compatriotes qui ont reçu une formation générale, ainsi que les résidents de nombreux autres pays, sont bien conscients de l'importance des molécules d'ADN pour une personne, du développement normal du corps humain. Beaucoup imaginent l'importance de ces molécules en termes d'hérédité.
La génétique en tant que science
La génétique moléculaire, qui traite de l'étude de l'ADN cellulaire, a un nom alternatif - biochimique. Ce domaine scientifique s'est formé à l'intersection de la biochimie et de la génétique. La direction scientifique combinée est un domaine productif de la recherche humaine, qui a fourni à la communauté scientifique une grande quantité d'informations utiles qui ne sont pas disponibles pour les personnes impliquées uniquement dans la biochimie ou la génétique. Les expériences menées par des professionnels dans ce domaine impliquent de travailler avec de nombreuses formes de vie et organismes de divers types et catégories. Les résultats les plus significatifs obtenus par la communauté scientifique sont issus de l'étude des gènes humains, ainsi que de diversmicro-organismes. Parmi ces derniers, parmi les plus importants figurent Eisheria coli, les phages lambda de ces microbes, les champignons neurospores crassa et Saccharomyces cerevisia.
Bases génétiques
Depuis longtemps, les scientifiques n'ont aucun doute sur l'importance du chromosome dans le transfert d'informations héréditaires entre les générations. Comme l'ont montré des tests spécialisés, les chromosomes sont formés par des acides, des protéines. Si vous effectuez une expérience de coloration, la protéine sera libérée de la molécule, mais le NA restera en place. Les scientifiques ont une plus grande quantité de preuves qui nous permettent de parler de l'accumulation d'informations génétiques dans NK. C'est par eux que les données sont transmises entre les générations. Les organismes formés par des cellules, les virus qui ont de l'ADN, reçoivent des informations de la génération précédente via l'ADN. Certains virus contiennent de l'ARN. C'est cet acide qui est responsable de la transmission de l'information. L'ARN, l'ADN sont des NK, qui se caractérisent par certaines similitudes structurelles, mais il existe également des différences.
En étudiant le rôle de l'ADN dans l'hérédité, les scientifiques ont découvert que les molécules d'un tel acide contiennent quatre types de composés azotés et du désoxyribose. Grâce à ces éléments, l'information génétique est transmise. La molécule contient des substances puriques adénine, guanine, combinaisons de pyrimidine thymine, cytosine. Le squelette moléculaire chimique est constitué de résidus de sucre alternant avec des résidus d'acide phosphorique. Chaque résidu a un lien avec la formule du carbone à travers les sucres. Des bases azotées sont fixées sur les côtés aux résidus de sucre.
Noms et dates
Scientifiques,enquêtant sur les fondements biochimiques et moléculaires de l'hérédité, ils n'ont pu identifier les caractéristiques structurelles de l'ADN que dans le 53e. La paternité des informations scientifiques est attribuée à Crick, Watson. Ils ont prouvé que tout ADN prend en compte les spécificités biologiques de l'hérédité. Lors de la construction d'un modèle, vous devez vous rappeler du doublement des pièces et de la capacité d'accumuler, de transmettre des informations héréditaires. Potentiellement, la molécule est capable de muter. Les composants chimiques, leur combinaison, couplée aux approches d'études par diffraction des rayons X, ont permis de déterminer la structure moléculaire de l'ADN en double hélice. Il est formé par des moitiés de spirales de type antiparallèles. Les squelettes sucre-phosphate sont renforcés par des liaisons hydrogène.
Dans l'étude des bases moléculaires de l'hérédité et de la variabilité, les travaux de Chargaff revêtent une importance particulière. Le scientifique s'est consacré à l'étude des nucléotides présents dans la structure de l'acide nucléique. Comme il a été possible de révéler, chacun de ces éléments est formé par des bases azotées, des résidus de phosphore, du sucre. La correspondance de la teneur molaire en thymine, adénine a été révélée, la similarité de ce paramètre pour la cytosine et la guanine a été établie. On a supposé que chaque résidu de thymine avait une adénine appariée et que pour la guanine il y avait une cytosine.
Pareil mais tellement différent
En étudiant les acides nucléiques comme base de l'hérédité, les scientifiques ont déterminé que l'ADN appartient à la catégorie des polynucléotides formés par de nombreux nucléotides. Les séquences d'éléments les plus imprévisibles d'une chaîne sont possibles. Théoriquement, la diversité sérielle n'a pasrestrictions. L'ADN a des qualités spécifiques associées aux séquences appariées de ses composants, mais l'appariement des bases se produit selon les lois biologiques et chimiques. Cela vous permet de prédéfinir des séquences de différentes chaînes. Cette qualité s'appelle la complémentarité. Il explique la capacité d'une molécule à reproduire parfaitement sa propre structure.
En étudiant l'hérédité et la variabilité via l'ADN, les scientifiques ont découvert que les brins qui forment l'ADN sont les modèles pour la formation de blocs complémentaires. Pour qu'une réaction se produise, la molécule se déroule. Le processus s'accompagne de la destruction des liaisons hydrogène. Les bases interagissent avec des composants complémentaires, ce qui conduit à la génération de liaisons spécifiques. Une fois les nucléotides fixés, la réticulation de la molécule se produit, conduisant à l'apparition d'une nouvelle formation de polynucléotides dont la séquence de parties est prédéterminée par le matériau de départ. C'est ainsi qu'apparaissent deux molécules identiques, saturées d'informations identiques.
Replica: un garant de pérennité et de changement
Décrit ci-dessus donne une idée de la mise en œuvre de l'hérédité et de la variabilité à travers l'ADN. Le mécanisme de réplication explique pourquoi l'ADN est présent dans chaque cellule organique, alors que le chromosome est un organoïde unique qui se reproduit quantitativement et qualitativement avec une précision exceptionnelle. Cette méthode de distribution réelle n'était pas réalisable tant que le fait de la structure complémentaire en double hélice de la molécule n'était pas établi. Crick, Watson, ayant précédemment supposé quelle était la structure moléculaire, s'est avéré tout à fait juste, bien qu'au fil du temps, les scientifiques aient commencé à douter de l'exactitude de leur vision du processus de réplication. Au début, on croyait que les spirales d'une chaîne apparaissaient simultanément. Les enzymes qui catalysent la synthèse moléculaire en laboratoire sont connues pour ne fonctionner que dans une seule direction, c'est-à-dire qu'une première chaîne apparaît, puis la seconde.
Les méthodes modernes d'étude de l'hérédité humaine ont permis de simuler la génération discontinue d'ADN. Le modèle est apparu dans le 68e. La base de sa proposition était un travail expérimental utilisant Eisheria coli. La paternité des travaux scientifiques est attribuée à Orzaki. Les spécialistes modernes disposent de données précises sur les nuances de synthèse par rapport aux eucaryotes, procaryotes. À partir de la fourche moléculaire génétique, le développement se produit en générant des fragments maintenus ensemble par l'ADN ligase.
Les processus de synthèse sont supposés continus. La réaction de réplication implique de nombreuses protéines. Le déroulement de la molécule se produit grâce à l'enzyme, la préservation de cet état est garantie par la protéine déstabilisatrice et la synthèse se fait par la polymérase.
Nouvelles données, nouvelles théories
À l'aide de méthodes modernes d'étude de l'hérédité humaine, des experts ont identifié l'origine des erreurs de réplication. L'explication est devenue possible lorsque des informations précises sur les mécanismes de copie des molécules et les caractéristiques spécifiques de la structure moléculaire sont devenues disponibles. Le schéma de réplication supposedivergence des molécules mères, chaque moitié agissant comme une matrice pour une nouvelle chaîne. La synthèse est réalisée grâce aux liaisons hydrogène des bases, ainsi qu'aux éléments mononucléotidiques du stock de processus métaboliques. Afin de générer des liaisons de thiamine, d'adénine ou de cytosine, de guanine, la transition des substances vers la forme tautomère est nécessaire. Dans le milieu aquatique, chacun de ces composés est présent sous plusieurs formes; ils sont tous tautomères.
Il existe des options plus probables et moins courantes. Une caractéristique distinctive est la position de l'atome d'hydrogène dans la structure moléculaire. Si la réaction se déroule avec une variante rare de la forme tautomère, elle entraîne la formation de liaisons avec la mauvaise base. Le brin d'ADN reçoit un nucléotide incorrect, la séquence des éléments change de manière stable, une mutation se produit. Le mécanisme mutationnel a été expliqué pour la première fois par Crick, Watson. Leurs conclusions forment la base de l'idée moderne du processus de mutation.
Caractéristiques de l'ARN
En étudiant les bases moléculaires de l'hérédité, les scientifiques ne pouvaient pas ignorer non moins important que l'acide nucléique de l'ADN - ARN. Il appartient au groupe des polynucléotides et présente des similitudes structurelles avec ceux décrits précédemment. La principale différence est l'utilisation du ribose comme résidus qui agissent comme la base du squelette carboné. Dans l'ADN, rappelons-le, ce rôle est joué par le désoxyribose. La deuxième différence est que la thymine est remplacée par l'uracile. Cette substance appartient également à la classe des pyrimidines.
En étudiant le rôle génétique de l'ADN et de l'ARN, les scientifiques ont d'abord déterminédifférences insignifiantes dans les structures chimiques des éléments, mais une étude plus approfondie du sujet a montré qu'ils jouent un rôle colossal. Ces différences corrigent la signification biologique de chacune des molécules, de sorte que les polynucléotides mentionnés ne se remplacent pas pour les organismes vivants.
La plupart du temps, l'ARN est formé d'un brin, diffère les uns des autres par leur taille, mais la plupart d'entre eux sont plus petits que l'ADN. Les virus contenant de l'ARN ont dans leur structure de telles molécules créées par deux brins - leur structure est aussi proche que possible de l'ADN. Dans l'ARN, les données génétiques sont accumulées et transmises entre les générations. D'autres ARN sont divisés en types fonctionnels. Ils sont générés sur des matrices d'ADN. Le processus est catalysé par des ARN polymérases.
Information et hérédité
La science moderne, étudiant les fondements moléculaires et cytologiques de l'hérédité, a identifié les acides nucléiques comme le principal objet d'accumulation d'informations génétiques - cela s'applique également à tous les organismes vivants. Dans la plupart des formes de vie, l'ADN joue un rôle clé. Les données accumulées par la molécule sont stabilisées par des séquences nucléotidiques qui se reproduisent lors de la division cellulaire selon un mécanisme inchangé. La synthèse moléculaire se déroule avec la participation de composants enzymatiques, tandis que la matrice est toujours la chaîne nucléotidique précédente, qui est matériellement transmise entre les cellules.
Parfois, les étudiants dans le cadre de la biologie et de la microbiologie reçoivent la solution de problèmes de génétique pour une démonstration visuelle des dépendances. Les bases moléculaires de l'hérédité dans de tels problèmes sont considérées comme relatives à l'ADN,ainsi que l'ARN. Il faut rappeler que dans le cas d'une molécule dont la génétique est enregistrée par l'ARN d'une hélice, les processus de reproduction se déroulent selon une méthode similaire à celle décrite précédemment. La matrice est de l'ARN sous une forme qui peut être répliquée. Cela apparaît dans la structure cellulaire en raison de l'invasion infectieuse. La compréhension de ce processus a permis aux scientifiques d'affiner le phénomène du gène et d'élargir la base de connaissances à son sujet. La science classique comprend le gène comme une unité d'information transmise entre les générations et révélée dans les travaux expérimentaux. Le gène est capable de mutations, combiné avec d'autres unités de même niveau. Le phénotype que possède un organisme est expliqué précisément par le gène - c'est sa fonction principale.
En science, le gène en tant que base fonctionnelle de l'hérédité était initialement considéré aussi comme une unité responsable de la recombinaison, de la mutation. À l'heure actuelle, on sait de manière fiable que ces deux qualités sont la responsabilité de la paire de nucléotides incluse dans l'ADN. Mais la fonction est assurée par une séquence nucléotidique de centaines voire de milliers d'unités qui déterminent les chaînes protéiques d'acides aminés.
Les protéines et leur rôle génétique
Dans la science moderne, étudiant la classification des gènes, les bases moléculaires de l'hérédité sont considérées du point de vue de la signification des structures protéiques. Toute matière vivante est partiellement formée de protéines. Ils sont considérés comme l'un des composants les plus importants. La protéine est une séquence unique d'acides aminés qui se transforme localement lorsqueprésence de facteurs. Il existe souvent deux douzaines de types d'acides aminés, d'autres sont générés sous l'influence d'enzymes parmi les vingt principaux.
La diversité des qualités protéiques dépend de la structure moléculaire primaire, la séquence polypeptidique d'acides aminés qui forme la protéine. Les expériences réalisées ont clairement montré que l'acide aminé a une localisation strictement définie dans la chaîne nucléotidique de l'ADN. Les scientifiques l'ont appelé les parallèles des éléments protéiques et des acides nucléiques. Le phénomène est appelé colinéarité.
Caractéristiques de l'ADN
La biochimie et la génétique, qui étudient les bases moléculaires de l'hérédité, sont des sciences qui accordent une attention particulière à l'ADN. Cette molécule est classée comme un polymère linéaire. Des études ont montré que la seule transformation disponible pour la structure est la séquence nucléotidique. Il est responsable du codage de la séquence d'acides aminés dans la protéine.
Chez les eucaryotes, l'ADN est situé dans le noyau cellulaire et la génération de protéines a lieu dans le cytoplasme. L'ADN ne joue pas le rôle de matrice pour le processus de génération de protéines, ce qui signifie qu'il faut un élément intermédiaire responsable du transport de l'information génétique. Des études ont montré que le rôle est attribué à la matrice d'ARN.
Comme le montrent les travaux scientifiques consacrés aux bases moléculaires de l'hérédité, l'information est transférée de l'ADN vers l'ARN. L'ARN peut transporter des données vers les protéines et l'ADN. La protéine reçoit des données de l'ARN et les envoie à la même structure. Il n'y a pas de liens directs entre l'ADN et les protéines.
Génétiqueinfo: c'est intéressant
Comme l'ont montré les travaux scientifiques consacrés aux bases moléculaires de l'hérédité, les données génétiques sont des informations inertes qui ne se réalisent qu'en présence d'une source d'énergie externe et d'un matériau de construction. L'ADN est une molécule qui ne dispose pas de telles ressources. La cellule reçoit ce dont elle a besoin de l'extérieur par le biais des protéines, puis les réactions de transformation commencent. Il existe trois voies d'information qui fournissent une assistance vitale. Ils sont connectés les uns aux autres, mais indépendants. Les données génétiques sont transmises héréditairement par réplication de l'ADN. Les données sont codées par le génome - ce flux est considéré comme le second. Le troisième et dernier est constitué de composés nutritionnels qui pénètrent constamment dans la structure cellulaire de l'extérieur, lui fournissant de l'énergie et des ingrédients de construction.
Plus l'organisme est fortement structuré, plus les éléments du génome sont nombreux. Un ensemble de gènes diversifié implémente les informations cryptées par des mécanismes coordonnés. La cellule riche en données détermine comment implémenter des blocs d'informations individuels. En raison de cette qualité, la capacité d'adaptation aux conditions extérieures augmente. Les diverses informations génétiques contenues dans l'ADN sont à la base de la synthèse des protéines. Le contrôle génétique de la synthèse est une théorie formulée par Monod et Jacob en 1961. Au même moment, le modèle d'opéron est apparu.
