Сохранение информации от поколения к поколению

При размножении любых форм жизни происходит увеличение числа молекул ДНК. Из одной клетки, образовавшейся в результате слияния гамет, получаются тысячи, миллионы клеток тела. Каждая исходная молекула ДНК дает начало огромному числу новых молекул ДНК с сохранением в неизменном виде всех особенностей, присущих ДНК. Это происходит в процессе репликации, при котором информация, закодированная в последовательности оснований молекулы родительской ДНК, передаётся с максимальной точностью дочерней ДНК.

Репликация – единственно возможный способ увеличения числа молекул ДНК, на который указывает сама структура этих молекул. С помощью фермента ДНК-полимеразы цепи родительской ДНК расплетаются, и каждая из них служит матрицей,

определяющей последовательность оснований в новой, дочерней цепи ДНК. Затем к каждой цепочке достраиваются по принципу комплементарности нуклеотиды (А-Т, Г-Ц), образуя две двухцепочные молекулы ДНК. Репликация имеет полуконсервативный характер – в каждой вновь образуемой молекуле ДНК одна нить происходит от родительской молекулы, а вторая синтезируется заново.

Процесс репликации нуклеиновых кислот целиком зависит от работы ряда ферментов. Установлено, что в этом процессе участвуют минимум четыре группы ферментов: ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы, эндонуклеазы и ДНК-лигазы.

1. 
   Ферменты, осуществляющие синтез ДНК, называются ДНК-полимеразами. Впервые ДНК-полимераза I была получена в очищенном виде А. Корнбергом из Е.Coli в 1958 г. В клетках содержится три различные формы ДНК-полимераз, все они обладают синтезирующей активностью и способны удлинять цепи ДНК. Репликацию ДНК осуществляет ДНК-полимераза α, исправление повреждённых участков ДНК осуществляют ДНК-полимеразы I, II.
2. 
   РНК-полимераза – фермент, осуществляющий транскрипцию РНК.
3. 
   Эндонуклеазы – ферменты, разрезающие двухнитевую молекулу ДНК в местах, соответствующих последовательностям из 4 – 12 нуклеотидов.
4. 
   ДНК-лигазы – ферменты, контролирующие образование фосфодиэфирной связи между 3′- и 5′-концами фрагментов ДНК.

Репликация ДНК начинается с разрыва в одной из двух цепей ДНК под действием эндонуклеазы. Затем к этому месту присоединяется ДНК-полимераза и начинается непрерывный синтез нового олигонуклеотида на одной из двух родительских цепей в направлении от 5′ атома углерода сахара к 3′ атому. Из второй цепи родительской ДНК идёт прерывный синтез, сопровождающийся образованием фрагментов ДНК, также в направлении 5′ -

3′ с последующим объединением фрагментов ДНК при участии ДНК-лигаз в единую полинуклеотидную молекулу.

Таким образом, репликация ДНК обеспечивает высочайшую точность воспроизведения генетической информации в поколениях клеток и организмов в целом, т.е. реализует одну из основных функций нуклеиновых кислот (ДНК) – сохранение и передача генетической информации.

8

6. Заключение.

Изучение генетики человека, несмотря на всю сложность, важно не только с точки зрения науки. Трудно переоценить и прикладное значение проводимых исследований.

Достижения в этой области оказывают заметное влияние на другие отрасли наук о человеке – медицину, психиатрию, психологию, педагогику.

В частности, велика роль развивающейся генетики человека в решении проблем наследственных болезней. Современные данные свидетельствуют, что человеком наследуются многие болезни, такие, как несвертываемость крови, цветовая слепота, ряд психических заболеваний. Кроме того, генетика человека призвана решать и другие вопросы.

Значение развития генетики человека очевидно. Можно с полной уверенностью сказать, что, например, в молекулах ДНК клеток человека запрограммирована генетическая информация, контролирующая каждый миг нашей жизни. Это касается здоровья, нормального развития, продолжительности жизни, наследственных болезней, сердечно-сосудистых заболеваний, злокачественных опухолей, предрасположенности к тем или иным инфе6кционным заболеваниям, старости и даже смерти.

Если выделить из ядра одной клетки человека все генетические молекулы ДНК и расположить их в линию одна за другой, то общая длина этой линии составит семь с половиной сантиметров. Такова биохимическая рабочая поверхность хромосом. Это сконцентрированное в молекулярной записи наследие веков прошедшей эволюции.

Закономерности генетики в большинстве случаев носят универсальный характер. Они одинаково важны для растений, для животных. Велико их значение и для человека.

9

^ 7. Список литературы:

1. 
   Основы биологии: Учебное пособие для школьников и абитуриентов /

А.А Каменский, Н.А. Соколова, М.А. Валовая. – М.: Экзамен, 2004.

1. 
   Век ДНК / М.Д. Фрвнк-Каменецкий. – М.: Университет, 2004.
2. 
   Медицинская генетика / Под редакцией Н.П. Бочкова. – М.: Асадема, 2003.
3. 
   Биология 1, 3 тома / Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. – М.: Мир, 2007.