Основы молекулярной биологии клетки.

Жизнь — способ существования биополимеров, из которых основными являются белки и нуклеиновые кислоты.
Белки являются главным строительным материалом клетки (платическая функция) и контролируют все процессы метаболизма клетки (ферментативная или каталитическая функция). Кроме того, белки выполняют и другие важные функции в клетке: опорно-двигательная (актин, миозин, тубулин), рецепторная, транспортная, регуляторная и т. п.

Нуклеиновые кислоты выполняют генетическую функцию (ДНК) и участвуют в реализации генетической информации (РНК). Молекулы ДНК и РНК сходны по строению. Это полинуклео- тиды (нуклеотид–мономер), отличающиеся по углеводу (рибоза и дезоксирибоза) и одному из четырех азотистых оснований (Т-ДНК; У-РНК). Кроме того, ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, а РНК — из одной. Нуклеотидный цепь формируется за счёт ковалентный связей, возникающими между остатком фосфорной кислоты на 5-ом углероде углевода одного мономера и гидроксильной группой на 3-ем атоме углерода углевода другого мономера. Фермент ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды только в направлении 5' → 3' , то есть к ОН-группе последнего звена цепочки присоединяется фосфат .

ДНК
В молекуле ДНК цепи антипараллельны, нуклеотиды противоположных цепей связаны между собой по правилу комплементарности (А–Т; Г–Ц). Это значит количество адениловых нуклеотидов совпадает с количеством тимидиновых нуклеотидов, а количество гуаниловых нуклеотидов равно количеству цитидиловых нуклеотидов. Кроме того, сумма нуклеотидов с пуринами равно сумме нуклеотидов с пиримидинами: Г+А=Т+Ц. Вышеперечисленные высказывания называют правилом Чаргаффа.

4 буквы (А,Г,Т,Ц) по названиям азотистых оснований в нуклеотидах составляют единицы генетического кода. Генетический код - система записи генетической информации, позволяющая прямой и обратный перевод сведений и использование их в процессе жизнедеятельности клетки.
Свойства генетического кода:

универсальность — это значит, что у всех организмов наследственная информация зашифрована одинаковым способом;
триплетность — единицей генетического кода является три- плет нуклеотидов — кодон, который несет элементарную информацию — об одной аминокислоте;
избыточность (вырожденность) — это значит, что одна ами- нокислота может иметь несколько кодовых триплетов (серин, аланин и др.). Только триптофан и метионин имеют по одному кодону (табл. 3);

Триплет - 3 нуклеотида - определяет одну аминокислоту. Поэтому в зависимости от последовательности нуклеотидов в ДНК и мРНК зависит аминокислотная последовательность полипептида ( первичная структура), а также его функция в клетке.
Фрагмент ДНК и соответствующая ему аминокислотная последовательность (ниже):



Переходы от ДНК к белку:
ДНК — РНК — белок
1) ДНК способна к самовоспроизведению за счёт процесса репликации.
2) На матрице ДНК в ядре происходит синтез РНК - транскрипция.
РНК может быть функциональной (рРНК - рибосомальная, тРНК - транспортная) или служить матрицей для синтеза полипептидной цепи (мРНК - матричная).
3) На матрице РНК в цитоплазме на рибосомах синтезируется полипептид.
4) Возможен обратный переход из РНК в ДНК у некоторых организмов. Этот процесс называется обратная транскрипция. Обратная транскрипция свойственна организмам у которых основным носителем генетической информации является РНК - ретровирусы. При попадании в организм хозяина для проникновения в геном и последующего размножения РНК переводится в ДНК.
Центральная догма молекулярной биологии:



Более подробно о репликации, транскрипции и трансляции читайте в отдельных статьях на этом сайте !