Репликация, сохранение и модификация генома

Информация » Репликация, сохранение и модификация генома » Репликация, сохранение и модификация генома

Генетическая программа клеточных организмов записана в нуклеотидной последовательности ДНК. Следовательно, для сохранения уникальных свойств организма необходимо точное воспроизведение этой последовательности в каждом последующем поколении. Е. coli, например, должна дуплицировать практически без ошибок полный геном размером 4*106 нуклеотидных пар при образовании каждого последующего поколения; точно так же должны быть скопированы почти 4*109 пар оснований в 23 парах хромосом человека при каждом акте деления клеток.

Одной из чудесных особенностей ДНК является то, что в ней закодирована информация о механизме ее собственного удвоения: одни гены кодируют ферменты, синтезирующие нуклеотидные предшественники ДНК, другие - белки, осуществляющие сборку активированных нуклеотидов в полинуклеотидные цепочки. Есть гены, координирующие процесс репликации с другими клеточными событиями, а также гены, кодирующие белки, которые упаковывают ДНК в хроматин. Еще одним необычным свойством ДНК является то, что она служит матрицей и определяет порядок, в котором нуклеотиды выстраиваются в новые нуклеотидные цепочки. Обладая одинаковым аппаратом синтеза, различные ДНК осуществляют образование только подобных себе реплик.

В генетической программе предусмотрены ферментативный механизм, который исправляет ошибки, иногда происходящие при репликации ДНК, и механизм репарации повреждений, затрагивающих основания или спиральную структуру при облучении рентгеновскими лучами и ультрафиолетовым светом или при воздействии различных химических агентов, а также механизм устранения дефектов, связанных с некоторыми заболеваниями. Генетическая программа обеспечивает создание геномных вариантов и возможность эволюционных изменений. Определенные гены кодируют белки, способствующие обмену цепями, принадлежащими разным молекулам ДНК, и тем самым созданию новых комбинаций генетического материала, передаваемых потомству. Известны белки, вызывающие геномные перестройки путем катализа транслокаций небольших сегментов или даже протяженных участков в пределах одной молекулы ДНК и между молекулами. С одной стороны, рекомбинации и транслокации подобного рода создают основу для эволюционных экспериментов, а с другой - некоторые перестройки могут быть причиной заболеваний. Как это ни странно, оптимальное функционирование некоторых генетических программ действительно зависит от специфических перестроек в ДНК.


Другие статьи:

Роль биоритмов в обеспечении жизнедеятельности человека
Биологические ритмы - это периодическое повторение изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в живых организмах [2]. Выдающийся хронобиолог Ф. Хальберг разделил все биологические ритмы на три группы: 1) Ритмы ...

Как устроена бабочка
Перепончатые крылья покрыты окрашенными мелкими чешуйками(отсюда название чешуекрылые), которые определяют своеобразие цвета и рисунка насекомых. Многие бабочки ярко и броско окрашены. Чешуйки на крыльях бабочек имеют огромное значение в ...

Вопрос 2
Наука все глубже проникает в сущность явлений, процессов, охватывает все более широко картину мира. Будучи, прежде всего, явлением духовной жизни общества, наука воплощается в сфере его материальной жизни. Она представляет собой особую об ...