Гените и хромозомите
Джеймс Uotson и Frensis Krik постулира не само структурата на ДНК, но и обяснява как могат да се прехвърлят на генетичната информация. Той се среща в три етапа:
- транскрипция (записване на генетична информация под формата на РНК);
- предаване (прехвърляне на информация от РНК да образуват протеин).
Ролята на ДНК като носител на генетична информация се потвърждава от експериментални факти. Така Oswald Avery, Colin Маклиод и McLean McCarthy е показано, че ДНК, изолирана от бактериален вид, е в състояние да се движат в друга клетка щам и ги трансформира, прехвърляне на някои наследствени характеристики донор.
Редица вируси има едноверижна ДНК молекула, но по-голямата част от ДНК-съдържащи двойноверижна ДНК вирус, и е линеен или затворени в пръстен. В клетъчни организми, ДНК, съдържаща се в хромозомите. Бактериалната хромозомата съдържа много по-голям размер ДНК молекула, също разточва на пръстен. Тези пръстени sverhspiralizirovany: двойна спирала, преди да са свързани краищата си, тя е частично развива. Този ефект позволява на молекулата да останат по-компактен.
Еукариотните хромозоми са линейни ДНК молекула. Еукариотни ДНК ветрове протеинови частици - хистони. които са разположени по протежение на ДНК през определени интервали, за да се образува хроматин - влакна, които съставляват хромозомите. Комплекси на ДНК и хистони се наричат нуклеозоми. Нуклеозоми са разположени в пространството, поради което се постига плътно опаковане на ДНК в хромозомата.
Размери на ДНК зависят от вида на организма. Физическа дължина ДНК вируси е десетки микрона, бактерии - мм и човешки - 2 метра. Общата дължина на цялата човешка ДНК е 2 ∙ 10 10 km.
Структурните гени наречени ДНК сегменти, кодиращи протеин вериги, тРНК и рРНК. В класически биология гени са дефинирани като част от хромозомата, който определя някои наследствена черта. Това даде по-точно определение на молекулярната биология: ген - фрагмент от генетичния код, който може да синтезира само един определен полипептид или РНК. Заедно с структурния ген съдържа контролни последователности на ДНК. Те могат да представляват началото или в края на структурен ген, стартиране или спиране на транскрипцията.
Джийн средно полипептид е с дължина от няколко десети от микрометър. Гените, кодиращи т-РНК е значително по-къси. Вирусната ДНК съдържа малък брой гени, бактериални - хиляди гени. Бактериите защита собствена ДНК метилиране на някои бази. Чужда ДНК, е не строго определени идентификация на метилови групи, унищожени ендонуклеази.
В еукариотни гени съдържат nontranslating вложки - интрони. Тяхното значение не е напълно изяснен; може би те имат гени в отделни области, които могат да се рекомбинират в хода на еволюцията, за да образуват нови гени. Като цяло, непреведен материал в еукариотните клетки доста - вероятно около 10%.
Част гени "работи" само при определени условия. Така, ген регулиране на синтеза на инсулин, е в състояние да функционира само в специални клетки на панкреаса, и хемоглобинът се произвежда само в случай, че гените, отговорни за синтез, клетките са млади еритроцити.
Някои гени се повтарят ДНК в множество копия. Такива например са гени, които синтезират пилета кератинови пера - за бърз растеж на животно изисква високи производствени скорости на "изграждащи блокове", и ген за тази операция няма да се справи.
Клетките на организма на този вид (дори, принадлежащи към различни тъкани), съдържащ ДНК със същата нуклеотидна състав и този състав не зависи от мощността, или от околната среда или от възрастта на организма. Нуклеотидната състава на ДНК от различни видове варира.
Докаже, че експресията на конкретен черта. наследствено организъм е резултат от специфичен ген, е трудно. Обикновено симптомите се проявяват от взаимодействието на множество гени или един ген наследствени влияния няколко функции наведнъж. Например, присъствието на цвят в много растения, зависи от това дали ще има до два съществени ген. Един ген може да причини промяна в редица системи животни.
При загряване или други екстремни условия снадени ДНК спирала, и неговите вериги са разделени. Ако този процес не е достигнал края на краищата, това е лесно да се обърне. Ако пълното денатуриране на обратния процес ще се случи много по-бавно: допълнителни обекти вериги трябва първо да "открият" помежду си, след което двете вериги са относително бързо "закрепени" като светкавица, отново образувайки двойна спирала. Едноверижна ДНК на един вид организъм, могат да образуват хибрид с ДНК на друг вид, при условие, че нуклеотидната последователност на малки вериги са сходни. Разбира се, само някои части са сдвоени вериги, които са взаимно допълващи се. Изследване на формирането на тези хибриди, може да се заключи за относителната връзката на различни видове.