In prezent, biologie moleculara a aratat ca genele - aceasta segmente de ADN care poartă informații coerente - despre structura unei molecule de proteină sau o moleculă de ARN. Acestea și alte molecule funcționale determină dezvoltarea, creșterea și funcționarea organismului.
În același timp, fiecare genă este caracterizată de mai multe secvențe specifice ADN reglatoare, cum ar fi promotorii, care sunt direct implicate în reglarea expresiei genelor. Secvențele de control pot fi atât în vecinătatea cadrului de citire deschis care codifică o secvență de proteină sau ARN care începe ca și în cazul promotorilor (așa numitele cis -regulyatornye elemente Engl. Elemente Cis-reglementare), și la o distanță de mai multe milioane de perechi de baze (nucleotide) în cazul amplificatori, izolatori și supresoare (uneori clasificate ca elemente de trans -regulyatornye elemente Engl. trans-reglementare). Astfel, conceptul genei nu este limitată la numai regiunea de codificare a ADN-ului, și este un concept mai larg, inclusiv secvențele de reglementare și.
Inițial, gena termenul a apărut ca unitate de transfer teoretic informații ereditare discrete. Istoria biologiei amintește argumentând despre care moleculele pot fi purtătoare de informații ereditare. Cei mai mulți cercetători cred că astfel de mass-media poate fi doar proteine, din cauza structurii lor (20 de aminoacizi) vă permite să creați mai multe opțiuni decât structura ADN-ului, care este alcătuit din doar patru tipuri de nucleotide. Mai târziu a fost demonstrat experimental că acest ADN cuprinde informația genetică, care a fost exprimat ca dogma centrală a biologiei moleculare.
Monomerii care constituie fiecare dintre catenele de ADN, sunt compuși organici complecși includ baze azotate: adenina (A) sau timină (T) sau citozina (C) sau guanină (G), zahăr pentahidrici pentose-dezoxiriboză, în numele cărora și a fost numit ADN-ul în sine, precum și reziduu kisloty.Eti compus fosforic sunt numite nucleotide.
- gene nemiscibilitătii -; discretă
- Stabilitatea - capacitatea de a reține structura;
- labilitate - abilitatea de a suferi mutații de mai multe ori;
- allelism multiple - multe gene sunt în populație într-o varietate de specii moleculare;
- alelice - genotip în organisme diploide numai două forme ale genei;
- specificitate - fiecare genă codifică un semn;
- pleiotropy - gena efect multiplu;
- expresivității - gena severitate in semn;
- penetranta - frecvența expresiei genei în fenotipul;
- Amplification - creșterea numărului de copii ale genei.
- Genele structurale - componente ale genomului unic care reprezintă o singură secvență care codifică o proteină specifică, sau anumite tipuri de ARN. (A se vedea. Ca articol gene menaj).
- gene funcționale - reglează genele structurale.
Codul genetic - comune tuturor organismelor vii, o metodă de codificare a secvenței de aminoacizi a proteinei folosind secvența de nucleotide.
ADN-ul folosit patru nucleotide - adenina (A), guanina (G), citozină (C), timină (T), care în literatura rusa notate cu literele A, G, C si T. Acestea constituie literele alfabetului ale codului genetic. Nucleotidele ARN folosind aceeași, cu excepția timină, care se înlocuiește cu o nucleotidă similară - uracil, care este notat cu litera U (Y în literatura rusă). Moleculele de ADN și ARN nucleotide sunt aranjate într-un lanț și, astfel, se obține secvența de caractere genetice.
Pentru a construi o proteină utilizată în mod natural 20 de aminoacizi diferiți. Fiecare proteină constă dintr-un lanț sau mai multe lanțuri de aminoacizi într-o secvență strict definită. Această secvență determină structura proteinei, și, prin urmare, toate proprietățile sale biologice. set de aminoacizi este de asemenea universal pentru aproape toate organismele vii.
Implementarea informației genetice în celulele vii (sinteza proteinelor, adică este codificată de gena) este realizată prin două procese de matrice: transcripție (adică sinteza ARNm în matriță de ADN) și traducerea codului genetic la secvența de aminoacizi (sinteză de lanț polipeptidic la mARN). Pentru a codifica 20 de aminoacizi, și un semnal de „stop“, care indică sfârșitul secvenței proteinei de trei nucleotide consecutive suficient. Un set de trei nucleotide numite un triplet. Abrevieri corespunzând aminoacizilor și codonii sunt arătate în figură.
- Triplet - unitate de cod semnificativ este o combinație de trei nucleotide (un triplet sau codonilor).
- Continuitatea - între tripleții nu sunt semne de punctuație, adică, informația este citită în mod continuu.
- Disjuncția - una și nu pot avea loc simultan în două sau mai multe triplete aceeași nucleotidelor (nu au fost observate pentru unele gene suprapuse de virusuri, bacterii și mitocondrii, care codifică mai multe proteine citește din frame-shift).
- Unicitatea (specificitatea) - anumite codon corespunde unui singur aminoacid (cu toate acestea, UGA codon la Euplotes crassus codifică doi aminoacizi - cisteina și selenocisteină) [1]
- Degenerării (redundanța) - același aminoacid poate avea mai multe codoni.
- Versatilitate - codul genetic funcționează la fel în organisme de diferite nivele de complexitate - de la virusuri la om (pe baza acestor tehnici de inginerie genetică, există unele excepții, așa cum se arată în secțiunea „Variațiile în codul genetic standard de“ tabelul de mai jos).
- Imunitatea de zgomot - mutația substituțiilor nucleotidice care nu conduc la o schimbare de clasă codificate aminoacizi sunt numite conservatoare; mutații ale substituțiilor nucleotidice care conduc la o schimbare a clasei de aminoacizi codificați se numesc radical.
biosinteza proteinelor și etapele sale
Biosinteza proteinei - un proces complex multipas sintezei lanțului polipeptidic al resturilor de aminoacizi care apare pe ribozomi celulelor de organisme cu moleculele de ARNm și ARNt vii.
biosinteza proteinelor poate fi împărțită în stadii de transcriere, procesare și traducere. In timpul transcriere se citi informații genetice codificate în moleculele de ADN, și înregistrează aceste informații în molecula ARNm. In timpul unei serii de etape succesive de prelucrare a ARNm este îndepărtată, unele fragmente, care nu sunt necesare în etapele ulterioare, și există editarea de secvențe de nucleotide. După codul de transport din nucleu la ribozomi are loc sinteza efectivă a moleculelor proteice, prin adăugarea de resturi de aminoacizi individuale la un lanț polipeptidic în creștere.
Între transcrierea și translația a moleculei de ARNm suferă o serie de modificări succesive care furnizează funcționale șablon de maturare pentru sinteza unui lanț polipeptidic. La 5 # este atașat 900 capac aminoterminal, și până la 900 # 3 aminoterminal poli-A coadă, care mărește durata de viață a ARNm-ului. Cu procesarea în celulele eucariote a devenit posibilă combinarea exonilor genei pentru a produce o mai mare varietate de proteine codificate de secvența ADN a unei singure nucleotide - despicare alternative.
Traducerea este sinteza unui lanț polipeptidic, în conformitate cu informațiile codate în ARN mesager. Secvența de aminoacizi este construit folosind ARN de transfer (ARNt) care formează complecși cu aminoacizi - aminoacil-ARNt. Fiecare aminoacid are propria ARNt având un anticodon corespunzător „adecvat“ codon cu ARNm. În timpul emisiunii, ribozomului se deplasează de-a lungul a ARNm, deoarece a construit un lanț polipeptidic. Proteina de energie biosinteza este asigurată datorită ATP.
molecula Ready-proteina apoi scindată de ribozomi și este transportat la celulele locul dorit. Pentru a atinge starea sa activă, unele proteine necesită o modificare suplimentară post-translațională.