Воспроизводство генетического материала обеспечивается репликацией ДНК, приводящей к ее самокопированию в виде двух идентичных дочерних молекул. Однако проблема химических основ наследственности включает и вопрос о том, каким образом осуществляется гетерокаталитическая функция ДНК, т. е. экспрессия генов.
Сформулированная Ф.Криком так называемая центральная догма молекулярной биологии утверждает, что перенос генетической информации осуществляется: 1) от ДНК к ДНК (путем репликации); 2) от ДНК через информационную, или матричную РНК (иРНК) к белку.
Несмотря на то что в последнее десятилетие на примере РНК-содержащих вирусов была доказана возможность переноса генетической информации в направлении от РНК к ДНК с помощью процесса обратной транскрипции, основным путем экспрессии генов является их транскрипция, т.е. синтез одной цепи иРНК по матрице ДНК, и последующая трансляция этой иРНК на рибосомах, т.е. сборка аминокислот в полипептидную цепь на матрице иРНК. В клетках эукариот эти процессы отделены друг от друга в пространстве и во времени, поскольку первый происходит в окруженном ядерной мембраной ядре, откуда синтезированная иРНК поступает в цитоплазму, а затем начинает транслироваться на рибосомах. У прокариот с их плавающей в цитоплазме хромосомой (нуклеоидом) указанные процессы не разобщены и трансляция генных транскриптов, т.е. молекул иРНК, начинается до полного завершения их синтеза одновременно на многих рибосомах. Сопряженность транскрипции и трансляции у бактерий приводит к тому, что при 37 °С за 1 с синтезируется ~ 15 кодонов (т.е. триплетов нуклеотидов в иРНК, кодирующих определенную аминокислоту), а за 1 мин— 2500 нуклеотидов. Это хорошо согласуется со скоростью синтеза белка, равной при 37 °С примерно 15 аминокислот в 1 с. С момента инициации экспрессии гена его иРНК появляется в клетке через 2,5 мин, а соответствующий белок — еще через 30 с.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему