Принцип кодування генетичної інформації Генетичний код: опис, характеристики, історія дослідження. Реакції матричного синтезу
07.04.2015 13.10.2015
В епоху нано-технологій і новацій у всіх сферах життя людини необхідно багато знати для самовпевненості та спілкування з людьми. Технології двадцять першого століття зробили крок далеко, наприклад, у сфері медицини і генетики. У цій статті спробуємо докладно описати найголовніший крок людства у дослідженнях ДНК.
Опис коду ДНК
Що ж таке цей код? Код вироджений генетичними властивостями та займаються його дослідженням вчені генетики. Цим кодом наділені всі живі істоти нашої планети. Науково визначається як метод білкової послідовності амінокислот за допомогою ланцюжка нуклеотидів.
Так званий алфавіт складається з чотирьох основ, що позначаються А, Г, Т, Ц:
А – аденін,
Г – гуанін,
Т - тімін,
Ц – цитозин.
Ланцюг коду являє собою спіраль послідовно складених вище описаних основ, виходить, що кожній сходинці спіралі відповідає певна літера.
Вироджений код ДНК білками, які беруть участь у складанні та складаються з ланцюжків. У яких беруть участь двадцять видів амінокислот. Амінокислоти розкривного коду мають назву канонічні, вибудовуються певним чином у кожній істоті та утворюють білкові ланки.
Історія виявлення
Вивчення білків і кислот людство займається з давніх-давен, але перші гіпотези і постанова теорії про спадковість виникли тільки в середині ХХ століття. На цей час вчені зібрали достатню кількість знань цього питання.
У 1953 році дослідження показали, що білок окремого організму має унікальний ланцюжок із амінокислот. Далі було виведено, що цей ланцюжок не має жодного обмеження в поліпептиді.
Порівнювалися записи різних світових учених, які були різними. Тому сформувалося певне поняття: кожному гену відповідає певний поліпептид. В цей же час виникає назва ДНК, яка безперечно доведена, що не білок.
Дослідники Крик і Вотсон вперше говорили про матричну схему шифру, що пояснює, в 1953 році. У останній роботі великих вчених було доведено факт, що шифр є носієм інформації.
Згодом залишалося розібратися лише у питанні визначення та формування ланцюжків амінокислот білка, основи та властивості.
Першим ученим, який побудував гіпотезу генетичного кодування, був фізик Гамов, який також запропонував певний спосіб перевірки матриці.
Генетики припустили встановити відповідність між двома бічними перекладинами ланцюга амінокислот і ромбовидними сходинками, що утворюються. Ромбоподібні ступені ланцюга утворюються за допомогою чотирьох нуклеотидів генетичного коду. Ця відповідність була названа бубновою.
Гамов надалі своєму дослідженні пропонує теорію триплетного коду. Це стає першочерговим у питанні про природу генетичного коду. Хоча теорія фізика Гамова має недоліки, одним із яких є кодування структури білків через генетичний код.
Відповідно Георгій Гамов став першим вченим, який розглянув питання про гени як кодування чотиризначної системи у перекладі її в двадцятизначний основний факт.
Принцип дії
Один білок складається з кількох низок амінокислот. Логічність сполучних ланцюжків визначає будову та характеристики білка організму, що відповідно сприяє виявленню інформації про біологічні параметри живої істоти.
Інформація з живих клітин видобувається двома матричними процесами:
Транскрипцією, тобто синтезованим процесом злиття матриць РНК та ДНК.
Трансляцією, тобто синтезування ланцюжка поліпептидів на матриці РНК.
У процесі трансляції генетичний код перенаправлений у логічний ланцюжок амінокислот. 
Для виявлення та реалізації інформації генів необхідно не менше трьох ланцюжкових нуклеотидів, при розгляді двадцяти послідовно послідовних амінокислот. Такий набір із трьох нуклеотидів позначається як триплет.
Генетичні коди розподілені між двома категоріями:
Перекриваючі – код мінорний, трикутний та послідовний.
Неперекриваються – комбінаційний код і «без ком».
Дослідження доводили, що порядок амінокислот хаотичний і відповідно індивідуально, на основі цього вчені віддають перевагу кодам, що не перекриваються. Згодом теорія «без ком» була спростована.
Для чого потрібно знати код ДНК
Знання про генетичний код живого організму дозволяють визначити інформацію молекул у спадковому та еволюційному сенсі. Необхідний запис спадковості, виявляє дослідження щодо формування системних знань у світі генетики.
Універсальність генетичного коду вважається унікальною властивістю живого організму. На основі даних можна отримати відповіді на більшість питань медичного та генетичного характеру.
Використання знань у медицині та генетиці
Досягнення в молекулярної біології двадцятого століття дозволило широко зробити кроки в дослідженнях хвороб і вірусів, що мають різні підстави. Інформація про генетичний код повсюдно використовується в медицині та генетики.
Виявлення природи певного захворювання чи вірусу накладається вивчення генетичного розвитку. Знання та формування теорій і практик здатні вилікувати важко-виліковні або невиліковні захворювання сучасного світу та майбутнього.
Перспективи розвитку
Оскільки науково доведено, що в генетичному коді закладено інформацію не лише про спадковість, а й про тривалість життя організму, розвиток генетики задається питанням про безсмертя та довголіття. Ця перспектива підтримується низкою гіпотез наземного безсмертя, клітин ракових захворювань, стовбурових клітин людини.
Науковий співробітник технічного інституту П. Гаряєв у 1985 році виявив у разі спектрального аналізу порожнє місце, назване згодом фантом. Фантоми визначають померлі генетичні молекули.
Що означило надалі теорію про зміну живого організму з часом, що передбачає, що людина здатна жити понад чотириста років.
Феноменом є те, що клітини ДНК здатні видавати звукові коливання сто герц. Тобто, ДНК може говорити.
Під генетичним кодом прийнято розуміти таку систему знаків, що позначають послідовне розташування сполук нуклеотидів у ДНК і РНК, яка відповідає іншій знаковій системі, що відображає послідовність амінокислотних сполук у молекулі білка.
Це важливо!
Коли вченим вдалося вивчити властивості генетичного коду, однією з головних було визнано універсальність. Так, як це не дивно, все об'єднує один, універсальний, загальний генетичний код. Формувався він протягом великого проміжку часу, і процес закінчився близько 3,5 мільярдів років тому. Отже, у структурі коду можна простежити сліди його еволюції, з моменту зародження до сьогодні.
Коли йдеться про послідовність розташування елементів у генетичному коді, мається на увазі, що вона далеко не хаотична, а має певний порядок. І це також багато в чому визначає властивості генетичного коду. Це рівнозначно розташуванню літер та складів у словах. Варто порушити звичний порядок, і більшість того, що ми читатимемо на книжкових чи газетних сторінках, перетвориться на безглузду абракадабру.
Основні властивості генетичного коду
Зазвичай код несе у собі будь-яку інформацію, зашифровану особливим чином. Для того, щоб розшифрувати код, необхідно знати відмінні риси.
Отже, основні властивості генетичного коду – це:
- триплетність;
- виродженість чи надмірність;
- однозначність;
- безперервність;
- вже вказана вище універсальність.
Зупинимося докладніше на кожній властивості.
1. Триплетність
Це коли три сполуки нуклеотидів утворюють послідовний ланцюжок усередині молекули (тобто ДНК або РНК). В результаті створюється з'єднання триплету або кодує одну з амінокислот, місце її знаходження ланцюга пептидів.
Розрізняють кодони (вони ж кодові слова!) за їх послідовністю з'єднання та за типом тих азотистих сполук (нуклеотидів), які входять до їх складу.
У генетиці прийнято виділяти 64 кодонові типи. Вони можуть утворювати комбінації із чотирьох типів нуклеотидів по 3 у кожному. Це рівнозначно зведенню числа 4 у третій ступінь. Таким чином, можливе утворення 64-х нуклеотидних комбінацій.
2. Надмірність генетичного коду
Ця властивість простежується тоді, коли для шифрування однієї амінокислоти потрібно кілька кодонів, зазвичай, в межах 2-6. І тільки і триптофану можна кодувати за допомогою одного триплету.
3. Однозначність
Вона входить у властивості генетичного коду як показник здорової генної спадковості. Наприклад, про хороший стан крові, про нормальний гемоглобін може розповісти медикам триплет ГАА, що стоїть на шостому місці в ланцюжку. Саме він несе інформацію про гемоглобіні, і ним же кодується. А якщо людина хвора на анемію, один з нуклеотидів замінюється на іншу букву коду - У, що і є сигналом захворювання.
4. Безперервність
При записі цієї властивості генетичного коду слід пам'ятати, що кодони, як ланки ланцюжка, розташовуються не на відстані, а в прямій близькості, один за одним в нуклеїновому кислотному ланцюгу, і ланцюг цей не переривається - в ньому немає початку або кінця.
5. Універсальність
Ніколи не слід забувати, що все, що існує на Землі, об'єднане загальним генетичним кодом. І тому у примату і людини, у комахи і птиці, столітнього баобаба і травинки, що ледве проклюнулася з-під землі, однаковими триплетами кодуються схожі амінокислоти.
Саме в генах закладено основну інформацію про властивості того чи іншого організму, свого роду програму, яку організм отримує у спадок від тих, що жили раніше і яка існує як генетичний код.
Ознаки організму пов'язані з певними білками. Білки складаються з амінокислот. Спадкова інормація про білки зберігається в ДНК, що складається з нуклеотидів. Виникли питання: 1) яким чином у ДНК закодована спадкова інформація про білки.2) які мех-ми реалізував спадщин інф в кл.3) чи є хутро регул роботи генів - експресія генів. У 1961 був створений ген код-принцип запису спадок інф про послід амін-т в білку через послід нуклеотидів ДНК. Св-ва ген коду: 1) триплетність-це поклад однієї амии-ти кодується поєднанням 3-х нуклеотидів (поєднання 3-х нуклеотадів-триплет, кодон). Відомо 64 можливі триплети і 3 з них не несе смислового навантаження і є Стоп кодонами: УАА, УАГ, УГА. 2)ВЫРОЖДЕНИСТЬ-положение 1 амін-ти може кодуватися дек триплетами чи кодонами. 3)ГЕН КОД НЕ ПЕРЕКРИВАЄТЬСЯ У МЕЖІ 1 ГЕНА. тобто 1 нуклеотид не може одночасно соот 2 триплети. 4)ГЕНЕТИЧНИЙ КІД БЕЗ КОМ, тобто між триплетами немає вільних нуклеотидів. 5)ГЕНЕТИЧНИЙ КОД УНІВЕРСАЛЕНИЙ, тобто однаковий у різних орг-ов.6)СТАБІЛЬНИЙ, тобто не змін у ряду поколінь. При хар-ки ген коду ісп поняття компліментарність, тобто повне соотв послід аміі-т в білку, послід нуклеотид ДНК. Реалізація послідує інф у клітині. У еукоріоти кл майже вся ДНК нах в ядрі. Синтез білка відбувається в цитоплазмі, отже має бути посередник, кіт перенесе ген інформації з ядра в цитоплазму. Посередник-молекула та-РНК. Реалізація спадщини інформації складається з 2-х процесів 1) транскрипція- синтез мол-ли РНК на ДНК, як на матриці. 2) трансляція-переведення послід нуклеотидів в амінокислотну послідовність.
29) Реалізація біологічної інформації в клітині. Транскрипція. Феномен сплайсингу. Перенесення біологічної інформації білок (трансляція). В еукаріотичній клітині прочитай вся ДНК знаходиться в ядрі, синтез білка протікає в цитоплазмі на рибосомах. Значить, існує посередник, який переносить спадкову інформацію з ядра в цитоплазму, ним є молекула і-РНК. Таким чином механізми реалізації спадкової інформації в клітині складається з процесів транскрипції та трансляції, вони ж іде при активній роботі генів. Транскрипція- це синтез молекули РНК на ДНК, як на матриці,складнийферментативний процес, кіт вимагає витрати енергії АТФ. Ділянка 1 ланцюга ДНК явл матрицею для синтезу мол-ли РНК. Синтез йде зі свобод нуклеотидів і заснований на принципі комплементарності. Основний фермент синтез – РНК-полімераза. У прокаріотичній клітині є вид даного ферменту. В еукаріотич клітині 3 виду даного ферменту: 1) РНК-полімераза1 - відповідає за синтез р-РНК 2) РНК-полімераза2 - за синтез і-РНК 3) РНК-полімераза3 відповідає за всі дрібні молекули РНК, зокрема за т-РНК і деякі види р-РНК із малою молекулярною масою. Прочісування транскрипції складається з 3 етапів: ініціація (початок); елонгація (подовження); термінація (кінець). На першому етапі фермент РНК полімеразу дізнається опред нуклеотидів перед геном. Ця слід нуклеотидів зв пронатор . Дізнавшись пронатор РНК полімеразу, фіксується на ній. У цьому розплітається подвійна спіраль ДНК. Вільним стає ділянка, що відповідає даному гену. Ділянка 1 ланцюга ДНКстанів матрицею для синтезу мол-ли РНК. Під час другої стадії РНК полімераза рухається вздовж ділянки ДНК, синтез мол-лу РНК у напрямку 5"-3". При 3 стадії: Синтез РНК продовжував до тих пір поки РНК полімеразу не досяг опред нуклеотидів в кінці гена. Ці наслідки нуклеотидів називаються термінуючий сигнал транскрипції або стоп сигнал. Тут транскрипція закінчилась. Висновок: у транскрипції синтезується первинний транскрипт іРНК, р-РНК, т-РНК.
Первинний транскрипт-РНК. У прокаріотичній клітині відразу синтезується зріла молекула і-рнк, яка стає матрицею для синтезу молекули білка. В еукаріотії клітині синтезується незріла молекула і-РНК, яка називається про-і-РНК. Потім у ядрі після закінчення транскрипції відбувається дозрівання в ядрі - процесинг. Він включає 3 стадії: 1) Кепірування. К5'кінцю молекули про-іРНК приєднується один хімічно модифікований нуклеотид - метилгуанозил. Утворюється кеп-структура. Ця структура надалі сприяє зв'язуванню іРНК з рибосомою. 2) Поліаденілювання. До 3'кінця про-і-РНК приєднуються 100-200 аденілових нуклеотидів. Утворюється поліаденільована ділянка, він стабілізує молекуку і-РНК та сприяє її виходу з ядра в цитоплазму.
3) Сплайсинг.У мол-ле і-РНК містить екзони та інтрони. Сплайсинг-це видалення інтронів з молекули про-і-РНК і з'єднання екзонів за допомогою лігаз. В результаті процесингу утворюється зріла РНК, яка по довжині відповідає 1 \ 10 первинного транскрипта. Потім ця РНК йде в цитоплазму, потім лише 3-5% залишають ядро, інші ж у ньому руйнуються. Трансляція . Компоненти необхідний для біосинтезу білка: аміі-ти, т-рнк, і-рнк, рибосоми, АТФ, ферменти. Трансляція склад з 3 етапів: ініціація, елонгація, термінація. Ініціація : утворюється комплекс і-РНК та рибосоми. Цьому сприяє кепчастина і-РНК. До цього комплексу підходить перша т-РНК-ініціаторна. Своїм антикодоном т-РІК дізнається ініціаторний кодон і-РНК-АУГ(мітіонін). В еукаріотичній клітині перша амінокислота поліпептидного ланцюга є метіоніном. Після закінчення біосинтезу білка ця амінокислота може видалятися з поліпептидного ланцюга. Елонгація : у рибосомі вид функціонал центр з 2-х уч-ків: а-ділянка(амінокислота-т-РНК зв'язує ділянку, в цю ділянку приходить т-РНК з амінокислотою, тобто аміноацил-т-РНК), б)ділянка (Пептид-т-РНК зв'язок уч-к. У цій ділянці знаходиться т-РНК, пов'язана з пептидом - пепітдил-т-РНК). З функціонуванням цих ділянок пов'язане подовження ланцюга білка. Допустимо певний пептидний ланцюг уже синтезований, комплекс пептидил-т-РНК знаходиться в Р-ділянці рибосоми. У ділянку рибосоми приходить т-РНК з амінокислотою. Якщо антикодон т-РНК компліментарний кодону і-РНК, то дана т-РНК з амінокислотою залишається в ділянці. p align="justify"> Ферменти рибосоми розривають зв'язок між т-РНК і пептидом, який знаходиться в Р-ділянці, вільна т-РНК йде тз Р-ділянки. Інші ферменти рибосоми - трансферази встановлюють пептидний зв'язок між пепідом і амінокислотою, що знаходиться в А-ділянці рибосоми. Так і відбувається подовження пептидного кола на одну амінокислоту. Рибосома робить один крок, рівний 3 нуклеотидам вздовж молекули і-РНК, комплекс т-РНК-пептид переміщається з А-ділянки в Р-ділянку, А-ділянка ж вільний і готовий прийняти нову т-РНК з амінокислотою. Термінація - Подовження поліпептидного ланцюга йде доти поки А-ділянка рибосоми не прийде до одного зі стоп-кодонів, т.к. їм не відповідає жодна амінокислота, і на цьому закінчується біосинтез бекла, звільняється поліпептидний ланцюг, молекула і-РНК, а рибосома розпадається на субодиниці. Якщо клітині необхідна велика кількість даного білка, то утворюється комплекс кількох рибосом та і-РНК. полісома.
Коли йдеться про «активацію ДНК», більшість джерел таки говорять про активацію кодів (кодонів), яких, як відомо, у нашій ДНК – аж 64, що повністю відповідає кількості гексаграм китайської Книги Змін.
Гексаграми Книги Змін - це графічне відображення можливих ймовірнісних варіантів майбутнього (хто пробував гадати по цій книзі, зрозуміє). Отже, спочатку, людство було створено як вільні особи, здатні усвідомлено програмувати події свого майбутнього. Але нині ми активно лише 20 кодів (кодонов) ДНК, тобто. - менше третини. Все інше – це, як кажуть вчені, – «сміттєва частина» ДНК. Проте саме таке визначення і викликає сумнів.
Активні 20 кодонів забезпечують лише наше виживання, розмноження та одноманітне існування на напівтваринному рівні біологічних роботів. І рівень нашої свободи зараз прямо пропорційний кількості активних кодів ДНК.
Не вдаватимемося в нюанси різних гіпотез, про те, хто і коли заблокував у людства більшу частину його ДНК. Очевидно лише одне - це зробили якісь зовнішні по відношенню до людства сили - сутності-хижаки, які використовують нашу свідомість, емоції, творчу енергію як свою їжу. Наприклад, як ми використовуємо бджіл для збору меду.
Все більше дослідників схиляється до того, що ці сутності-хижаки мешкають у якійсь паралельній реальності і в нашому світі можуть виявлятися лише на короткий проміжок часу. Але в нашому світі є свідомі помічники.
Головний трюк, який вдався цим сутностям-хижакам, полягав у перекладі нашої «точки складання» сприйняття рівня чакри серця на рівень чакри сонячного сплетення. Саме так, людство виявилося відрізаним від прямого зв'язку з Творцем і згорнуло з первісного «Шляху Серця» на нав'язаний нам «Шлях Сили». До чого все це призвело – чудово видно за нинішнім станом біосфери.
Яким чином можна вийти з-під контролю сутностей-хижаків і здобути повну свободу і повернути собі втрачені колись майже безмежні здібності?
Усі дослідники схиляється необхідність активації «сміттєвої частини» ДНК, тобто. всіх неактивних кодонів. І ось тут якраз починається плутанина у термінології. Відомо, що наша ДНК складається з 2 спіралей та 64 кодонів. Отже, «пробуджуючи» і «активуючи» неактивні кодони, тим самим активуємо і спіралі ДНК. Таким чином, термін «активація кодів ДНК» тотожний терміну «активація спіралей ДНК», оскільки йдеться саме про 2 наявні у нас спіралі, які більш ніж на 2/3 не активні.
І тут жодної суперечності немає. Вони починаються з моменту, коли з'являється термін про «12 спіралів ДНК», якими, як стверджується, люди мали в минулому. А зараз - у нас залишилося лише 2 активні спіралі.
Вже останнє твердження викликає сумнів. Наскільки можуть бути активними спіралі, 2/3 кодони яких неактивні? Настільки, наскільки працездатним може бути механізм, 2/3 якого є несправним. Тому, швидше за все, йдеться про необхідність активації цих кодонів.
Разом з тим, враховуючи, що, як і Всесвіт, кожна людина багатомірна і має певні тіла, що відповідають енергетичному рівню та частоті вібрацій кожного з вимірювань, то і наша ДНК також повинна мати багатовимірну структуру. Відповідно до однієї з окультних традицій, кількість цих вимірів-світів дорівнює 12. Можливо, саме звідси і з'явилася термінологія про «12 спіралів ДНК», але якщо ми помножимо наявні 2 спіралі ДНК на кількість світів, то отримуємо число «24». Отже, ми можемо говорити лише про 12 пар, а не про 12 спіралів ДНК.
А от якщо ми вводимо термін «12-мірна ДНК», то все відразу ж стає на місце. Ця термінологія прийшла до нас, в основному, від англомовних представників руху «нью-ейдж» і цілком можливо, що десь не зовсім точний переклад плюс відсутність певного рівня знань з цього питання могло перетворити «активацію 12-мірної ДНК» на "активацію 12 спіралей ДНК". Тим більше, що люди, які зрозуміли суть цієї активації, її механізм, але не є генетиками, не стали вдаватися до деталей термінології, просто прийнявши її на віру.
На користь цієї версії говорить той факт, що, незважаючи на деяку плутанину в термінології, переважна більшість дослідників разюче єдині в механізмі цієї «активації». Вони називають кодони, коди - певними програмами (на зразок комп'ютерних) і пропонують певні «ключі» для їх активації. Це можна, наприклад, порівняти з «ключами активації», які ми вводимо під час встановлення ліцензійних комп'ютерних програм. Такий сам механізм активації.
При цьому головним ключем активації є Любов. Як тільки ми починаємо випромінювати Любов, ми виходимо з-під контролю сутностей-хижаків. І чим довше ми утримуємо себе в такому стані, тим стійкішим стає положення «точки складання сприйняття» на енергетичному рівні серцевої чакри. Саме до цього сталого стану нас і веде «Шлях Серця», про який писав К.Кастанеда та багато інших дослідників.
Активацію кодонів ДНК можна порівняти з лікуванням комп'ютерних вірусів, за допомогою яких вони були заблоковані. Імена цих вірусів: "страх", "заздрість", "ненависть", "жадібність", "злість", "хіть", "важливість", "брехня" і т.п.
Лікування цих вірусів деякі дослідники називають "зміною темних кодів на світлі". Ось, наприклад, як це дія антивірусної програми активації ДНК описує В.Лермонтов:
«Я йду від брехні до правди,
Я йду від темряви до Світла,
Я йду від страху до Любові,
Я йду від себе хибного до себе істинного
І нехай буде зі мною завжди Світло Любові,
І нехай вкаже він мені дорогу,
І нехай він освятить мій шлях до Живого Світла!»
Таким чином, суть активації нашої ДНК полягає у трансформації негативних енергій (емоцій, почуттів) у позитивні. В основі цього процесу лежить найсильніша енергія Всесвіту - Любов і вона є найефективнішою «антивірусною програмою» Світла проти «вірусів пітьми», які заблокували більшу частину нашої ДНК.
1. Кодування та реалізація біологічної інформації в клітині. Кодова система днк та білка.
2. Генна інженерія. Біотехнологія. Завдання, методи. Досягнення, перспективи.
3. Визначення науки екології. Середовище як екологічне поняття, чинники середовища. Екосистема, біогеоценоз, антропоценоз. Специфіка життя людей.
1. Спочатку все різноманіття життя обумовлюється різноманітністю білкових молекул, що виконують у клітинах різні біологічні функції. Структура білків визначається набором та порядком розташування амінокислот у їх пептидних ланцюгах. Саме ця послідовність амінокислот у пептидних ланцюгах зашифрована у молекулах ДНК за допомогою біологічного (генетичного) коду. Для шифрування 20 різних амінокислот достатня кількість поєднань нуклеотидів може забезпечити лише триплетний код, в якому кожна амінокислота шифрується трьома нуклеотидами, що стоять поруч.
Генетичний код- Це система запису інформації про послідовність розташування амінокислот в білках за допомогою послідовного розташування нуклеотидів в і-РНК.
Св-ва ген. коду:
1) Код триплетен. Це означає, що кожна з 20 амінокислот зашифрована послідовністю 3 нуклеотидів, називається триплетом або кодоном.
2) Код вироджено. Це означає, що кожна амінокислота шифрується більш ніж одним кодоном (виключення метіотин та триптофан)
3) Код однозначний – кожен кодон шифрує лише 1 аміноксилоту
4) Між генами є «розділові знаки» (УАА, УАГ, УГА) кожен з яких означає припинення синтезу і стоїть в кінці кожного гена.
5) Усередині гена немає розділових знаків.
6) Код універсальний. Генетичний код єдиний всім живих землі істот.
Транскрипція – це процес зчитування інформації РНК, що здійснюється і-РНК полімеразою. ДНК – носій всієї генетичної інформації у клітині, безпосередньої участі у синтезі білків не бере. До рибосом - місць збирання білків - висилається з ядра несучий інформаційний посередник, здатний пройти пори ядерної мембрани. Ним є і-РНК. За принципом комплементарності вона зчитує ДНК за участю ферменту званого РНК – полімеразою. У процесі транскрипції можна виділити 4 стадії:
1) Зв'язування РНК-полімерази з промотором,
2) ініціація – початок синтезу. Воно полягає в утворенні першого фосфодіефірного зв'язку між АТФ і ГТФ і два нуклеотидом синтезуючої молекули і-РНК,
3) елонгація – зростання ланцюга РНК, тобто. послідовне приєднання нуклеотидів один до одного в тому порядку, в якому стоять комплементарні нуклеотиди в нитці ДНК, що транскрибується,
4) Термінація - завершення синтезу і-РНК. Промотр – майданчик для РНК-полімерази. Оперон – частина гена ДНК.
ДНК(Дезоксирибонуклеїнова кислота) – біологічний полімер, що складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, з'єднаних один з одним. Мономери, що становлять кожну з ланцюгів ДНК, є складними органічними сполуками, що включають одну з чотирьох азотистих основ: аденін (А) або тимін (Т), цитозин (Ц) або гуанін (Г), п'ятиатомний цукор пентозу – дезоксирибозу, на ім'я якої одержала назву і сама ДНК, а також залишок фосфорної кислоти. Ці сполуки звуться нуклеотидів.
2. ГЕННА ІНЖЕНЕРІЯ,або технологія рекомбінантних ДНК, зміна за допомогою біохімічних та генетичних методик хромосомного матеріалу – основної спадкової речовини клітин. Хромосомний матеріал складається з дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Біологи ізолюють ті чи інші ділянки ДНК, з'єднують їх у нових комбінаціях та переносять з однієї клітини до іншої. В результаті вдається здійснити такі зміни геному, які навряд чи могли б виникнути природним шляхом. Методом генної інженерії отримано вже низку препаратів, у тому числі інсулін людини та противірусний препарат інтерферон. І хоча ця технологія ще тільки розробляється, вона обіцяє досягнення величезних успіхів і в медицині, і сільському господарстві. У медицині, наприклад, це дуже перспективний шлях створення та виробництва вакцин. У сільському господарстві за допомогою рекомбінантної ДНК можуть бути отримані сорти культурних рослин, стійкі до посухи, холоду, хвороб, комах-шкідників та гербіцидів.
Методи генної інженерії:
Метод секвенування – визначення нуклеотидної послідовності ДНК;
Метод зворотної транскрипції ДНК;
Розмноження окремих фрагментів ДНК.
Сучасна біотехнологія- це новий науково-технічний напрямок, що виник у 60-70-х роках нашого сторіччя. Особливо бурхливо вона почала розвиватися з середини 70-х років після перших успіхів генно-інженерних експериментів. Біотехнологія, по суті, не що інше, як використання культур клітин бактерій, дріжджів, тварин або рослин, метаболізм та біосинтетичні можливості яких забезпечують вироблення специфічних речовин. Біотехнологія на основі застосування знань та методів біохімії, генетики та хімічної техніки дала можливість одержання за допомогою легко доступних, відновлюваних ресурсів тих речовин та які важливі для життя та добробуту.
3. Екологія- Наука про взаємини живих організмів і середовища їх проживання. Природа, в якій живе живий організм, є середовищем його проживання . Фактори середовища, що впливають на організм, називають екологічними факторами:
абіотичні фактори– фактори неживої природи (температура, світло, вологість);
біотичні фактори- Взаємини між особинами в популяції та між популяціями в природному суспільстві;
антропогенний фактор- Діяльність людини, що призводить до зміни довкілля живих організмів.
Фотоперіодизм - Загальне важливе пристосування організмів. Так, весняні дні викликають активну діяльність статевих залоз.
У 1935 р. англійський ботанік А.Теслі запровадив поняття « екосистема»- історично сформовані відкриті, але цілісні та стійкі системи живих і неживих компонентів, що мають односторонній потік енергії, внутрішні та зовнішні круговороти речовин і мають здатність регулювати всі ці процеси.
У 1942 р. радянський академік В.Н.Сукачов сформулював поняття « біогеоценоз» - відкрита природна система, що складається з живих і неживих компонентів, що займає територію з порівняно однорідним рослинним співтовариством і характеризується певним потоком енергії, кругообігом речовин, рухом та розвитком.
Ліс, поле, луг – це екосистема. Але коли характеристика лісу та його тип конкретизується певним рослинним співтовариством (ялинник – чорничник, сосняк – брусничник) – це біогеоценоз.
Середовище проживання людини є переплетення взаємодіючих природних і антропогенних екологічних чинників, набір яких різниться у різних природно-географічних та економічних регіонах планети.