Строение генов PDF Печать E-mail

Нобелевская премия 1962 года была присуждена двум ученым — Дж. Уотсону и Ф. Крику за их открытие, пролившее свет на природу генов. На основании рентгеноструктурного анализа и тонкого химического исследования эти ученые предложили модель строения генетического материала, получившую всеобщее признание. Согласно модели Уотсона и Крика, генетический материал — ДНК — по своей структуре напоминает длинную веревочную лестницу, скрученную в виде двойной спирали.

«Веревками» служат цепи, построенные из чередующихся остатков сахара (дезоксирибозы) и фосфорной кислоты (РО4), а перекладинами («ступеньками») — те самые азотистые основания — пурины и пиримидины, которые, по всей вероятности, появились на Земле еще до зарождения жизни. Каждая «ступенька»— это два соединенных между собой основания, один пурин и один пиримидин. Существуют два пурина — аденин и гуанин, и два пиримидина — цитозин и тимин. В молекуле ДНК аденин соединяется всегда с тпмином, а цитозин — с гуанином.

Уже давно установлено, что в хромосомах содержится ДНК и белок гистон; долгое время считали, что именно белок составляет основную часть генов. Молекулы белка могут быть чрезвычайно разнообразными, и потому, казалось бы. из них может образоваться множество различных генов. В то же время состав ДНК более или менее постоянен. В дальнейшем, однако, было показано, что основное вещество генов — это ДНК, а не белок и что гистон лишь каким-то образом контролирует активность генов. Впервые это положение было доказано в опытах на бактериях.

Возбудителями обычной пневмонии (воспаления легких) являются бактерии из рода Pneumococcus. Они имеют шаровидную форму и располагаются обычно попарно (диплококк). Одна из разновидностей пневмококков содержит ген, обусловливающий формирование слизистой капсулы вокруг диплококка; при выращивании этой разновидности на твердой питательной среде (на агаре) образуются колонии, имеющие гладкую поверхность. У другой разновидности ген, ответственный за формирование капсул, отсутствует, и эти бактерии растут на агаре в виде неровных, шероховатых колоний. Такая разновидность пневмококков не вызывает воспаления легких. Видимо, слизистая капсула гладкой разновидности защищает ее от гибели в организме хозяина. Поскольку слизь служит непреодолимым препятствием для защитных механизмов животного организма, гладкая разновидность вызывает заболевание.

Путем соответствующих химических приемов из капсульных пневмококков можно выделить ДНК. Если затем выделенную ДНК добавить в питательную среду, на которой выращиваются бактерии шероховатой разновидности, то некоторые из выращенных бактерий образуют не шероховатые, а гладкие колонии. Полученные результаты свидетельствуют о том, что часть ДНК, выделенной из капсульной формы, проникла в бактерии шероховатой разновидности.

В результате они превратились (трансформировались) в бактерии, способные образовывать капсулы. Этот процесс называется генетической трансформацией. Гены, поглощенные клетками, становятся частью их генного аппарата. Каждый раз при делении бактерии они удваиваются, и таким образом это видоизменение закрепляется — шероховатая разновидность превращается в гладкую.

Интересные статьи по биологии:

1) Экосистема лиственных лесов

2) Генетические соотношения