Nambari ya maumbile: maelezo, sifa, historia ya utafiti. Ukosefu wa utata wa kanuni za maumbile unaonyeshwa kwa ukweli kwamba

Katika kimetaboliki ya mwili jukumu la kuongoza ni ya protini na asidi nucleic.
Dutu za protini huunda msingi wa miundo yote muhimu ya seli, zina reactivity ya juu isiyo ya kawaida, na hupewa kazi za kichocheo.
Asidi za nyuklia ni sehemu ya chombo muhimu zaidi cha seli - kiini, pamoja na cytoplasm, ribosomes, mitochondria, nk Asidi za nucleic zina jukumu muhimu, la msingi katika urithi, kutofautiana kwa mwili, na awali ya protini.

Mpango usanisi protini huhifadhiwa kwenye kiini cha seli, na awali ya moja kwa moja hutokea nje ya kiini, kwa hiyo ni muhimu huduma ya utoaji imesimbwa mpango kutoka kwa kiini hadi mahali pa usanisi. Huduma hii ya uwasilishaji inafanywa na molekuli za RNA.

Mchakato huanza saa msingi seli: sehemu ya "ngazi" ya DNA inafungua na kufungua. Kutokana na hili, barua za RNA huunda vifungo na barua za DNA zilizo wazi za moja ya nyuzi za DNA. Kimeng'enya huhamisha herufi za RNA ili kuziunganisha kwenye uzi. Kwa hivyo herufi za DNA "zimeandikwa upya" katika herufi za RNA. Mlolongo mpya wa RNA umetenganishwa, na "ngazi" ya DNA inazunguka tena. Mchakato wa kusoma habari kutoka kwa DNA na kuunganisha template yake ya RNA inaitwa unukuzi , na RNA iliyosanisishwa inaitwa habari au i-RNA .

Baada ya marekebisho zaidi, aina hii ya mRNA iliyosimbwa iko tayari. i-RNA hutoka kwenye kiini na huenda kwenye tovuti ya usanisi wa protini, ambapo herufi i-RNA zimefafanuliwa. Kila seti ya herufi tatu za i-RNA huunda "barua" ambayo inasimamia amino asidi moja maalum.

Aina nyingine ya RNA hutafuta asidi hii ya amino, huikamata kwa usaidizi wa kimeng'enya, na kuipeleka kwenye tovuti ya usanisi wa protini. RNA hii inaitwa uhamisho wa RNA, au tRNA. Ujumbe wa mRNA unaposomwa na kutafsiriwa, mlolongo wa amino asidi hukua. Mnyororo huu husokota na kukunjwa katika umbo la kipekee, na kuunda aina moja ya protini. Hata mchakato wa kukunja protini ni wa ajabu: kutumia kompyuta kuhesabu yote chaguzi itachukua miaka 1027 (!) kukunja protini ya ukubwa wa kati inayojumuisha asidi 100 za amino. Na kwa ajili ya malezi ya mlolongo wa amino asidi 20 katika mwili, inachukua si zaidi ya sekunde moja, na mchakato huu hutokea kwa kuendelea katika seli zote za mwili.

Jeni, kanuni za maumbile na sifa zake.

Takriban watu bilioni 7 wanaishi duniani. Isipokuwa kwa jozi milioni 25-30 za mapacha wanaofanana, basi kwa maumbile watu wote ni tofauti : kila mmoja ni wa pekee, ana sifa za kipekee za urithi, sifa za tabia, uwezo, temperament.

Tofauti hizo zinaelezwa tofauti katika genotypes- seti za jeni za kiumbe; kila mmoja ni wa kipekee. Tabia za maumbile za kiumbe fulani zinajumuishwa katika protini - kwa hivyo, muundo wa protini ya mtu mmoja hutofautiana, ingawa ni kidogo, kutoka kwa protini ya mtu mwingine.

Haimaanishi kwamba wanadamu hawana protini zinazofanana kabisa. Protini zinazofanya kazi sawa zinaweza kuwa sawa au tofauti kidogo sana na amino asidi moja au mbili kutoka kwa kila mmoja. Lakini haipo kwenye Dunia ya watu (isipokuwa mapacha wanaofanana), ambamo protini zote zingekuwa ni sawa .

Habari juu ya muundo wa msingi wa protini iliyosimbwa kama mlolongo wa nyukleotidi katika sehemu ya molekuli ya DNA, jeni - kitengo cha habari ya urithi wa kiumbe. Kila molekuli ya DNA ina chembe nyingi za urithi. Jumla ya jeni zote za kiumbe hufanya yake genotype . Kwa njia hii,

Jeni ni kitengo cha habari ya urithi wa kiumbe, ambayo inalingana na sehemu tofauti ya DNA

Taarifa za urithi zimesimbwa kwa kutumia kanuni za maumbile , ambayo ni ya ulimwengu kwa viumbe vyote na hutofautiana tu katika ubadilishaji wa nyukleotidi zinazounda jeni na kanuni za protini za viumbe maalum.

Msimbo wa maumbile inajumuisha triplets (triplets) ya nyukleotidi DNA, pamoja katika mlolongo tofauti (AAT, HCA, ACG, THC, nk.), ambayo kila mmoja husimba amino asidi maalum (ambayo itakuwa kujengwa katika polipeptidi mnyororo).

Kwa kweli kanuni hesabu mlolongo wa nyukleotidi katika molekuli ya i-RNA , kwa sababu inaondoa habari kutoka kwa DNA (mchakato nakala ) na kuitafsiri katika mlolongo wa asidi ya amino katika molekuli za protini zilizounganishwa (mchakato matangazo ).
Utungaji wa mRNA ni pamoja na nucleotides A-C-G-U, tatu ambazo huitwa kodoni : sehemu tatu ya DNA ya CHT kwenye mRNA itakuwa sehemu tatu ya HCA, na sehemu tatu ya AAG DNA itakuwa triplet ya UUC. Hasa kodoni za i-RNA huakisi msimbo wa kijeni katika rekodi.

Kwa njia hii, kanuni za maumbile - mfumo wa umoja wa kurekodi habari ya urithi katika molekuli za asidi ya nucleic kwa namna ya mlolongo wa nucleotides. . Nambari ya urithi inategemea matumizi ya alfabeti inayojumuisha herufi nne tu za nyukleotidi ambazo hutofautiana katika besi za nitrojeni: A, T, G, C.

Sifa kuu za nambari ya maumbile:

1. Msimbo wa maumbile triplet. Pembe tatu (kodoni) ni mlolongo wa nyukleotidi tatu ambazo huweka misimbo kwa asidi moja ya amino. Kwa kuwa protini zina asidi 20 za amino, ni wazi kwamba kila moja yao haiwezi kusimbwa na nyukleotidi moja. kwa kuwa kuna aina nne tu za nyukleotidi katika DNA, katika kesi hii asidi 16 za amino hubakia bila kusindika.) Nucleotidi mbili za kuweka amino asidi pia haitoshi, kwani katika kesi hii ni asidi 16 tu za amino zinaweza kusimbwa. Hii ina maana kwamba idadi ndogo zaidi ya nyukleotidi zinazosimba amino asidi moja lazima iwe angalau tatu. Katika kesi hii, idadi ya triplets za nucleotide zinazowezekana ni 43 = 64.

2. Upungufu (upungufu) Nambari hiyo ni matokeo ya asili yake ya utatu na inamaanisha kuwa asidi moja ya amino inaweza kusimba na sehemu tatu (kwa kuwa kuna amino asidi 20, na kuna triplets 64), isipokuwa methionine na tryptophan, ambazo zimesimbwa na moja tu. triplet. Kwa kuongeza, baadhi ya triplets hufanya kazi maalum: katika molekuli ya mRNA, triplets UAA, UAG, UGA ni kukomesha codons, i.e. acha-ishara zinazosimamisha usanisi wa mnyororo wa polipeptidi. Triplet inayofanana na methionine (AUG), imesimama mwanzoni mwa mlolongo wa DNA, haina encode asidi ya amino, lakini hufanya kazi ya kuanzisha (kusisimua) kusoma.

3. Kutokuwa na utata code - pamoja na redundancy, kanuni ina mali upekee : kila kodoni inalingana pekee moja asidi ya amino maalum.

4. Collinearity kanuni, i.e. mlolongo wa nyukleotidi katika jeni hasa inalingana na mlolongo wa amino asidi katika protini.

5. Kanuni ya maumbile yasiyo ya kuingiliana na kompakt , yaani haina "alama za uakifishaji". Hii inamaanisha kuwa mchakato wa kusoma hauruhusu uwezekano wa safu wima zinazoingiliana (triplets), na, kuanzia kodoni fulani, usomaji unaendelea mara tatu hadi tatu hadi. acha- ishara ( kodoni za kukomesha).

6. Kanuni ya maumbile zima , yaani, jeni za nyuklia za viumbe vyote huweka habari kuhusu protini kwa njia ile ile, bila kujali kiwango cha shirika na nafasi ya utaratibu wa viumbe hivi.

Zipo jedwali za kanuni za urithi kwa usimbuaji kodoni i-RNA na minyororo ya kujenga ya molekuli za protini.

Athari za usanisi wa Matrix.

Katika mifumo hai, kuna athari zisizojulikana katika asili isiyo hai - athari za usanisi wa matrix.

Neno "matrix" katika teknolojia zinaonyesha fomu inayotumiwa kwa kutupa sarafu, medali, aina ya uchapaji: chuma kilicho ngumu huzalisha hasa maelezo yote ya fomu inayotumiwa kwa kutupa. Mchanganyiko wa Matrix inafanana na kutupwa kwenye matrix: molekuli mpya huunganishwa kwa ukali kulingana na mpango uliowekwa katika muundo wa molekuli zilizopo tayari.

Kanuni ya matrix iko kwenye msingi athari muhimu zaidi ya synthetic ya seli, kama vile usanisi wa asidi nucleic na protini. Katika athari hizi, mlolongo kamili, madhubuti maalum wa vitengo vya monomeri katika polima zilizounganishwa hutolewa.

Hapa ndipo kwenye mwelekeo kuvuta monoma kwenye eneo maalum seli - ndani ya molekuli ambazo hutumika kama tumbo ambapo majibu hufanyika. Ikiwa miitikio kama hiyo ingetokea kwa sababu ya mgongano wa nasibu wa molekuli, zingeendelea polepole sana. Mchanganyiko wa molekuli tata kulingana na kanuni ya matrix hufanyika haraka na kwa usahihi. Jukumu la matrix macromolecules ya asidi ya nucleic hucheza katika athari za tumbo DNA au RNA .

molekuli za monomeric, ambayo polima hutengenezwa - nucleotides au amino asidi - kwa mujibu wa kanuni ya ukamilishano hupangwa na kudumu kwenye tumbo kwa utaratibu uliowekwa, uliopangwa mapema.

Kisha huja "kuunganisha" kwa vitengo vya monoma kwenye mnyororo wa polima, na polima iliyokamilishwa imeshuka kutoka kwenye tumbo.

Baada ya hapo matrix tayari kwa mkusanyiko wa molekuli mpya ya polima. Ni wazi kuwa kama sarafu moja tu, herufi moja inaweza kutupwa kwenye ukungu fulani, kwa hivyo polima moja tu inaweza "kukusanywa" kwenye molekuli ya matrix.

Aina ya matrix ya athari- kipengele maalum cha kemia ya mifumo ya maisha. Wao ni msingi wa mali ya msingi ya viumbe vyote - uwezo wake wa kuzaliana aina yake mwenyewe.

Athari za usanisi wa Matrix

1. Kujirudia kwa DNA - replication (kutoka lat. replicatio - upya) - mchakato wa awali wa molekuli ya binti ya asidi deoxyribonucleic kwenye tumbo la molekuli ya DNA ya mzazi. Wakati wa mgawanyiko unaofuata wa chembe-mama, kila seli ya binti hupokea nakala moja ya molekuli ya DNA inayofanana na DNA ya chembe-mama asili. Utaratibu huu unahakikisha upitishaji sahihi wa taarifa za kijeni kutoka kizazi hadi kizazi. Uigaji wa DNA unafanywa na tata ya kimeng'enya, inayojumuisha protini 15-20 tofauti, zinazoitwa. kujibu . Nyenzo za usanisi ni nukleotidi za bure zilizopo kwenye saitoplazimu ya seli. Maana ya kibaiolojia ya urudufishaji iko katika uhamishaji kamili wa habari za urithi kutoka kwa molekuli ya mzazi hadi kwa binti, ambayo kwa kawaida hutokea wakati wa mgawanyiko wa seli za somatic.

Molekuli ya DNA ina nyuzi mbili zinazosaidiana. Minyororo hii inashikiliwa pamoja na vifungo dhaifu vya hidrojeni ambavyo vinaweza kuvunjwa na vimeng'enya. Molekuli ya DNA ina uwezo wa kujirudia mara mbili (replication), na nusu yake mpya imeundwa kwa kila nusu ya zamani ya molekuli.
Kwa kuongeza, molekuli ya mRNA inaweza kuunganishwa kwenye molekuli ya DNA, ambayo kisha kuhamisha taarifa iliyopokelewa kutoka kwa DNA hadi kwenye tovuti ya usanisi wa protini.

Uhamisho wa habari na usanisi wa protini hufuata kanuni ya tumbo, kulinganishwa na kazi ya uchapishaji katika nyumba ya uchapishaji. Habari kutoka kwa DNA inakiliwa tena na tena. Ikiwa makosa yanatokea wakati wa kunakili, yatarudiwa katika nakala zote zinazofuata.

Ukweli, makosa kadhaa katika kunakili habari na molekuli ya DNA yanaweza kusahihishwa - mchakato wa kuondoa makosa unaitwa. fidia. Athari ya kwanza katika mchakato wa uhamishaji habari ni urudufishaji wa molekuli ya DNA na usanisi wa nyuzi mpya za DNA.

2. Unukuzi (kutoka Kilatini transcriptio - kuandika upya) - mchakato wa usanisi wa RNA kwa kutumia DNA kama kiolezo, unaotokea katika seli zote zilizo hai. Kwa maneno mengine, ni uhamisho wa taarifa za maumbile kutoka kwa DNA hadi kwa RNA.

Unukuzi huchochewa na kimeng'enya cha RNA polymerase kinachotegemea DNA. RNA polymerase husogea kando ya molekuli ya DNA katika mwelekeo wa 3 " → 5". Unukuzi una hatua kufundwa, kurefusha na kusitisha . Kitengo cha unukuzi ni operon, kipande cha molekuli ya DNA inayojumuisha promota, sehemu iliyonakiliwa, na kimaliza . i-RNA ina uzi mmoja na imeundwa kwenye DNA kwa mujibu wa kanuni ya kukamilishana na ushiriki wa kimeng'enya ambacho huamsha mwanzo na mwisho wa usanisi wa molekuli ya i-RNA.

Molekuli ya mRNA iliyokamilishwa huingia kwenye cytoplasm kwenye ribosomes, ambapo awali ya minyororo ya polypeptide hufanyika.

3. Tangaza (kutoka lat. tafsiri- uhamisho, harakati) - mchakato wa awali wa protini kutoka kwa amino asidi kwenye tumbo la habari (matrix) RNA (mRNA, mRNA) uliofanywa na ribosome. Kwa maneno mengine, huu ni mchakato wa kutafsiri taarifa zilizomo katika mfuatano wa nyukleotidi wa i-RNA kuwa mfuatano wa amino asidi katika polipeptidi.

4. unukuzi wa kinyume ni mchakato wa kutengeneza DNA yenye nyuzi-mbili kulingana na habari kutoka kwa RNA yenye ncha moja. Utaratibu huu unaitwa unukuzi wa kinyume, kwani uhamishaji wa taarifa za kijeni hutokea katika mwelekeo wa "nyuma" kuhusiana na unukuzi. Wazo la uandishi wa reverse hapo awali halikupendwa sana, kwani lilienda kinyume na fundisho kuu la biolojia ya molekuli, ambayo ilidhani kuwa DNA inanakiliwa katika RNA na kisha kutafsiriwa katika protini.

Walakini, mnamo 1970, Temin na Baltimore waligundua kwa uhuru kimeng'enya kinachoitwa reverse transcriptase (revertase) , na uwezekano wa unukuzi wa kinyume ulithibitishwa hatimaye. Mnamo 1975, Temin na Baltimore walitunukiwa Tuzo ya Nobel ya Fiziolojia au Tiba. Baadhi ya virusi (kama vile virusi vya upungufu wa kinga mwilini vinavyosababisha maambukizi ya VVU) vina uwezo wa kunakili RNA hadi DNA. VVU ina jenomu ya RNA inayounganishwa kwenye DNA. Matokeo yake, DNA ya virusi inaweza kuunganishwa na genome ya seli ya jeshi. Enzyme kuu inayohusika na usanisi wa DNA kutoka kwa RNA inaitwa kurudi nyuma. Moja ya kazi za reverse ni kuunda DNA ya ziada (cDNA) kutoka kwa jenomu ya virusi. Kimeng'enya cha ribonuclease hupasua RNA, na kubadili nyuma husanikisha cDNA kutoka kwa hesi mbili za DNA. cDNA inaunganishwa kwenye jenomu ya seli mwenyeji kwa kuunganisha. Matokeo yake ni usanisi wa protini za virusi na seli mwenyeji ambayo huunda virusi vipya. Katika kesi ya VVU, apoptosis (kifo cha seli) ya T-lymphocytes pia imepangwa. Katika hali nyingine, seli inaweza kubaki msambazaji wa virusi.

Mlolongo wa athari za matrix katika biosynthesis ya protini inaweza kuwakilishwa kama mchoro.

Kwa njia hii, biosynthesis ya protini- hii ni moja ya aina za ubadilishanaji wa plastiki, wakati ambapo habari ya urithi iliyosimbwa katika jeni za DNA hugunduliwa katika mlolongo fulani wa asidi ya amino katika molekuli za protini.

Molekuli za protini ni kimsingi minyororo ya polypeptide imeundwa na asidi ya amino ya kibinafsi. Lakini asidi ya amino haifanyi kazi vya kutosha kuunganishwa peke yao. Kwa hiyo, kabla ya kuunganishwa na kila mmoja na kutengeneza molekuli ya protini, amino asidi lazima amilisha . Uanzishaji huu hutokea chini ya hatua ya enzymes maalum.

Kama matokeo ya uanzishaji, asidi ya amino inakuwa laini zaidi na, chini ya hatua ya kimeng'enya sawa, hufunga kwa t- RNA. Kila asidi ya amino inalingana na t- mahususi maalum. RNA, ambayo hupata "yake" asidi ya amino na huvumilia ndani ya ribosome.

Kwa hiyo, ribosome hupokea mbalimbali ulioamilishwa amino asidi wanaohusishwa na wao t- RNA. Ribosome ni kama conveyor kukusanya mlolongo wa protini kutoka kwa asidi mbalimbali za amino zinazoingia ndani yake.

Wakati huo huo na t-RNA, ambayo asidi yake ya amino "inakaa", " ishara»kutoka kwa DNA ambayo iko kwenye kiini. Kwa mujibu wa ishara hii, protini moja au nyingine imeunganishwa kwenye ribosome.

Ushawishi wa kuelekeza wa DNA kwenye usanisi wa protini haufanyiki moja kwa moja, lakini kwa msaada wa mpatanishi maalum - tumbo au mjumbe RNA (mRNA au i-RNA), ambayo kuunganishwa kwenye kiini Haiathiriwi na DNA, kwa hivyo muundo wake unaonyesha muundo wa DNA. Molekuli ya RNA ni kana kwamba imetupwa kutoka kwa umbo la DNA. MRNA iliyounganishwa huingia kwenye ribosome na, kama ilivyo, huihamisha kwa muundo huu mpango asidi ya amino iliyoamilishwa inayoingia kwenye ribosomu inapaswa kuunganishwa kwa utaratibu gani ili kuunganisha protini fulani. Vinginevyo, habari za kijenetiki zilizosimbwa katika DNA huhamishiwa kwa mRNA na kisha kwa protini.

Molekuli ya mRNA huingia kwenye ribosome na kuwaka yake. Sehemu hiyo ambayo kwa sasa iko kwenye ribosomu imedhamiriwa kodoni (triplet), huingiliana kwa njia maalum kabisa na muundo unaofaa kwa ajili yake triplet (antikodoni) katika uhamisho wa RNA ulioleta asidi ya amino ndani ya ribosomu.

Uhamisho wa RNA na asidi yake ya amino inakaribia kodoni fulani ya mRNA na inaunganisha pamoja naye; kwa tovuti inayofuata, jirani ya i-RNA hujiunga na tRNA nyingine na asidi ya amino tofauti na kadhalika hadi mnyororo mzima wa i-RNA usomeke, hadi asidi zote za amino zimefungwa kwa mpangilio unaofaa, na kutengeneza molekuli ya protini. Na t-RNA, ambayo ilipeleka asidi ya amino kwenye tovuti maalum ya mnyororo wa polipeptidi, huru kutoka kwa asidi yake ya amino na kuondoka kwenye ribosome.

Kisha tena katika cytoplasm, asidi ya amino inayotaka inaweza kujiunga nayo, na itaihamisha tena kwenye ribosome. Katika mchakato wa awali ya protini, sio moja, lakini ribosomes kadhaa, polyribosomes, zinahusika wakati huo huo.

Hatua kuu za uhamishaji wa habari za maumbile:

1. Muundo wa DNA kama kwenye kiolezo cha mRNA (manukuu)
2. Usanisi wa mnyororo wa polipeptidi katika ribosomu kulingana na mpango ulio katika i-RNA (tafsiri) .

Hatua ni za ulimwengu kwa viumbe vyote vilivyo hai, lakini uhusiano wa muda na anga wa michakato hii hutofautiana katika pro- na yukariyoti.

Katika prokariyoti unukuzi na tafsiri zinaweza kutokea kwa wakati mmoja kwa sababu DNA iko kwenye saitoplazimu. Katika yukariyoti maandishi na tafsiri zimetenganishwa kwa ukali katika nafasi na wakati: awali ya RNA mbalimbali hutokea kwenye kiini, baada ya hapo molekuli za RNA lazima ziondoke kwenye kiini, kupitia membrane ya nyuklia. Kisha RNA husafirishwa kwenye saitoplazimu hadi kwenye tovuti ya usanisi wa protini.

Kanuni za urithi ni usimbaji maalum wa taarifa za urithi kwa msaada wa molekuli.Kulingana na hili, jeni hudhibiti ipasavyo usanisi wa protini na vimeng'enya mwilini, na hivyo kuamua kimetaboliki. Kwa upande wake, muundo wa protini za kibinafsi na kazi zao zimedhamiriwa na eneo na muundo wa asidi ya amino - vitengo vya kimuundo vya molekuli ya protini.

Katikati ya karne iliyopita, jeni zilitambuliwa ambazo ni sehemu tofauti (zilizofupishwa kama DNA). Viungo vya nucleotides huunda mlolongo wa tabia mbili, umekusanyika kwa namna ya ond.

Wanasayansi wamegundua uhusiano kati ya jeni na muundo wa kemikali wa protini binafsi, kiini cha ambayo ni kwamba utaratibu wa miundo ya amino asidi katika molekuli za protini inalingana kikamilifu na utaratibu wa nucleotides katika jeni. Baada ya kuanzisha uhusiano huu, wanasayansi waliamua kufafanua kanuni ya maumbile, i.e. kuanzisha sheria za mawasiliano kati ya maagizo ya kimuundo ya nyukleotidi katika DNA na asidi ya amino katika protini.

Kuna aina nne tu za nyukleotidi:

1) A - adenyl;

2) G - guanyl;

3) T - thymidyl;

4) C - cytidyl.

Protini zina aina ishirini za amino asidi muhimu. Ugumu ulitokea wakati wa kufafanua kanuni za urithi, kwa kuwa kuna nyukleotidi chache zaidi kuliko asidi ya amino. Wakati wa kutatua tatizo hili, ilipendekezwa kuwa amino asidi ni encoded na michanganyiko mbalimbali ya nyukleotidi tatu (kinachojulikana codon au triplet).

Kwa kuongeza, ilikuwa ni lazima kueleza hasa jinsi triplets ziko kando ya jeni. Kwa hivyo, vikundi vitatu kuu vya nadharia viliibuka:

1) triplets hufuatana kwa kuendelea, i.e. tengeneza msimbo unaoendelea;

2) triplets hupangwa na ubadilishaji wa sehemu "zisizo na maana", i.e. kinachojulikana kama "koma" na "aya" huundwa katika kanuni;

3) triplets inaweza kuingiliana, i.e. mwisho wa triplet ya kwanza inaweza kuunda mwanzo wa ijayo.

Hivi sasa, nadharia ya mwendelezo wa kanuni inatumika hasa.

Nambari ya maumbile na sifa zake

1) Nambari ni triplet - inajumuisha mchanganyiko wa kiholela wa nyukleotidi tatu zinazounda kodoni.

2) Nambari ya maumbile haina maana - sehemu zake tatu. Asidi moja ya amino inaweza kusimbwa na kodoni kadhaa, kwani, kulingana na mahesabu ya hisabati, kuna kodoni mara tatu zaidi kuliko asidi ya amino. Baadhi ya kodoni hufanya kazi fulani za kukomesha: zingine zinaweza kuwa "ishara za kuacha" ambazo hupanga mwisho wa utengenezaji wa mnyororo wa asidi ya amino, wakati zingine zinaweza kuonyesha kuanzishwa kwa usomaji wa msimbo.

3) Nambari ya maumbile haina utata - asidi ya amino moja tu inaweza kuendana na kila kodoni.

4) Kanuni ya maumbile ni collinear, i.e. mlolongo wa nyukleotidi na mlolongo wa amino asidi yanahusiana waziwazi.

5) Nambari imeandikwa kwa kuendelea na kwa ukamilifu, hakuna nucleotides "isiyo na maana" ndani yake. Inaanza na triplet fulani, ambayo inabadilishwa na ijayo bila mapumziko na kuishia na kodoni ya kukomesha.

6) Nambari ya urithi ni ya ulimwengu wote - jeni za kiumbe chochote husimba habari kuhusu protini kwa njia sawa. Hii haitegemei kiwango cha utata wa shirika la viumbe au nafasi yake ya utaratibu.

Sayansi ya kisasa inaonyesha kwamba kanuni za maumbile hutokea moja kwa moja kutoka kwa kuzaliwa kwa kiumbe kipya kutoka kwa suala la mfupa. Mabadiliko ya nasibu na michakato ya mageuzi hufanya iwezekanavyo lahaja zozote za msimbo, i.e. Asidi za amino zinaweza kupangwa upya kwa mpangilio wowote. Kwa nini msimbo wa aina hii ulinusurika wakati wa mageuzi, kwa nini msimbo ni wa ulimwengu wote na una muundo sawa? Kadiri sayansi inavyojifunza kuhusu uzushi wa kanuni za urithi, ndivyo mafumbo mapya zaidi yanavyotokea.

Nambari ya maumbile ya viumbe tofauti ina sifa kadhaa za kawaida:
1) Utatu. Ili kurekodi habari yoyote, ikiwa ni pamoja na habari ya urithi, cipher fulani hutumiwa, kipengele ambacho ni barua au ishara. Mkusanyiko wa alama kama hizo hutengeneza alfabeti. Ujumbe wa kibinafsi umeandikwa kama mchanganyiko wa herufi zinazoitwa vikundi vya msimbo, au kodoni. Alfabeti inayojumuisha herufi mbili tu inajulikana - hii ni msimbo wa Morse. Kuna herufi 4 katika DNA - herufi za kwanza za majina ya besi za nitrojeni (A, G, T, C), ambayo inamaanisha kuwa alfabeti ya maumbile ina herufi 4 tu. Kikundi cha kanuni ni nini, au, kwa neno, kanuni za maumbile? Asidi 20 za msingi za amino zinajulikana, yaliyomo lazima yaandikwe katika nambari ya maumbile, i.e. herufi 4 lazima zipe maneno 20 ya kificho. Wacha tuseme neno lina herufi moja, basi tutapata vikundi 4 tu vya nambari. Ikiwa neno lina herufi mbili, basi kutakuwa na vikundi 16 tu, na hii haitoshi kusimba asidi 20 za amino. Kwa hivyo, lazima kuwe na angalau nucleotidi 3 katika neno la kificho, ambalo litatoa mchanganyiko 64 (43). Idadi hii ya michanganyiko ya sehemu tatu inatosha kusimba amino asidi zote. Kwa hivyo, kodoni ya kanuni ya maumbile ni triplet ya nucleotides.
2) Upungufu (redundancy) - mali ya kanuni ya maumbile inayojumuisha, kwa upande mmoja, kwa ukweli kwamba ina triplets zisizo na maana, yaani, visawe, na kwa upande mwingine, "bila maana" triplets. Kwa kuwa nambari hiyo inajumuisha michanganyiko 64, na asidi ya amino 20 tu ndiyo iliyosimbwa, asidi zingine za amino zimesimbwa na triplets kadhaa (arginine, serine, leucine - sita; valine, proline, alanine, glycine, threonine - nne; isoleucine - tatu; phenylalanine, tyrosine, histidine, lysine , asparagine, glutamine, cysteine, aspartic na glutamic asidi - mbili; methionine na tryptophan - triplet moja). Vikundi vingine vya msimbo (UAA, UAG, UGA) havibebi mzigo wa kisemantiki hata kidogo, i.e. ni mapacha watatu "isiyo na maana". "Zisizo na maana", au upuuzi, kodoni hufanya kama viambishi vya mnyororo - alama za uakifishaji katika maandishi ya kijeni - hutumika kama ishara ya mwisho wa usanisi wa mnyororo wa protini. Upunguzaji wa kanuni kama hizo ni wa umuhimu mkubwa kwa kuongeza kuegemea kwa usambazaji wa habari za kijeni.
3) Kutoingiliana. Pembe tatu za msimbo haziingiliani kamwe, yaani, zinatangazwa pamoja kila mara. Wakati wa kusoma habari kutoka kwa molekuli ya DNA, haiwezekani kutumia msingi wa nitrojeni wa triplet moja pamoja na besi za triplet nyingine.
4) Upekee. Hakuna kesi ambapo triplet sawa inaweza kuendana na asidi zaidi ya moja.
5) Kutokuwepo kwa wahusika kutenganisha ndani ya jeni. Nambari ya urithi inasomwa kutoka mahali fulani bila koma.
6) Uwezo mwingi. Katika aina tofauti za viumbe hai (virusi, bakteria, mimea, kuvu na wanyama), sehemu tatu sawa huweka asidi ya amino sawa.
7) Umaalumu wa aina. Nambari na mlolongo wa besi za nitrojeni katika mnyororo wa DNA hutofautiana kutoka kwa viumbe hadi viumbe.

Jeni- kitengo cha kimuundo na kazi cha urithi ambacho kinadhibiti maendeleo ya sifa fulani au mali. Wazazi hupitisha seti ya jeni kwa watoto wao wakati wa uzazi Mchango mkubwa katika utafiti wa jeni ulitolewa na wanasayansi wa Kirusi: Simashkevich E.A., Gavrilova Yu.A., Bogomazova O.V. (2011)

Hivi sasa, katika biolojia ya molekuli, imeanzishwa kuwa jeni ni sehemu za DNA zinazobeba habari yoyote muhimu - kuhusu muundo wa molekuli moja ya protini au molekuli moja ya RNA. Hizi na molekuli zingine za kazi huamua ukuaji, ukuaji na utendaji wa mwili.

Wakati huo huo, kila jeni ina sifa ya idadi ya mpangilio maalum wa udhibiti wa DNA, kama vile wakuzaji, ambao wanahusika moja kwa moja katika kudhibiti usemi wa jeni. Mifuatano ya udhibiti inaweza kupatikana ama katika eneo la karibu la fremu ya usomaji wazi inayosimba protini, au mwanzo wa mlolongo wa RNA, kama ilivyo kwa wakuzaji (kinachojulikana kama mfuatano wa RNA). cis vipengele vya udhibiti wa cis), na kwa umbali wa mamilioni ya jozi za msingi (nyukleotidi), kama ilivyo kwa viboreshaji, vihami na vikandamizaji (wakati mwingine huainishwa kama). trans- vipengele vya udhibiti vipengele vya trans-regulatory) Kwa hivyo, dhana ya jeni sio tu kwa eneo la usimbaji la DNA, lakini ni dhana pana ambayo inajumuisha mlolongo wa udhibiti.

Awali neno jeni ilionekana kama kitengo cha kinadharia cha usambazaji wa habari tofauti za urithi. Historia ya biolojia inakumbuka mizozo kuhusu ambayo molekuli zinaweza kuwa wabebaji wa habari za urithi. Watafiti wengi waliamini kuwa protini pekee zinaweza kuwa wabebaji kama hao, kwani muundo wao (asidi 20 za amino) hukuruhusu kuunda chaguzi zaidi kuliko muundo wa DNA, ambao unajumuisha aina nne tu za nukleotidi. Baadaye, ilithibitishwa kimajaribio kwamba ni DNA inayojumuisha taarifa za urithi, ambazo zilionyeshwa kama fundisho kuu la biolojia ya molekuli.

Jeni zinaweza kupitia mabadiliko - mabadiliko ya nasibu au ya makusudi katika mlolongo wa nyukleotidi katika mlolongo wa DNA. Mabadiliko yanaweza kusababisha mabadiliko katika mlolongo, na kwa hiyo mabadiliko katika sifa za kibiolojia za protini au RNA, ambayo, kwa upande wake, inaweza kusababisha utendaji wa jumla au wa ndani uliobadilishwa au usio wa kawaida wa viumbe. Mabadiliko hayo katika baadhi ya matukio ni pathogenic, kwa kuwa matokeo yao ni ugonjwa, au lethal katika ngazi ya kiinitete. Hata hivyo, sio mabadiliko yote katika mlolongo wa nucleotide husababisha mabadiliko katika muundo wa protini (kutokana na athari ya uharibifu wa kanuni ya maumbile) au kwa mabadiliko makubwa katika mlolongo na sio pathogenic. Hasa, genome ya binadamu ina sifa ya polymorphisms moja ya nyukleotidi na tofauti za nambari za nakala. nakala tofauti za nambari), kama vile ufutaji na urudufishaji, ambao hufanya takriban 1% ya mlolongo mzima wa nyukleotidi ya binadamu. Polymorphisms ya nyukleotidi moja, haswa, hufafanua aleli tofauti za jeni moja.

Monomeri zinazounda kila minyororo ya DNA ni misombo ya kikaboni changamano ambayo inajumuisha besi za nitrojeni: adenine (A) au thymine (T) au cytosine (C) au guanini (G), sukari-pentose-deoxyribose ya atomi tano, iliyopewa jina. baada ya hapo na kupokea jina la DNA yenyewe, pamoja na mabaki ya asidi ya fosforasi Misombo hii inaitwa nucleotides.

Jeni Mali

discreteness - kutofautiana kwa jeni;
utulivu - uwezo wa kudumisha muundo;
lability - uwezo wa kurudia mutate;
allelism nyingi - jeni nyingi zipo katika idadi ya watu katika aina mbalimbali za molekuli;
allelism - katika genotype ya viumbe vya diplodi, aina mbili tu za jeni;
maalum - kila jeni huweka sifa yake mwenyewe;
pleiotropy - athari nyingi za jeni;
expressivity - kiwango cha kujieleza kwa jeni katika sifa;
kupenya - mzunguko wa udhihirisho wa jeni katika phenotype;
amplification - ongezeko la idadi ya nakala za jeni.

Uainishaji

Jeni za muundo ni vijenzi vya kipekee vya jenomu, vinavyowakilisha mfuatano mmoja unaosimba protini mahususi au aina fulani za RNA. (Ona pia makala ya jeni za utunzaji wa nyumba).
Jeni zinazofanya kazi - kudhibiti kazi ya jeni za muundo.

Msimbo wa maumbile- njia ya asili katika viumbe vyote hai ili kusimba mlolongo wa asidi ya amino ya protini kwa kutumia mlolongo wa nyukleotidi.

Nucleotides nne hutumiwa katika DNA - adenine (A), guanini (G), cytosine (C), thymine (T), ambayo katika fasihi ya lugha ya Kirusi inaonyeshwa na barua A, G, C na T. Barua hizi zinaunda. alfabeti ya kanuni za maumbile. Katika RNA, nucleotides sawa hutumiwa, isipokuwa thymine, ambayo inabadilishwa na nucleotide sawa - uracil, ambayo inaonyeshwa na barua U (U katika maandiko ya lugha ya Kirusi). Katika molekuli za DNA na RNA, nucleotides hujipanga kwenye minyororo na, hivyo, mlolongo wa barua za maumbile hupatikana.

Msimbo wa maumbile

Kuna 20 tofauti amino asidi kutumika katika asili kujenga protini. Kila protini ni mnyororo au minyororo kadhaa ya asidi ya amino katika mlolongo uliowekwa wazi. Mlolongo huu huamua muundo wa protini, na kwa hiyo mali zake zote za kibiolojia. Seti ya asidi ya amino pia ni ya ulimwengu kwa karibu viumbe vyote vilivyo hai.

Utekelezaji wa habari ya maumbile katika seli hai (ambayo ni, muundo wa protini iliyosimbwa na jeni) hufanywa kwa kutumia michakato miwili ya tumbo: maandishi (ambayo ni, muundo wa mRNA kwenye templeti ya DNA) na tafsiri ya nambari ya maumbile. katika mlolongo wa asidi ya amino (muundo wa mnyororo wa polipeptidi kwenye mRNA). Nucleotides tatu mfululizo zinatosha kusimba amino asidi 20, pamoja na ishara ya kuacha, ambayo ina maana mwisho wa mlolongo wa protini. Seti ya nyukleotidi tatu inaitwa triplet. Vifupisho vilivyokubaliwa vinavyolingana na amino asidi na codons vinaonyeshwa kwenye takwimu.

Mali

Utatu- kitengo muhimu cha kanuni ni mchanganyiko wa nucleotides tatu (triplet, au codon).
Mwendelezo- hakuna alama za punctuation kati ya triplets, yaani, habari ni kusoma kwa kuendelea.
yasiyo ya kuingiliana Nucleotidi sawa haiwezi kuwa sehemu ya triplets mbili au zaidi kwa wakati mmoja (haijazingatiwa kwa jeni zingine zinazoingiliana za virusi, mitochondria na bakteria ambazo husimba protini kadhaa za fremu).
Kutokuwa na utata (maalum)- kodoni fulani inalingana na asidi ya amino moja tu (hata hivyo, kodoni ya UGA ndani Euplotes crassus nambari za asidi mbili za amino - cysteine na selenocysteine)
Upungufu (kutokuwa na uwezo) Kodoni kadhaa zinaweza kuendana na asidi ya amino sawa.
Uwezo mwingi- kanuni za maumbile hufanya kazi kwa njia ile ile katika viumbe vya viwango tofauti vya utata - kutoka kwa virusi hadi kwa wanadamu (mbinu za uhandisi wa maumbile zinatokana na hili; kuna idadi ya tofauti, iliyoonyeshwa kwenye jedwali katika "Tofauti za kanuni za kawaida za maumbile. "sehemu hapa chini).
Kinga ya kelele- mabadiliko ya uingizwaji wa nyukleotidi ambayo haileti mabadiliko katika darasa la asidi ya amino iliyosimbwa huitwa. kihafidhina; Mabadiliko ya uingizwaji wa nukleotidi ambayo husababisha mabadiliko katika darasa la asidi ya amino iliyosimbwa huitwa. mkali.

Biosynthesis ya protini na hatua zake

Biosynthesis ya protini- mchakato mgumu wa hatua nyingi wa usanisi wa mnyororo wa polipeptidi kutoka kwa mabaki ya asidi ya amino, yanayotokea kwenye ribosomu ya seli za viumbe hai na ushiriki wa molekuli za mRNA na tRNA.

Biosynthesis ya protini inaweza kugawanywa katika hatua za uandishi, usindikaji na tafsiri. Wakati wa unukuzi, taarifa za kijeni zilizosimbwa katika molekuli za DNA husomwa na taarifa hii huandikwa katika molekuli za mRNA. Wakati wa mfululizo wa hatua zinazofuatana za usindikaji, baadhi ya vipande ambavyo si vya lazima katika hatua zinazofuata huondolewa kutoka kwa mRNA, na mlolongo wa nyukleotidi huhaririwa. Baada ya msimbo kusafirishwa kutoka kwa kiini hadi ribosomu, usanisi halisi wa molekuli za protini hutokea kwa kuambatanisha mabaki ya asidi ya amino binafsi kwenye mnyororo wa polipeptidi unaokua.

Kati ya unukuzi na tafsiri, molekuli ya mRNA hupitia mfululizo wa mabadiliko yanayofuatana ambayo yanahakikisha ukomavu wa kiolezo kinachofanya kazi kwa usanisi wa msururu wa polipeptidi. Kofia imeambatishwa kwenye mwisho wa 5', na mkia wa poly-A umeunganishwa kwenye mwisho wa 3', ambayo huongeza muda wa maisha wa mRNA. Pamoja na ujio wa usindikaji katika seli ya yukariyoti, iliwezekana kuchanganya exoni za jeni ili kupata aina kubwa zaidi ya protini zilizosimbwa na mlolongo mmoja wa nyukleotidi ya DNA - uunganishaji mbadala.

Tafsiri huwa katika usanisi wa mnyororo wa polipeptidi kwa mujibu wa taarifa iliyosimbwa katika mjumbe RNA. Mlolongo wa asidi ya amino hupangwa kwa kutumia usafiri RNA (tRNA), ambayo huunda complexes na amino asidi - aminoacyl-tRNA. Kila asidi ya amino ina tRNA yake, ambayo ina anticodon inayolingana ambayo "inalingana" na kodoni ya mRNA. Wakati wa kutafsiri, ribosomu husogea kando ya mRNA, huku mnyororo wa polipeptidi unavyoongezeka. Nishati kwa usanisi wa protini hutolewa na ATP.

Kisha molekuli ya protini iliyokamilishwa hupasuliwa kutoka kwenye ribosomu na kusafirishwa hadi mahali pazuri kwenye seli. Baadhi ya protini zinahitaji marekebisho ya ziada baada ya kutafsiri ili kufikia hali yao ya kufanya kazi.

Uainishaji wa jeni

1) Kwa asili ya mwingiliano katika jozi ya mzio:

Kutawala (jeni linaloweza kukandamiza udhihirisho wa jeni la allelic recessive); - recessive (jeni, udhihirisho wake ambao umekandamizwa na jeni kuu la alleli).

2) Uainishaji wa kazi:

2) Nambari ya maumbile- hizi ni mchanganyiko fulani wa nucleotides na mlolongo wa eneo lao katika molekuli ya DNA. Hii ni njia ya kusimba mlolongo wa asidi ya amino ya protini kwa kutumia mlolongo wa nyukleotidi, tabia ya viumbe vyote vilivyo hai.

Nucleotides nne hutumiwa katika DNA - adenine (A), guanini (G), cytosine (C), thymine (T), ambayo katika fasihi ya lugha ya Kirusi inaonyeshwa na barua A, G, T na C. Barua hizi zinaunda. alfabeti ya kanuni za maumbile. Katika RNA, nucleotides sawa hutumiwa, isipokuwa thymine, ambayo inabadilishwa na nucleotide sawa - uracil, ambayo inaonyeshwa na barua U (U katika maandiko ya lugha ya Kirusi). Katika molekuli za DNA na RNA, nucleotides hujipanga kwenye minyororo na, hivyo, mlolongo wa barua za maumbile hupatikana.

Msimbo wa maumbile

Utekelezaji wa habari ya kijeni katika chembe hai (yaani, usanisi wa protini iliyosimbwa na jeni) unafanywa kwa kutumia michakato miwili ya tumbo: unukuzi (yaani, usanisi wa mRNA kwenye kiolezo cha DNA) na tafsiri ya msimbo wa kijeni kuwa asidi ya amino. mlolongo (muundo wa mnyororo wa polipeptidi kwenye kiolezo cha mRNA). Nucleotides tatu mfululizo zinatosha kusimba amino asidi 20, pamoja na ishara ya kuacha, ambayo ina maana mwisho wa mlolongo wa protini. Seti ya nyukleotidi tatu inaitwa triplet. Vifupisho vilivyokubaliwa vinavyolingana na amino asidi na codons vinaonyeshwa kwenye takwimu.

Tabia za kanuni za maumbile

1. Utatu- kitengo muhimu cha kanuni ni mchanganyiko wa nucleotides tatu (triplet, au codon).

2. Mwendelezo- hakuna alama za punctuation kati ya triplets, yaani, habari ni kusoma kwa kuendelea.

3. uwazi- nucleotide sawa haiwezi kuwa wakati huo huo sehemu ya triplets mbili au zaidi.

4. Umaalumu- kodoni fulani inalingana na asidi moja tu ya amino.

5. Upungufu (kutokuwa na uwezo) Kodoni kadhaa zinaweza kuendana na asidi ya amino sawa.

6. Uwezo mwingi - kanuni za maumbile hufanya kazi kwa njia sawa katika viumbe vya viwango tofauti vya utata - kutoka kwa virusi hadi kwa wanadamu. (mbinu za uhandisi wa maumbile zinatokana na hii)

3) unukuzi - mchakato wa usanisi wa RNA kwa kutumia DNA kama kiolezo kinachotokea katika chembe hai zote. Kwa maneno mengine, ni uhamisho wa taarifa za maumbile kutoka kwa DNA hadi kwa RNA.

Unukuzi huchochewa na kimeng'enya cha RNA polymerase kinachotegemea DNA. Mchakato wa awali wa RNA unaendelea katika mwelekeo kutoka 5 "- hadi 3" - mwisho, yaani, RNA polymerase inasonga kando ya mlolongo wa template ya DNA katika mwelekeo 3 "-> 5"

Unukuzi unajumuisha hatua za kufundwa, kurefusha na kukomesha.

Kuanzishwa kwa unukuzi- mchakato changamano ambao unategemea mlolongo wa DNA karibu na mlolongo ulionakiliwa (na katika yukariyoti pia kwenye sehemu za mbali zaidi za jenomu - viboreshaji na vidhibiti) na juu ya kuwepo au kutokuwepo kwa mambo mbalimbali ya protini.

Kurefusha- Uondoaji zaidi wa usanisi wa DNA na RNA kwenye mnyororo wa usimbaji unaendelea. ni, kama awali ya DNA, inafanywa katika mwelekeo 5-3

Kukomesha- mara tu polymerase inapofika kwenye terminal, mara moja hutengana kutoka kwa DNA, mseto wa ndani wa DNA-RNA huharibiwa na RNA iliyosasishwa mpya husafirishwa kutoka kwa kiini hadi kwenye cytoplasm, ambayo uandishi umekamilika.

Inachakata- seti ya miitikio inayopelekea mabadiliko ya bidhaa msingi za unukuzi na tafsiri kuwa molekuli zinazofanya kazi. Vipengee vinakabiliwa na mtengano wa molekuli tangulizi zisizofanya kazi. asidi ya ribonucleic (tRNA, rRNA, mRNA) na wengine wengi. protini.

Katika mchakato wa awali wa enzymes za catabolic (substrates za kuvunja), prokaryotes hupitia awali ya enzymes. Hii inatoa kiini fursa ya kukabiliana na hali ya mazingira na kuokoa nishati kwa kuacha awali ya enzyme inayofanana ikiwa haja yake itatoweka.
Ili kushawishi muundo wa enzymes za catabolic, hali zifuatazo zinahitajika:

1. Enzyme inaunganishwa tu wakati mgawanyiko wa substrate sambamba ni muhimu kwa seli.
2. Mkusanyiko wa substrate katika kati lazima uzidi kiwango fulani kabla ya enzyme inayofanana inaweza kuundwa.
Utaratibu wa udhibiti wa usemi wa jeni katika Escherichia coli unasomwa vyema kwa kutumia mfano wa lac operon, ambayo inadhibiti usanisi wa enzymes tatu za catabolic ambazo huvunja lactose. Ikiwa kuna glucose nyingi na lactose kidogo katika kiini, mkuzaji hubakia haifanyi kazi, na protini ya repressor iko kwenye operator - transcription ya lac operon imefungwa. Wakati kiasi cha glucose katika mazingira, na kwa hiyo katika seli, hupungua, na lactose huongezeka, matukio yafuatayo hutokea: kiasi cha cyclic adenosine monophosphate huongezeka, hufunga kwa protini ya CAP - tata hii inawasha mtangazaji ambaye RNA polymerase hufunga; wakati huo huo, lactose ya ziada hufunga kwa protini ya kikandamizaji na hutoa operator kutoka kwake - njia ya RNA polymerase imefunguliwa, uandishi wa jeni la miundo ya lac operon huanza. Lactose hufanya kama kichochezi cha usanisi wa enzymes zinazoivunja.

5) Udhibiti wa kujieleza kwa jeni katika yukariyoti ni ngumu zaidi. Aina tofauti za seli za kiumbe cha eukaryotic nyingi huunganisha idadi ya protini zinazofanana na wakati huo huo hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika seti ya protini maalum kwa seli za aina hii. Kiwango cha uzalishaji hutegemea aina ya seli, na pia juu ya hatua ya maendeleo ya viumbe. Usemi wa jeni umewekwa katika kiwango cha seli na katika kiwango cha kiumbe. Jeni za seli za yukariyoti zimegawanywa katika mbili aina kuu: ya kwanza huamua ulimwengu wa kazi za seli, pili huamua (huamua) kazi maalum za seli. Kazi za Jeni kundi la kwanza onekana katika seli zote. Ili kutekeleza kazi tofauti, seli maalum lazima zionyeshe seti fulani ya jeni.
Chromosomes, jeni, na opereni za seli za yukariyoti zina idadi ya vipengele vya kimuundo na utendaji, vinavyoelezea utata wa usemi wa jeni.
1. Uendeshaji wa seli za eukaryotic zina jeni kadhaa - vidhibiti, ambavyo vinaweza kuwa kwenye chromosomes tofauti.
2. Jeni za miundo zinazodhibiti awali ya enzymes ya mchakato mmoja wa biochemical zinaweza kujilimbikizia katika opereni kadhaa ziko si tu katika molekuli moja ya DNA, lakini pia katika kadhaa.
3. Mlolongo tata wa molekuli ya DNA. Kuna sehemu za taarifa na zisizo za taarifa, mfuatano wa kipekee na unaorudiwa mara kwa mara wa taarifa za nukleotidi.
4. Jeni za eukaryotic zinajumuisha exons na introns, na kukomaa kwa mRNA kunafuatana na uondoaji wa introns kutoka kwa nakala za msingi za RNA (pro-i-RNA), i.e. kuunganisha.
5. Mchakato wa kuandika jeni hutegemea hali ya chromatin. Mchanganyiko wa ndani wa DNA huzuia kabisa awali ya RNA.
6. Unukuzi katika seli za yukariyoti hauhusiani na tafsiri kila wakati. MRNA iliyosanisishwa inaweza kuhifadhiwa kama informosomes kwa muda mrefu. Unukuzi na tafsiri hutokea katika sehemu tofauti.
7. Baadhi ya jeni za yukariyoti zina ujanibishaji usio wa kudumu (jeni labile au transposons).
8. Mbinu za biolojia ya molekuli zilifunua athari ya kuzuia ya protini za histone kwenye awali ya mRNA.
9. Katika mchakato wa maendeleo na tofauti ya viungo, shughuli za jeni hutegemea homoni zinazozunguka katika mwili na kusababisha athari maalum katika seli fulani. Katika mamalia, hatua ya homoni za ngono ni muhimu.
10. Katika eukaryotes, 5-10% ya jeni huonyeshwa katika kila hatua ya ontogenesis, wengine wanapaswa kuzuiwa.

6) ukarabati wa nyenzo za kijeni

Urekebishaji wa maumbile- mchakato wa kuondoa uharibifu wa maumbile na kurejesha vifaa vya urithi, ambayo hutokea katika seli za viumbe hai chini ya hatua ya enzymes maalum. Uwezo wa seli kurekebisha uharibifu wa maumbile uligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 1949 na mtaalamu wa maumbile wa Amerika A. Kelner. Rekebisha- kazi maalum ya seli, ambayo ina uwezo wa kusahihisha uharibifu wa kemikali na mapumziko katika molekuli za DNA zilizoharibiwa wakati wa biosynthesis ya kawaida ya DNA kwenye seli au kutokana na kufichuliwa na mawakala wa kimwili au kemikali. Inafanywa na mifumo maalum ya enzyme ya seli. Idadi ya magonjwa ya urithi (kwa mfano, xeroderma pigmentosum) yanahusishwa na mifumo ya ukarabati iliyoharibika.

aina za fidia:

Ukarabati wa moja kwa moja ni njia rahisi zaidi ya kuondoa uharibifu katika DNA, ambayo kwa kawaida inahusisha enzymes maalum ambazo zinaweza haraka (kawaida katika hatua moja) kurekebisha uharibifu unaofanana, kurejesha muundo wa awali wa nucleotides. Hivi ndivyo, kwa mfano, O6-methylguanine-DNA methyltransferase inavyofanya, ambayo huondoa kikundi cha methyl kutoka msingi wa nitrojeni hadi moja ya mabaki yake ya cysteine.