Rencontrez la molécule la plus importante - l'ADN

Des molécules d'ADN de l'appareil, ses propriétés physiques et les systèmes réparés.

Il ressemble à un tire-bouchon...

Le plan comment recevoir chacun d'entre nous, prêt à un moment où les cellules sexuelles de nos parents, les mamans et les papas, sont fusionnées dans un, appelé un zygote ou un œuf fertilisé. Le plan s'est terminé dans le noyau d'une cellule simple, dans son ADN de molécule et cela signifie beaucoup : et ce qui sera la couleur de nos yeux et cheveux et comment augmentera haut et ce qui forme le nez et comment mince - l'oreille pour la musique et beaucoup beaucoup d'autres. Évidemment, notre avenir dépend pas seulement de l'ADN, mais simplement des vicissitudes de destin. Mais très, beaucoup dans notre destin est déterminé par les qualités posées de la naissance, nos gènes, t. E. L'ordre de nucleotides dans les molécules d'ADN. (L'injection de Cyanocobalamin est essentielle pour la réalisation d'ADN.)

L'ADN double avec chaque division de cellule, pour que chaque cellule porte des renseignements sur la structure de l'organisme entier. C'est comme si gardé le plan miniature du bâtiment dans chaque bâtiment de briques. Ce serait les architectes a fait ainsi pendant longtemps ! Alors les restaurateurs ne devraient pas tourmenter leur cerveau, dire sur comment le regard une fois l'Autel Pergamon, même si cela en est resté une pierre simple.

Le fait que les cellules spécialisées de l'organisme entier savent en fait ce qui est à l'intérieur du corps entier, a été d'abord démontré à la fin des années 1950, le biologiste britannique John Gurdon. Il a pris le noyau de cellule d'une grenouille adulte et d'une utilisation de la technique microchirurgicale la plus parfaite, a transplanté cela dans les œufs de grenouille, qu'une amande personnalisée ont été tués par l'irradiation ultraviolette. Des œufs hybrides a élevé le têtard normal ou la grenouille - est absolument identique à celle dont le noyau de cellule a été pris. La nature lui-même crée quelquefois de tels jumeaux. Il se termine, quand vous ne restez pas ensemble et divergez après la première division des cellules de fille de zygote et est obtenu de chaque organisme. Sont nés ainsi monozygotic ou identiques, les jumeaux. Les jumeaux sont exactement le même ADN, donc ils sont semblables. À la fin du siècle dernier, les zoologistes britanniques ont réussi à appliquer la technique les mammifères de G¸rdona : l'ère de clonage a commencé. La première méthode pour le clonage a été avec succès obtenue un mouton appelé Dolly, qui est devenue une célébrité réelle. L'ADN à Dolly a été pris dans la forme du noyau de cellule, saisi de la mamelle de certains moutons, qui n'étaient pas fidèles à la naissance de son jumeau. Ce cœur a été transplanté dans un œuf extrait des autres moutons, dont (l'œuf) son noyau a été enlevé. Alors une cellule hybride portant un noyau étranger a remis où elle a enlevé. Par conséquent et Dolly est née, une copie complète des moutons, qui ont fourni l'ADN. Dolly a vécu six ans et est morte. Pendant ce temps les clones ont été obtenus par beaucoup d'autres animaux et de temps en temps les mouches de nouvelles dans le monde entier sur le clonage humain. Mais jusqu'à présent aucun de ces postes (le clonage humain) n'a pas été confirmé et les messages sont venus des charlatans évidents.

En tout cas, le succès des expériences en clonage ne laisse aucun doute que l'ADN du noyau est complètement détermine qui va au cours de développement d'un organisme d'une cellule simple.

Comment c'est la molécule d'ADN arrangée, cette reine d'une cellule vivante ? Ce n'est pas une échelle de corde simple, comme vous pourriez croire, en regardant le dessin. Cette échelle est frisée dans la bonne spirale. Il ressemble à un tire-bouchon, mais un double tire-bouchon ; Ils sont rares, mais se produisent. Chacun des fils d'ADN forme une bonne hélice, une épaisseur d'un cheveu comme un tour. Les bases azotées de quatre types, dans lesquels l'ordre et les renseignements génétiques sont contenus, forment une sorte de plombage de ce câble de tire-bouchon. Sur la surface du câble est la colonne vertébrale de phosphate de sucre des chaînes de polymère qui inventent l'ADN.

Dont les unités monomeric l'ADN est construit, c'est très semblable aux unités monomeric d'ARN, dont la structure chimique est montrée dans la Fig. 6. Nous ne serons pas ainsi de nouveau pour tirer tous quatre nucleotides, juste montrer ce qu'il ressemble à T nucleotide, qui est le plus différent de son homologue RNKovogo - W. Notez que l'on appelle l'anneau supérieur une base azotée, un anneau cinq-membered - le sucre et un groupe de phosphate sont à gauche.

Quelles sont les dimensions principales de l'ADN ? Double diamètre d'hélice 2 nm, la distance entre les paires basées adjacentes le long de l'hélice - 0.34 nm. Le chiffre d'affaires total de la double hélice fait 10 paires. Mais la longueur ? La longueur dépend de l'ADN de tout organisme appartient. L'ADN est les virus les plus simples contiennent seulement quelques milliers d'unités de bactéries - quelques millions et plus haut - les milliards. (L'injection de la vitamine B12 est nécessaire pour la synthèse d'ADN).

Si le fait d'accumuler dans une ligne que tout l'ADN a entourée dans seulement une cellule humaine, nous recevons la longueur de fil d'environ 2 m. Donc, la longueur du filament dans l'un milliard de fois plus grand que son épaisseur. Pour mieux imaginer ce que cela signifie, imaginez si l'ADN est deux fois plus épais en fait que dans la Fig. 8-. Environ 4 centimètres un Tel ADN pris des cellules entières humaines pourraient encercler le globe à l'équateur. À cette échelle, le noyau de cellule est la grandeur du stade et la personne - c'est le globe.

Il est clair qu'un des très graves problèmes dans les organismes multicellulaires, surtout où la très longue molécule d'ADN, la molécule le pose pour inscrire dans le noyau de cellule. Trouvez-vous, alors cela devrait être pour que l'ADN soit disponible pour la longueur entière des protéines, tel que l'ARN polymerase, en lisant les gènes désirés. Un autre problème - la réplication de telles longues molécules. En fait, après l'ADN double les deux fils complémentaires, qui étaient à l'origine à plusieurs reprises tournés l'un par rapport à l'autre, doivent être dilués. Cela signifie que la molécule a besoin de faire défiler autour de son axe le million de temps avant la réplication de fin. Il le suit les questions produites par le travail de Watson et de Distension des muscles, ne sont pas limitées au problème du code génétique et aux choses apparentées.

Ces questions ont causé des doutes. A le modèle Watson-Crick est correct ? Combien fiable est la fondation sur quel toutes les données de biologie moléculaire ? Le modèle Watson-Crick était si concret, si exposé en détail que carrément moqueur leur vulnérabilité. Il était assez de trouver au moins un fait clair, contrairement à elle que la double hélice a été baissée du socle. C'était un défi pour les physiciens et ils se mettent au travail.

Si chaque molécule d'ADN se compose en fait de deux chaînes de polymère, certains discutés et ces chaînes sont liées par de faibles forces de non-covalent, ils doivent disperser la solution en chauffant l'ADN, il est possible d'exactement fixer l'expérience. Si les bases azotées dans l'ADN se forment en fait les obligations hydrogènes, d'autres ont raisonné, il peut être vérifié en mesurant les spectres d'ADN dans la région infrarouge ou en explorant le taux de change de l'hydrogène (clair) ordinaire sur un lourd (le deutérium). Si l'intérieur de la double hélice est effectivement caché les bases loin azotées, d'autres se sont disputés, il est possible de déterminer si l'acte sur l'ADN est des substances qui sont capables de réagir seulement avec ceux-ci, cacher des groupes. Ceux-ci et beaucoup d'autres expériences ont été réalisés. Vers la fin des années 1950 c'est devenu clair - le modèle a résisté à la première épreuve. Les tentatives de le réfuter ont échoué l'un après l'autre.

Il ressemble à une vitre

Les physiciens font l'étude d'ADN, non seulement parce qu'ils ont compris l'importance de vérifier tous les détails de sa structure. La molécule d'ADN est attirée leur attention dans et de lui-même.
L'ADN ressemble à un corps ferme. les paires de bases sont empilées là-dedans dans un cristal. Mais ce cristal linéaire, comme un unidimensionnel - chaque paire basée a seulement deux voisins. Le cristal d'ADN - aperiodic, comme un ordre de paires de bases irrégulières puisque l'ordre irrégulier de lettres dans un texte significatif réserve. Cependant, comme les lettres dans la fonte imprimée basent les paires A et D T • D • ayez les mêmes dimensions tant de large que dans la hauteur.

Évidemment, un entièrement nouveau type de cristal, cristal unidimensionnel d'ADN, ce sont des physiciens intrigués terribles. Est-il un semi-conducteur ? Et peut-être supraconducteur et même à la température de pièce ? L'ADN a été fait subir à l'enquête suivante. Non, ce n'est pas un semi-conducteur, n'est pas beaucoup moins un supraconducteur. Elle était un isolant ordinaire, tel que le verre de fenêtre. Oui et ce sont transparents comme le verre. La solution d'ADN aqueuse (et il se dissout dans l'eau très bien) un liquide clair. Cette similarité ne finit pas avec le verre. Le verre ordinaire, en incluant une fenêtre transparente à la lumière visible et absorbe très fortement des rayons ultravioles. L'ADN absorbe aussi dans cette région du spectre. Cependant, à la différence du verre, qui n'est pas des rayons UV malfaisants, l'ADN est très sensible à eux. (Utilisez Cyanocobalamin pour vous sentir bien).

Les rayons ultravioles sont si malfaisants pour les molécules d'ADN que la cellule s'est développée pendant l'évolution d'un système réparé spécial qui guérit les pertes causées par ces rayons. Quelle sorte de dommage ?

Quand un photon de radiation ultraviolette (les photons) frappe l'ADN, il transfère son énergie à une base azotée. La base est dans un état excité. Les événements de plus peuvent se déplier différemment. Si le photon est absorbé purine (l'adénine ou guanine), rien n'arrivera beaucoup - l'énergie absorbée se transforme vite en chaleur (comme cela arrive dans la fenêtre) et l'ADN restera le même comme c'était. Une autre chose, si le photon est absorbé par un pyrimidine (thymine ou cytosine) et pas par quelqu'un, mais celui qui est adjacent au circuit avec un autre pyrimidine. Dans ce cas-là, l'énergie absorbée n'est pas encore le temps pour se transformer en chaleur puisque deux pyrimidine adjacents réagissent chimiquement. Ce processus est particulièrement efficace quand les deux sont thymine adjacent. Le résultat - un nouveau composé chimique, appelé thymine photodimers.

La structure du variateur est assez inhabituelle. En fait, le carbone est généralement tetrahedral ou quand il s'attache aux atomes voisins ont des vertices tetrahedral dans son centre ou un triangle, quand la communication est dans un avion et dirigé du centre aux vertices d'un triangle régulier. Mais photodimers deux obligations chaque atome de carbone participant à la prise thymine forment un bon angle ! Et tous les quatre atomes de carbone forment un carré (on l'appelle cyclobutane).

Donc dans le dommage d'ADN produit - au lieu de deux thymine a formé un complètement nouveau composé chimique, qui a atteint les enzymes qui travaillent sur l'ADN, s'arrêtent. Ils savent seulement quatre lettres : A, T, G et C et ensuite certains nouveaux FONT DE LA DENTELLE l'icône. Ils ne le savent pas. Si cela ne rectifie pas la tache n'est pas clair du texte, les enzymes ne peuvent ni être enlevées de l'ADN en copient ou considèrent des renseignements (pour synthétiser l'ARN). La vie entière d'une cellule s'arrêtera et elle mourra.

Les rayons ultravioles sont une menace si sérieuse aux molécules d'ADN au cours d'évolution a développé une cellule spéciale pour s'occuper des pertes d'ADN causées par cette radiation. Les enzymes des systèmes réparés viennent au sauvetage. Premièrement, l'enzyme UV endonuclease reconnaît des variateurs thymine et des déchirures dans cet endroit la chaîne de sucre. L'enzyme exonuclease suivante étend l'espace survenant. Dans un des fils d'ADN, où les variateurs thymine se sont formés, cela retourne un énorme espace - des milliers de nucleotides. Dans ce cas-là pas sont seulement des variateurs thymine lointains, mais aussi une abondance de nucleotides normal, comme ils disent, au cas où. Mais il n'importe pas - l'autre, le fil complémentaire reste intact et sur cela une enzyme spéciale, l'ADN polymerase I, tire parti du deuxième fil, en créant une double hélice normale identique à l'ADN original, non endommagé.

Donc il se termine, que le sens d'ADN doublement bloqué ! Il est nécessaire pas seulement de créer deux copies identiques de la matière génétique, mais aussi aux renseignements contenus dans l'ADN peut être sauvé du dommage. S'il y avait un bloqué du 45 tours, donc il serait impossible de fixer l'action de copier d'ADN entre les cycles.

Les systèmes réparés existent dans toutes les cellules, du plus simple à l'homme. Ce n'est pas surprenant - la vie a commencé sous le soleil. Il peut sembler étrange que le système réparé est même actif dans ces cellules qui ne sont jamais l'expérience l'action de rayonnement solaire - par exemple, les cellules intestinales. Une explication astucieuse a offert à GM Barenboim. Il a suggéré que l'ADN est protégé de la radiation de Cerenkov, qui se produit dans les cellules de la pourriture d'impuretés d'éléments radioactives naturelles.

Si la mutation est réparée le système échoue - c'est un désastre. Quelquefois les enfants sont nés avec xeroderma appelé d'un défaut pigmentozum. Ils sont absolument ne peut pas être la lumière - leur peau couverte avec les plaies, qui se transforment progressivement en tumeurs malfaisantes. Ces enfants ne peuvent pas être sauvés, en les protégeant même soigneusement du soleil. Généralement, les expériences directes sur les animaux ont montré que les variateurs thymine peuvent provoquer le cancer.

Donc pour se faire bronzer - ce n'est pas vraiment une activité innocente. Évidemment, nous ne pouvons pas me nier ce plaisir, mais ne surchargeons pas le système réparé. En plus, la réparation - pas chose complètement inoffensive. On croit que les enzymes du système sont réparées, surtout l'ADN polymerase I, ont tendance à faire des erreurs, pour que la réparation puisse mener aux mutations. Une mutation somatique (c'est-à-dire. E. La production dans les cellules du corps aucun jeu de mots destiné) sont aussi considérés comme un facteur important menant à la dégénération de tissu malfaisante.

C'est combien d'embêtement de quel ADN est sensible aux rayons ultravioles. Mais ces rayons à peine atteignent la surface de la terre, la plupart d'entre eux sont absorbés par l'atmosphère. Ainsi, si regret qu'ADN transparent comme le verre de fenêtre par rapport au spectre visible ?

Il fond, mais pas comme la glace

Et encore ceux qui attendaient sur les molécules d'ADN de propriétés physiques inhabituelles, ont été récompensés. Dimensionality et puce d'ADN aperiodicity sont complètement manifestés dans ce que ce fond. Mais si l'état cristallin de l'ADN - il est clair que cela, comment le soumettre à la transition à un liquide ? Dans quoi peut devenir du cristal unidimensionnel d'ADN pendant le fait de fondre ? Pour le comprendre, permettez-nous de vous souvenir pourquoi la glace fond.

La glace est un cristal construit des molécules H2O. C'est tout à fait un ordre strict dans lequel les molécules d'eau sont faites adhérer l'un à l'autre le nombre le plus grand possible de soi-disant obligations hydrogènes (les H-obligations) : HO-H... OH2. Ce sont les H-obligations, qui sont formées dans les paires basées complémentaires A • T • C et D. Certaines de ces obligations sont cassées, d'autres sont déformés quand l'eau passagère dans l'état liquide. Qu'est-ce qui fait de l'eau être du liquide à une température au-dessus du zéro Celsius ? En perdant la partie des liens en desserrant l'autre, les molécules d'eau acquièrent la capacité de bouger plus librement (bougez et tournez), cela devient très avantageux avec l'augmentation de la température. Avec l'encore plus grand chauffage de la molécule d'eau pour la dernière communication sacrifiée de liberté complète l'un avec l'autre - il y a une transition d'un liquide à un état gazeux. C'est une tendance générale. Avec l'augmentation de la température de la substance sont disposés à sacrifier l'énergie de liaison entre les molécules pour augmenter l'entropie.

Tout cela est complètement applicable à l'ADN - l'existence d'une augmentation dans la température de la double hélice devient peu rentable. Les obligations intermoléculaires, l'H-obligation dans les paires basées et les soi-disant actions réciproques d'emboîtement entre les paires adjacentes le long de la chaîne en tenant les deux fils complémentaires sont près de l'un l'autre, déchiré et une des molécules doublement bloquées de la deux chaîne bloquée du 45 tours est formée. Entropie (m. E. Dans le sens obtenir la plus grande liberté) est favorable parce que, sans être attachée à un partenaire complémentaire, chaque chaîne se sent beaucoup plus libre peut prendre beaucoup plus d'espace dans les configurations différentes.

Le fil d'ADN se casse simplement le chauffage impossible - les obligations rejoignant le nucleotides dans la chaîne sont si fortes qu'ils peuvent être détruits un fort acide ou une réduction d'enzymes nuclease.

En dépit de l'analogie, l'ADN fondant fondamentalement différent de la glace fondante. La différence est que l'ADN fondant se produit sur une large gamme de température ; cet intervalle est égal à quelques degrés et le fait de fondre de glace se produit sévèrement à un moment donné sur l'échelle de température. Cette soi-disant transition de phase. Dans cette phase de transition change brusquement l'état d'affaire - un solide cela devient un liquide, un liquide - le gaz.

Chaque jour nous sommes faits face avec une transition de phase quand la bouilloire de furoncle. Dans le processus de vapeur d'eau bouillante le système est au point de transition de phase - l'iota de température de bouilloire n'excède pas 100 ° C jusqu'à ce que toute l'eau s'évapore. Le même arrivera quand la glace de chaleur ou la neige. La température se montre à la hauteur de 0 ° C, alors la croissance s'arrêtera jusqu'à ce que toute la glace n'ait fondu complètement et ensuite la température montera de nouveau. À la différence des systèmes de phase, dans l'ADN la température monte continuellement et avec cela une augmentation de nouvelles régions du laisser-passer de molécules hélicoïde dans l'état fondu. Je me demande ce que la différence est - une conséquence directe d'une-dimensionality de la puce d'ADN. Rendez-vous compte que ce comportement peut importer, les physiciens ont même commencé avant la Deuxième Guerre mondiale, en pensant sinon à l'ADN ou aux cristaux unidimensionnels réels. Ne pouvait pas réussir juste à construire une théorie complète de transitions de phase dans ces cristaux tridimensionnels (c'est arrivé seulement beaucoup plus tard - au cours des années 1970) et l'idée qu'il pourrait être possible de le faire au moins pour le cristal unidimensionnel ou de deux dimensions.

Mais le fait de fondre de l'ADN - est non seulement un phénomène naturel unique. C'est un processus qui arrive constamment dans la cellule. En fait, le redoublement et l'ADN et dans la lecture des renseignements de sa chaîne complémentaire devraient être mis en déroute à chacun d'entre eux (pour la réplication), ou un d'entre eux (en cas de la transcription) a commencé la synthèse d'ADN ou les chaînes d'ARN. L'injection de Cyanocobalamin - aide dans la réalisation d'ADN.

Comment chaîne divorcée ? Ce qui joue le rôle de fer qui peut faire fondre une région d'ADN ? Ce rôle particulier est joué par les enzymes, dans l'ARN particulier polymerase. L'enzyme se lie fermement à l'ADN et le déroule, mais pas sur tout site de la molécule et un ordre nucleotide spécifique, un promoteur s'est positionné entre les gènes. Une fois l'ARN polymerase relié à un promoteur et à un dégel cela (ouvre environ dix nucleotides), il commence à avancer le gène, se désentortillant sur sa voie tous les nouveaux sites et conduisant la synthèse de molécules mRNA. Ces portions du gène dont le polymerase est "fait glisser" le claquement fermé de nouveau et la molécule d'ARN synthétisée sont suspendues dans la solution. À cela nage en haut la synthèse de protéine et du ribosome commence par les lois du code génétique.