 Природа генаГенетическая информация закодирована в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) хромосом. ДНК образована последовательностью нуклеотидов; каждый нуклеотид состоит из сахара дезок-сирибозы, фосфорной кислоты и азотистого основания. Азотистые основания нуклеотида неодинаковы: это может быть один из двух пуринов, аденин (А) или гуанин (Г), и один из двух пирими-динов, тимин (Т) или цитозин (Ц). ДНК всех высших организмов состоит из двух цепей нуклеотидных последовательностей, связанных друг с другом основаниями, причем аденин всегда связан с тимином, а гуанин—с цитозином. Спаренные основания образуют как бы перекладины веревочной лестницы, а дезоксирибоза и фосфорная кислота друг за другом — боковые канаты.
В действительности, как впервые было показано в замечательной работе Уотсона и Крика, эти цепи изогнуты, образуя «двойную спираль», и структуру ДНК правильнее сравнивать не с веревочной, а с винтовой лестницей. Схематически эта структура представлена на рис. 9.2, где также показана способность ДНК к репликации, необходимой в ходе клеточного деления. После разобщения цепей образуются две новые цепи, каждая комплементарная по отношению к одной из исходных, так как одно основание точно предопределяет, с каким основанием оно образует пару.
Генетическая информация, заключенная в ДНК, передается из клеточного ядра в цитоплазму с помощью матричной рибонуклеиновой кислоты — мРНК (рис. 9.3). РНК также состоит из последовательности нуклеотидов, но в их состав входит сахар рибоза, а место тимидина (содержащегося в ДНК) занимает урацил. В ходе синтеза мРНК информация, содержащаяся в ДНК, транскрибируется: считывается лишь одна цепь ДНК и РНК получает последовательность оснований, комплементарную по отношению к этой цепи; лишь место аденипа ДНК при транскрипции занимает урацил.
В цитоплазме мРНК присоединяется к рибосомам, которые в свою очередь содержат рибосомную РНК (рРНК), и, находясь здесь, направляет течение процесса синтеза белка. Главной
единицей, или «словом», в этой информации служит триплет-3 нуклеотида, 3 основания которого определяют одну из 20 аминокислот, из которых состоят белки. Эти триплеты, которые можно получить в числе 64 вариантов, называют кодонами; главным образом благодаря работам Ниренберга установлено соответствие между кодонами и кодируемыми ими аминокислотами (табл. 9.1.). Следует отметить, что- если некоторые аминокислоты кодируются только одним кодоном: '(например, метионину соответствует ТАЦ в ДНК и АУГ в РНК), то другие кодируются двумя и более кодо¬нами (например, фенилаланину соответствует в ДНК AAA и ААГ); такой код называют вырожденным или избыточным. Отметим, что 3 кодона — АТТ, АТЦ и особенно АЦТ — в ДНК (УАА, УАГ и УГА в РНК) не кодируют аминокислот. Они, по-видимому, должны означать точку в сообщении, отделяя синтез одной полипептидной цепи от синтеза другой. |
