Будова генів

Нобелівська премія 1962 року було присуджено двом ученим – Дж. Уотсоном і Ф. Крику за їх відкриття, пролити світло на природу генів. На підставі рентгеноструктурного аналізу і тонкого хімічного дослідження ці вчені запропонували модель будови генетичного матеріалу, що отримала загальне визнання. Відповідно до моделі Уотсона і Крика, генетичний матеріал – ДНК – за своєю структурою нагадує довгу мотузяну драбину, скручену у вигляді подвійної спіралі.

«Мотузка» служать ланцюга, побудовані з чергуються залишків цукру (дезоксирибози) і фосфорної кислоти (РО4), а перекладинами ( «сходинками») – ті самі азотисті основи – пуринів і піримідинів, які, цілком ймовірно, з’явилися на Землі ще до зародження життя. Кожна «сходинка» – це два з’єднаних між собою підстави, один пурин і один пиримидин. Існують два пурину – аденін і гуанін, і два пиримидина – цитозин і тимін. У молекулі ДНК аденін з’єднується завжди з тпміном, а цитозин – з гуаніном.

Вже давно встановлено, що в хромосомах міститься ДНК і білок гистон; довгий час вважали, що саме білок становить основну частину генів. Молекули білка можуть бути надзвичайно різноманітними, і тому, здавалося б. з них може утворитися безліч різних генів. У той же час склад ДНК більш-менш постійний. Надалі, однак, було показано, що основна речовина генів – це ДНК, а не білок і що гистон лише якимось чином контролює активність генів. Вперше це положення було доведено в дослідах на бактеріях.

Збудниками звичайної пневмонії (запалення легенів) є бактерії з роду Pneumococcus. Вони мають кулясту форму і розташовуються зазвичай попарно (диплококк). Одна з різновидів пневмококів містить ген, що обумовлює формування слизової капсули навколо диплококами; при вирощуванні цього різновиду на твердому живильному середовищі (на агарі) утворюються колонії, мають гладку поверхню. У іншому різновиді ген, відповідальний за формування капсул, відсутня, і ці бактерії ростуть на агарі у вигляді нерівних, шорстких колоній. Такий різновид пневмококів не викликає запалення легенів. Мабуть, слизова капсула гладкою різновиди захищає її від загибелі в організмі господаря. Оскільки слиз служить непереборною перешкодою для захисних механізмів тваринного організму, гладка різновид викликає захворювання.

Шляхом відповідних хімічних прийомів з капсульних пневмококів можна виділити ДНК. Якщо потім виділену ДНК додати в живильне середовище, на якій вирощуються бактерії шорсткою різновиди, то деякі з вирощених бактерій ніяк не шорсткі, а гладкі колонії. Отримані результати свідчать про те, що частина ДНК, виділеної з капсульної форми, проникла в бактерії шорсткою різновиди.

В результаті вони перетворилися (трансформувалися) в бактерії, здатні утворювати капсули. Цей процес називається генетичної трансформації. Гени, поглинені клітинами, стають частиною їх генного апарату. Кожен раз при розподілі бактерії вони подвоюються, і таким чином це видозміна закріплюється – шорстка різновид перетворюється на гладку.

...
ПОДІЛИТИСЯ: