Функції ДНК

Одна з головних функцій ДНК – це кодування генетичної інформації. Довгі молекули ДНК «розділені» на окремі ділянки, кожна з яких кодує один поліпептид.

Така ділянка ДНК називають геном.

В одній молекулі ДНК може перебувати від кількох сотень до кількох тисяч генів. Ключем до кодування генетичної інформації є генетичний код.

Генетичний код – це послідовність трьох нуклеотидів, яка кодує одну амінокислоту поліпептиду.

Отже, ген – це велика ділянка молекули ДНК, а генетичний код має у своєму складі всього три нуклеотиди.

Принцип кодування однаковий для всіх живих організмів.

Ця властивість генетичного коду називають універсальністю. Універсальність генетичного коду говорить про те, що принцип кодування склався на самих ранніх етапах еволюції, ще в ті часи, коли на Землі, крім прокаріот, не було інших живих організмів.

Крім триплетності та універсальності у генетичного коду є ще одна важлива властивість – вирожденність. Ця властивість означає, що одна амінокислота може бути закодована не одним кодоном, а двома, трьома, або навіть чотирма варіантами триплетів.

Таким чином, генетична інформація в ДНК закодована в генах за допомогою генетичного коду.

Для збереження життя на Землі повинен існувати не тільки принцип кодування генетичної інформації, а й спосіб її подвоєння. Клітини діляться, з однієї виходять дві, і кожна з дочірніх клітин повинна отримати ідентичну генетичну інформацію від материнської клітини.

Унікальною властивістю відтворення собі подібної молекули володіє тільки молекула ДНК.

Процес подвоєння молекули ДНК називається реплікацією.

Він подібний у прокаріотів і еукаріотів. У еукаріот реплікація ДНК відбувається в ядрі тільки під час S-фази клітинного циклу і триває 9-10 годин. У прокаріотів молекула ДНК коротше і реплікується протягом 20-30 хвилин безпосередньо в цитоплазмі.

Принцип реплікації простий: дві нитки двоспіральної молекули ДНК відходять одна від одної і на кожній з них синтезується нова нитка, комплементарна даній.

Властивість комплементарності азотистих основ забезпечує утворення двох нових молекул, повністю ідентичних материнській ДНК. Кожна з двох нових молекул буде містити одну нитку ДНК вихідну, материнську, а іншу нову, синтезовану заново. Такий спосіб реплікації називають напівконсервативним.

Вивчення процесу реплікації показало, наскільки він складний. У цьому процесі працює ферментативний комплекс, який поєднує не менше 10 різноманітних ферментів. Початок реплікації пов’язаний з утворенням складної просторової структури – «вилки» реплікації, де спарені ланцюги в молекулі ДНК розходяться при руйнуванні водневих зв’язків між азотистими основами.

Головну роботу по полімеризації нуклеотидів у ланцюгу ДНК каталізує фермент ДНК-полімераза.

Синтез двох нових ланцюгів ДНК відбувається не синхронно. На одному ланцюгу цей процес йде швидше, а на іншому повільніше. Відповідно, синтезовані ланцюги ДНК так і називаються – ведучий і відстаючий.

Підсумком реплікації є точне подвоєння материнської молекули ДНК.

Питання для самоперевірки

  • Перерахуйте типи молекул РНК, назвіть їх функції.
  • Що таке транскрипція?
  • Які типи РНК утворюються в результаті транскрипції?
  • Що таке ген?
  • Що таке генетичний код? Які його властивості?
  • Як пов’язані поняття «ген» і «генетичний код»?
  • Що таке реплікація? У чому значення цього процесу?
  • Назвіть основні принципи реплікації.
  • У чому полягає принцип напівконсервативного процесу реплікації?
Посилання на основну публікацію