|
|
|
|
|
Глава 14. Нуклеиновые кислоты
§ 53. Нуклеиновые кислоты и биосинтез белкаДНК и РНК выполняют совершенно разные функции в живой клетке. Поэтому при всем сходстве их химической природы они также очень разные. Редупликация ДНКДНК хранит и передает генетическую информацию. Ее молекулы имеют очень большую длину. Они надежно упакованы в хромосомах. Двойная спираль ДНК как бы намотана на белковую основу подобно нити на катушке (рис. 81, в). Как вам хорошо известно из биологии, клетки живого организма постоянно делятся. Следовательно, и ДНК должна постоянно удваиваться перед каждым делением клетки. Это осуществляется благодаря принципу комплементарности. Двойная спираль расходится, и рядом с каждой из двух цепей достраиваются комплементарные полимерные цепи, которые сразу же, благодаря возникновению водородных связей, приобретают спиральную форму (рис. 82). Этот механизм воспроизведения точных копий ДНК называется редупликацией (от позднелат. reduplica- tio — «удвоение»).
Еще один пример, иллюстрирующий высокую скорость процесса редупликации ДНК: за минуту в надстраивающейся комплементарной цепи ДНК возникают связи между 50 тысячами нуклеотидов!
Биосинтез белков и роль НК в этом процессеВся генетическая информация определяется последовательностью азотистых оснований в молекуле ДНК. Однако сама эта молекула в биосинтезе белка непосредственного участия не принимает. Она лишь передает необходимую информацию на считываемые с нее молекулы матричных РНК (мРНК). Процесс транскрипции (переноса информации с ДНК на РНК) основан на том же принципе комплементарности. Только в сборке молекулы РНК вместо нуклеотидов, содержащих тимин, участвуют нуклеотиды с урацилом (напомним, что и остаток углевода в нуклеотидах РНК иной: вместо дезокси- рибозы — рибоза — это ясно уже из названия кислот). Итак, с разных фрагментов (генов) ДНК информация постоянно считывается на матричные РНК. Именно они перемещаются в цитоплазму и становятся матрицами, с которых считывается последовательность аминокислот в соответствующих строящихся в рибосомах молекулах белков.
|
Так коротко и просто можно объяснить лишь принцип удвоения ДНК. На самом деле процесс редупликации очень сложен. Он идет исключительно быстро (спираль раскручивается со скоростью 4500 оборотов в минуту, что превышает скорость вращения вала в мощном двигателе автомобиля, идущего со скоростью 1 10 км/ч), и в клетке все должно быть устроено так, чтобы каждый необходимый нуклеотид был синтезирован и доставлен на свое место. На все это и многое другое требуется энергия, которую поставляет АТФ. Поэтому процесс редупликации обслуживается множеством упорядоченных «конвейеров» химических реакций, которые протекают в клетках живых организмов под влиянием ферментов.
|
|