Quy luật di truyền đã thu hút sự chú ý của con người kể từ thời điểm mà lần đầu tiên người ta thấy rõ rằng di truyền là một cái gì đó mang tính vật chất hơn là một số quyền năng cao hơn. Con người hiện đại biết rằng các sinh vật có khả năng sinh sản tương tự như chính chúng, trong khi con cái nhận được những đặc điểm và đặc điểm cụ thể vốn có từ cha mẹ của chúng. Khả năng sinh sản được thực hiện nhờ khả năng truyền thông tin di truyền giữa các thế hệ.
Lý thuyết: Bạn không bao giờ có thể có quá nhiều
Các quy luật di truyền chỉ mới bắt đầu được điều tra tích cực trong thời gian gần đây. Một bước tiến ấn tượng trong vấn đề này đã được thực hiện vào thế kỷ trước, khi Sutton và Boveri đưa ra một giả thuyết mới cho công chúng. Sau đó, họ cho rằng nhiễm sắc thể có thể mang dữ liệu di truyền. Một thời gian sau, công nghệ cho phép nghiên cứu hóa học về thành phần nhiễm sắc thể. Nó tiết lộsự hiện diện của các hợp chất nucleic cụ thể của protein. Protein hóa ra vốn có trong rất nhiều cấu trúc và các đặc điểm cụ thể của thành phần hóa học. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học tin rằng chính protein là khía cạnh chính đảm bảo việc truyền dữ liệu di truyền giữa các thế hệ.
Nhiều thập kỷ nghiên cứu về chủ đề này đã cung cấp cái nhìn mới về tầm quan trọng của DNA tế bào. Như các nhà khoa học đã tiết lộ, chỉ những phân tử như vậy mới là vật chất mang thông tin hữu ích. Phân tử là một phần tử của nhiễm sắc thể. Ngày nay, hầu như bất kỳ đồng bào nào của chúng ta đã được học phổ thông, cũng như cư dân của nhiều quốc gia khác, đều nhận thức rõ rằng các phân tử DNA có ý nghĩa quan trọng như thế nào đối với một người, đối với sự phát triển bình thường của cơ thể con người. Nhiều người tưởng tượng tầm quan trọng của những phân tử này về mặt di truyền.
Di truyền học như một khoa học
Di truyền học phân tử, liên quan đến việc nghiên cứu DNA của tế bào, có một tên gọi khác - sinh hóa. Lĩnh vực khoa học này được hình thành ở giao điểm của hóa sinh và di truyền học. Hướng khoa học kết hợp là một lĩnh vực nghiên cứu con người hiệu quả, đã cung cấp cho cộng đồng khoa học một lượng lớn thông tin hữu ích mà những người chỉ liên quan đến hóa sinh hoặc di truyền học không có được. Các thí nghiệm được thực hiện bởi các chuyên gia trong lĩnh vực này liên quan đến việc làm việc với nhiều dạng sống và sinh vật thuộc nhiều loại và chủng loại khác nhau. Các kết quả quan trọng nhất mà cộng đồng khoa học thu được là kết quả của việc nghiên cứu gen người, cũng như cácvi sinh vật. Trong số những loài sau, trong số những loài quan trọng nhất là Eisheria coli, các phage lambda của những vi khuẩn này, nấm crassa tế bào thần kinh và Saccharomyces cerevisia.
Cơ sở di truyền
Từ lâu, các nhà khoa học không nghi ngờ gì về tầm quan trọng của nhiễm sắc thể trong việc chuyển giao thông tin di truyền giữa các thế hệ. Như các xét nghiệm chuyên ngành đã chỉ ra, nhiễm sắc thể được hình thành bởi axit, protein. Nếu bạn tiến hành thí nghiệm nhuộm màu, protein sẽ được giải phóng khỏi phân tử, nhưng NA vẫn ở nguyên vị trí. Các nhà khoa học có một lượng lớn bằng chứng cho phép chúng ta nói về sự tích lũy thông tin di truyền trong NK. Thông qua chúng mà dữ liệu được truyền giữa các thế hệ. Các sinh vật được hình thành bởi tế bào, vi rút có DNA, nhận thông tin từ thế hệ trước thông qua DNA. Một số virus có chứa RNA. Chính axit này là nguyên nhân dẫn truyền thông tin. RNA, DNA là NK, được đặc trưng bởi những điểm tương đồng về cấu trúc nhất định, nhưng cũng có những điểm khác biệt.
Nghiên cứu vai trò của DNA trong tính di truyền, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các phân tử của một loại axit như vậy có chứa bốn loại hợp chất nitơ và deoxyribose. Do các yếu tố này, thông tin di truyền được truyền đi. Phân tử chứa các chất purin adenin, guanin, pyrimidine kết hợp thymine, cytosine. Xương sống phân tử hóa học là bã đường xen kẽ với dư lượng axit photphoric. Mỗi chất cặn có liên kết với công thức cacbon thông qua các loại đường. Các bazơ nitơ được gắn trên các mặt thành cặn đường.
Tên và ngày tháng
Các nhà khoa học,nghiên cứu các cơ sở sinh hóa và phân tử của di truyền, họ đã có thể xác định các đặc điểm cấu trúc của DNA chỉ trong 53. Quyền tác giả của thông tin khoa học được giao cho Crick, Watson. Họ đã chứng minh rằng bất kỳ DNA nào cũng tính đến các đặc tính sinh học đặc biệt của tính di truyền. Khi xây dựng một mô hình, bạn cần nhớ về khả năng nhân đôi của các bộ phận và khả năng tích lũy, truyền tải thông tin di truyền. Về khả năng, phân tử có thể đột biến. Các thành phần hóa học, sự kết hợp của chúng, cùng với các phương pháp nghiên cứu nhiễu xạ tia X, đã giúp xác định cấu trúc phân tử của DNA là một chuỗi xoắn kép. Nó được hình thành bởi một nửa của xoắn ốc kiểu đối song song. Xương sống của đường-photphat được củng cố bằng các liên kết hydro.
Trong nghiên cứu về cơ sở phân tử của tính di truyền và sự biến đổi, các công trình của Chargaff có tầm quan trọng đặc biệt. Nhà khoa học đã cống hiến hết mình cho việc nghiên cứu các nucleotide có trong cấu trúc của axit nucleic. Như có thể tiết lộ, mỗi nguyên tố như vậy được hình thành bởi các gốc nitơ, dư lượng phốt pho, đường. Tương ứng về hàm lượng mol của thymine, adenine đã được tiết lộ, sự tương đồng của thông số này đối với cytosine và guanine đã được thiết lập. Người ta cho rằng mọi dư lượng thymine đều có một cặp adenin và đối với guanin thì có một cytosine.
Giống nhau nhưng khác quá
Nghiên cứu axit nucleic là cơ sở của di truyền, các nhà khoa học xác định rằng DNA thuộc loại polynucleotide được tạo thành bởi nhiều nucleotide. Có thể có các trình tự không thể đoán trước nhất của các phần tử trong một chuỗi. Về mặt lý thuyết, phân tập nối tiếp không cónhững hạn chế. DNA có những phẩm chất cụ thể liên quan đến trình tự bắt cặp của các thành phần của nó, nhưng sự kết cặp cơ sở xảy ra theo quy luật sinh học và hóa học. Điều này cho phép bạn xác định trước trình tự của các chuỗi khác nhau. Chất lượng này được gọi là tính bổ sung. Nó giải thích khả năng của một phân tử để tái tạo hoàn hảo cấu trúc của chính nó.
Khi nghiên cứu tính di truyền và sự biến đổi thông qua DNA, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng các sợi hình thành DNA là khuôn mẫu để hình thành các khối bổ sung. Để một phản ứng xảy ra, phân tử cuộn lại. Quá trình này đi kèm với sự phá hủy các liên kết hydro. Các bazơ tương tác với các thành phần bổ sung, dẫn đến việc tạo ra các liên kết cụ thể. Sau khi các nucleotide được cố định, sự liên kết chéo của phân tử xảy ra, dẫn đến sự xuất hiện của sự hình thành polynucleotide mới, trình tự của các bộ phận được xác định trước bởi nguyên liệu ban đầu. Đây là cách hai phân tử giống hệt nhau xuất hiện, bão hòa với thông tin giống hệt nhau.
Replica: bảo chứng cho tính lâu dài và thay đổi
Được mô tả ở trên cung cấp ý tưởng về việc thực hiện tính di truyền và khả năng biến đổi thông qua DNA. Cơ chế sao chép giải thích tại sao DNA có trong mọi tế bào hữu cơ, trong khi nhiễm sắc thể là một organoid duy nhất tái tạo định lượng và chất lượng với độ chính xác vượt trội. Phương pháp phân phối thực này không khả thi cho đến khi thực tế về cấu trúc bổ sung xoắn kép của phân tử được thiết lập. Crick, Watson, trước đây cho rằng cấu trúc phân tử là gì, hóa ra lại hoàn toàn đúng, mặc dù theo thời gian, các nhà khoa học bắt đầu nghi ngờ tính đúng đắn của tầm nhìn của họ về quá trình sao chép. Lúc đầu, người ta tin rằng các xoắn ốc từ một chuỗi xuất hiện đồng thời. Các enzyme xúc tác quá trình tổng hợp phân tử trong phòng thí nghiệm được biết là chỉ hoạt động theo một hướng, đó là, một chuỗi đầu tiên xuất hiện, sau đó là chuỗi thứ hai.
Các phương pháp hiện đại nghiên cứu tính di truyền của con người đã giúp mô phỏng quá trình tạo DNA không liên tục. Mô hình xuất hiện vào thứ 68. Cơ sở cho đề xuất của cô là công trình thử nghiệm sử dụng Eisheria coli. Quyền tác giả của công trình khoa học được giao cho Orzaki. Các chuyên gia hiện đại có dữ liệu chính xác về các sắc thái tổng hợp liên quan đến sinh vật nhân chuẩn, sinh vật nhân sơ. Từ ngã ba phân tử di truyền, sự phát triển xảy ra bằng cách tạo ra các đoạn được liên kết với nhau bởi DNA ligase.
Các quá trình tổng hợp được giả định là liên tục. Phản ứng sao chép liên quan đến nhiều protein. Sự tháo xoắn của phân tử xảy ra do enzyme, việc duy trì trạng thái này được đảm bảo bởi protein làm mất ổn định và quá trình tổng hợp diễn ra thông qua polymerase.
Dữ liệu mới, lý thuyết mới
Sử dụng các phương pháp hiện đại để nghiên cứu tính di truyền của con người, các chuyên gia đã xác định được lỗi sao chép đến từ đâu. Lời giải thích trở nên khả thi khi có thông tin chính xác về cơ chế sao chép phân tử và các đặc điểm cụ thể của cấu trúc phân tử. Kế hoạch nhân rộng giả địnhphân kỳ của các phân tử mẹ, với mỗi nửa hoạt động như một ma trận cho một chuỗi mới. Sự tổng hợp được thực hiện nhờ các liên kết hydro của bazơ, cũng như các phần tử mononucleotit của quá trình trao đổi chất. Để tạo liên kết thiamine, adenin hoặc cytosine, guanin, cần có sự chuyển các chất sang dạng tautomeric. Trong môi trường nước, mỗi hợp chất này tồn tại ở một số dạng; tất cả chúng đều có tính đồng dạng.
Có nhiều lựa chọn khả dĩ hơn và ít phổ biến hơn. Một tính năng đặc biệt là vị trí của nguyên tử hydro trong cấu trúc phân tử. Nếu phản ứng xảy ra với một dạng biến thể hiếm gặp của dạng phản ứng, nó sẽ dẫn đến việc hình thành các liên kết với bazơ sai. Sợi ADN nhận sai một nuclêôtit, trình tự các nguyên tố thay đổi ổn định, xảy ra đột biến. Cơ chế đột biến lần đầu tiên được giải thích bởi Crick, Watson. Kết luận của họ là cơ sở cho ý tưởng hiện đại về quá trình đột biến.
Tính năngRNA
Nghiên cứu cơ sở phân tử của tính di truyền, các nhà khoa học không thể bỏ qua yếu tố không kém phần quan trọng là DNA nucleic acid - RNA. Nó thuộc về nhóm polynucleotide và có cấu trúc tương đồng với những chất được mô tả trước đó. Điểm khác biệt chính là việc sử dụng ribose làm chất cặn bã đóng vai trò là nền tảng của xương sống carbon. Trong DNA, chúng tôi nhớ lại, vai trò này được thực hiện bởi deoxyribose. Sự khác biệt thứ hai là thymine được thay thế bằng uracil. Chất này cũng thuộc nhóm pyrimidines.
Nghiên cứu vai trò di truyền của DNA và RNA, các nhà khoa học lần đầu tiên xác định tương đốisự khác biệt không đáng kể trong cấu trúc hóa học của các nguyên tố, nhưng nghiên cứu sâu hơn về chủ đề cho thấy chúng đóng một vai trò to lớn. Những khác biệt này xác định ý nghĩa sinh học của từng phân tử, vì vậy các polynucleotide được đề cập không thay thế nhau cho các cơ thể sống.
Chủ yếu RNA được hình thành bởi một sợi, kích thước khác nhau, nhưng hầu hết chúng đều nhỏ hơn DNA. Virus chứa RNA trong cấu trúc của chúng có các phân tử như vậy được tạo ra bởi hai sợi - cấu trúc của chúng càng gần với DNA càng tốt. Trong RNA, dữ liệu di truyền được tích lũy và truyền giữa các thế hệ. Các RNA khác được chia thành các loại chức năng. Chúng được tạo ra trên các khuôn mẫu DNA. Quá trình này được xúc tác bởi RNA polymerase.
Thông tin và di truyền
Khoa học hiện đại, nghiên cứu nền tảng phân tử và tế bào học của tính di truyền, đã xác định axit nucleic là đối tượng chính của việc tích lũy thông tin di truyền - điều này áp dụng chung cho tất cả các sinh vật sống. Trong hầu hết các dạng sống, DNA đóng một vai trò quan trọng. Dữ liệu do phân tử tích lũy được ổn định bởi trình tự nucleotide được sao chép trong quá trình phân chia tế bào theo cơ chế không thay đổi. Quá trình tổng hợp phân tử diễn ra với sự tham gia của các thành phần enzyme, trong khi chất nền luôn là chuỗi nucleotide trước đó, được truyền vật chất giữa các tế bào.
Đôi khi sinh viên trong khuôn khổ sinh học và vi sinh được đưa ra giải pháp của các vấn đề trong di truyền học để minh họa trực quan về sự phụ thuộc. Các cơ sở phân tử của tính di truyền trong các vấn đề như vậy được coi là liên quan đến DNA,cũng như RNA. Cần phải nhớ rằng trong trường hợp của một phân tử mà sự di truyền được ghi lại bởi RNA từ một chuỗi xoắn, các quá trình sinh sản tiến hành theo một phương pháp tương tự như đã mô tả trước đó. Khuôn mẫu là RNA ở dạng có thể được sao chép. Điều này xuất hiện trong cấu trúc tế bào do sự xâm nhập của nhiễm trùng. Hiểu được quá trình này cho phép các nhà khoa học tinh chỉnh hiện tượng của gen và mở rộng cơ sở kiến thức về nó. Khoa học cổ điển hiểu gen như một đơn vị thông tin được truyền giữa các thế hệ và được tiết lộ trong công việc thực nghiệm. Gen có khả năng đột biến, kết hợp với các đơn vị khác cùng cấp. Kiểu hình mà một sinh vật sở hữu được giải thích chính xác bởi gen - đây là chức năng chính của nó.
Trong khoa học, gen được coi là cơ sở chức năng của di truyền ban đầu cũng được coi là đơn vị chịu trách nhiệm tái tổ hợp, đột biến. Hiện nay, người ta đã biết một cách đáng tin cậy rằng hai phẩm chất này là trách nhiệm của cặp nucleotide có trong DNA. Nhưng chức năng được cung cấp bởi trình tự nucleotide gồm hàng trăm, thậm chí hàng nghìn đơn vị xác định chuỗi protein axit amin.
Protein và vai trò di truyền của chúng
Trong khoa học hiện đại, nghiên cứu sự phân loại gen, cơ sở phân tử của tính di truyền được xem xét trên quan điểm về tầm quan trọng của cấu trúc protein. Tất cả các vật chất sống được tạo thành một phần bởi protein. Chúng được coi là một trong những thành phần quan trọng nhất. Protein là một chuỗi axit amin duy nhất biến đổi cục bộ khisự hiện diện của các yếu tố. Thường có hai chục loại axit amin, những loại khác được tạo ra dưới tác động của các enzym từ hai mươi loại chính.
Tính đa dạng của chất lượng protein phụ thuộc vào cấu trúc phân tử chính, trình tự polypeptit axit amin tạo nên protein. Các thí nghiệm được thực hiện cho thấy rõ ràng rằng axit amin có một vị trí xác định chặt chẽ trong chuỗi nucleotide DNA. Các nhà khoa học gọi nó là sự tương đồng của các nguyên tố protein và axit nucleic. Hiện tượng này được gọi là màu sắc.
đặc điểm DNA
Hóa sinh và di truyền, nghiên cứu cơ sở phân tử của tính di truyền, là những ngành khoa học đặc biệt chú ý đến DNA. Phân tử này được phân loại là một polyme mạch thẳng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự biến đổi duy nhất có sẵn cho cấu trúc là trình tự nucleotide. Nó chịu trách nhiệm mã hóa trình tự các axit amin trong protein.
Ở sinh vật nhân thực, DNA nằm trong nhân tế bào, và quá trình tạo protein diễn ra trong tế bào chất. DNA không đóng vai trò khuôn mẫu cho quá trình tạo protein, điều đó có nghĩa là cần có một yếu tố trung gian chịu trách nhiệm vận chuyển thông tin di truyền. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vai trò được giao cho khuôn mẫu RNA.
Như đã chỉ ra bởi công trình khoa học dành cho các cơ sở phân tử của tính di truyền, thông tin được chuyển từ DNA sang RNA. RNA có thể mang dữ liệu đến protein và DNA. Protein nhận dữ liệu từ RNA và gửi nó đến cấu trúc tương tự. Không có liên kết trực tiếp giữa DNA và protein.
Di truyềnthông tin: điều này thật thú vị
Như các công trình khoa học dành cho các cơ sở phân tử của di truyền đã chỉ ra, dữ liệu di truyền là thông tin trơ chỉ được nhận ra khi có nguồn năng lượng bên ngoài và vật liệu xây dựng. DNA là một phân tử không có các nguồn lực như vậy. Tế bào nhận những gì nó cần từ bên ngoài thông qua các protein, sau đó các phản ứng biến đổi bắt đầu. Có ba con đường thông tin cung cấp hỗ trợ cuộc sống. Chúng được kết nối với nhau, nhưng độc lập. Dữ liệu di truyền được truyền theo phương pháp nhân bản DNA. Dữ liệu được mã hóa bởi bộ gen - dòng này được coi là dòng thứ hai. Hợp chất thứ ba và cuối cùng là các hợp chất dinh dưỡng liên tục thâm nhập vào cấu trúc tế bào từ bên ngoài, cung cấp năng lượng và các thành phần xây dựng.
Sinh vật càng có cấu trúc cao thì càng có nhiều yếu tố của bộ gen. Một tập hợp gen đa dạng thực hiện thông tin được mã hóa trong đó thông qua các cơ chế phối hợp. Ô giàu dữ liệu xác định cách triển khai các khối thông tin riêng lẻ. Nhờ phẩm chất này mà khả năng thích ứng với điều kiện ngoại cảnh tăng lên. Thông tin di truyền đa dạng có trong DNA là nền tảng của quá trình tổng hợp protein. Kiểm soát di truyền tổng hợp là một lý thuyết được Monod và Jacob đưa ra vào năm 1961. Đồng thời, mô hình operon xuất hiện.
