Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
ММА им. И.М. Сеченова
164
Глава 23
РАСКРУЧИВАНИЕ
Одноцепочечная ДНК
Две антипараллельные цепи ДНК. Эти две цепи растут в разных направлениях, о чем свидетельствуют 3'- и 5'-концы. (Цифры указывают на определенный атом углерода в сахаро-фосфатном остове на конце цепи.)
Раскручивающий фермент (геликаза)
Одноцепочечная ДНК
РЕПКЛИКАЦИЯ В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ, 5'->3'
Спаривание оснований
Для раскручивания двойной цепи ДНК необходим фермент геликаза. Она движется вдоль цепи ДНК непосредственно перед ДНК-полимеразой (см. ниже). Разрушая водородные связи между комплементарными основаниями, геликаза отделяет одну цепь ДНК от другой и раскручивает их
ДНК-полимераза
ЗАСТРАИВАНИЕ ПРОБЕЛОВ
ДНК-лигаза застраивает пробелы, соединяя 5'-концы с З'-концами
X
Рис. 23.20. Репликация ДНК. Упрощенная схема, на которой показаны главные принципы. В репликации участвуют также другие молекулы и ферменты, не показанные на схеме.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Непрерывность жизни
165
Клетки, выращенные
Клетки из пробирки A1 выращенные на среде с 14N
на среде с 15N 1-е поколение 2-е поколение 3-е поколение
Градиент плотности хлористого цезия
DOOOOC
Все цепи содержат 15Ы-ДНК (тяжелую)
////// -
-ДНК, содержащая 14N --ДНК, содержащая 14N/15 -ДНК, содержащая 15N
N
Б В Г
эоооос DCXXXX эоооос'
Все цепи
содержат -v^rw-
14N/15N-flHK цепей содержит ^°°^ -
(«гибридную») 14Ы-ДНК (легкую), ХХХХХ; Цепь' с°АеРжащая _N а другая-«гибридную» ДНК
ЭООООС Одна половина цепей содержит
I Все цепи -х^**- Г содержат 14N
Цепь, содержащая 15N
Рис. 23.21. Результаты экспериментов Мезелсона и Сталя и их интерпретация. Ширина полос ДНК в центрифужных пробирках отражает относительные количества молекул ДНК различных типов. В пробирке В отношение ширины полос 1:1, а в пробирке Г — 3:1.
твора CsCl была равна ее плотности. При исследовании в ультрафиолете ДНК в центрифужной пробирке имела вид узкой полосы. Расположе-
Полуконсервативная Консервативная Дисперсивная репликация репликация репликация
Рис. 23.22. Схема, поясняющая три теории репликации ДНК.
ние полос ДНК, выделенной из клеток, культивированных на средах с 15N и 14N, и интерпретация полученных данных представлены на рис. 23.21. Схема полуконсервативной репликации включена в рис. 23.22. Эти эксперименты убедительно показали, что репликация ДНК происходит полуконсервативным способом.
23.2. Для объяснения процесса репликаири ДНК были выдвинуты три гипотезы. Одна из них получила название полуконсервативной репликации и описана выше. Две другие известны как консервативная репликация и дисперсивная репликация. Все три гипотезы представлены на рис. 23.22.
Нарисуйте схемы распределения различных типов ДНК в градиенте плотности, которые обнаружили бы Мезелсон и Сталь для двух первых поколений клеток, если бы были верны гипотезы консервативной и дисперсивной репликации.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
166 Глава 23
23.7. Природа генов 23.7.1. Что такое гены
В 1866 г. Мендель высказал предположение, что признаки организмов определяются наследуемыми единицами, которые он назвал «элементами». Позднее их стали называть генами, и было показано, что они расположены в хромосомах, которые передают их из поколения в поколение. Поэтому Мендель, вероятно, определил бы ген, как единицу наследственности. Это вполне приемлемое определение, однако оно ничего не говорит нам о физической природе гена.
Ниже мы попытаемся объяснить физическую природу гена, исхода из двух его определений.
ГЕН КАК ЕДИНИЦА РЕКОМБИНАЦИИ. Морган в своих работах по построению хромосомных карт Drosophila (разд. 24.2) постулировал, что ген — это самый короткий участок хромосомы, который может быть отделен от примыкающих к нему участков в результате кроссинговера. Согласно этому определению, ген представляет собой некий конкретный отрезок хромосомы, детерминирующий тот или иной признак организма.
ГЕН КАК ЕДИНИЦА ФУНКЦИИ. Поскольку известно, что гены определяют структурные, физиологические и биохимические признаки организма, было предложено определять ген, как наименьший участок хромосомы, обусловливающий синтез определенного продукта. Теперь мы знаем, что гены кодируют синтез белков. Поэтому ген можно определить, как участок ДНК, кодирующий определенный белок. Это определение можно еще больше уточнить, назвав ген участком ДНК, кодирующим определенный полипептид, поскольку некоторые белки состоят не из одной, а из нескольких полипептидных цепей, а поэтому кодируются более, чем одним геном.
23.7.2. Генетический код —
это последовательность оснований
Когда Уотсон и Крик в 1953 г. заявили о спиральной структуре ДНК, они высказали также предположение, что генетическая информация, которая передается из поколения в поколение и контролирует жизнедеятельность
