Еволюція генетичного коду. Теоретичні моделі
Еволюція
генетичного коду .Теоретичні моделі
ЗМІСТ
ПЕРЕЛІК
СКОРОЧЕНЬ У ТЕКСТІ
ВСТУП
РОЗДІЛ
1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
.1
Відкриття та характеристика генетичного коду
.1.1
Поняття генетичного коду
.1.2
Відкриття генетичного коду
.1.3
Загальні властивості генетичного коду
.2
Код, що еволюціонує
.3
Практичне застосування генетичного коду
РОЗДІЛ
2. МЕТОДИЧНА ЧАСТИНА
.1
Об'єкт дослідження
.2
Методика проведення експерименту
РОЗДІЛ
3.ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
ВИСНОВКИ
СПИСОК
ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ У ТЕКСТІ
ДНК
- дезоксирибонуклеїнова кислота
РНК
- рибонуклеїнова кислота
і-РНК
- інформаційна рибонуклеїнова кислота
м-РНК
- матрична рибонуклеїнова кислота
ВСТУП
Актуальність теми полягає у тому, що все живе у
своїй клітинній будові має одну спільну рису - ДНК. У наш час проводяться
новітні розробки по вивченню генома людини та його розвитку. Зараз, за
допомогою генної інженерії створюються нові види живого, вивчається вплив генів
на відповідні захворювання , або на поведінку людей. Генетичний код зберігає
"правильну" інформацію - завдяки цьому кожна клітина може жити,
розмножуватися і формувати органи. Код передається від клітини до клітини, і
він універсальний для усього сущого на Землі.
Проблема генетичного коду - це
ключова проблема. У кінці 50-х - початку 60-х років вона приковувала до себе
увагу, збуджувала активність умів, спонукала віру у велич і мудрість загадок
науки <#"868450.files/image001.gif">
Рис. 1.1. Будова ланцюгів РНК і ДНК
Для синтезу білків в природі
використовуються 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або декількома
ланцюжками амінокислот у певній послідовності. Ця послідовність називається
первинною структурою білку, що також у значній мірі визначає всю будову білку,
а отже і його біологічні <#"868450.files/image002.gif">
Рис. 2.1. Схема послідовних етапів експеримента
Точність реплікації забезпечується
компліментарною взаємодією азотистих основ матричного ланцюга і ланцюга, що будується.
Крім цього, весь процес контролюється ДНК-полімеразою, що самокорегує та усуває
помилки синтезу [3] .
РОЗДІЛ 3. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
Кишкову паличку вирощували при 36 ° С з аерацією
у глюкозо сольовій середі, що містила хлорид амонію як єдине джерело азоту.
Зростання кількості бактерій проходило за наступними показниками (Рис. 3.1) [4]
.
Значення по осі ординат дає фактичні титри
культур до часу додавання ізотопу 14N. Після цього, протягом періоду, коли
зразки вилучаються на градієнті щільності центрифугуванням, фактично титр
підтримували між 1 і 2 * 108 добавками свіжого середовища. Значення по осі
ординат потім були виправлені для зняття і доповнення. Протягом періоду вибірки
для градієнту щільності центрифугування, час генерації становить 0,81 години в
експерименті 1 і 0,85 години в експерименті 2(Рис. 3.1).
Бактерії рівномірно мічені 15N, готували шляхом
вирощування промитих клітини протягом 14 поколінь (до титру 2 * 108 мл) в
середовищі, що містить 100 мкг / мл 15NH4Cl, що складає 96,5 відсотка чистого
ізотопа [9,10] .
При подальшому зростанні бактерій, титр
підтримували між 1 і 2 *108 мл , за допомогою відповідних добавок свіжого
середовища, що містить рибози 14N. Зразки, що містять близько 4*109 бактерій
були виведені з культури як раз перед додаванням 14N і потім з інтервалом
протягом кількох поколінь. Кожен зразок негайно охолоджували і центрифугували
на холоді протягом 5 хвилин при 1800 обертах. Після ресуспендування в 0,40 мл
холодного розчину NaCl в етилендиамінтетраоцтовий ацетат, при рН 6, клітини
зруйнувалися з додаванням 0,10 мл 15% додецилсульфата натрію і зберігались на
холоді.
Кожен знімок був зроблений після 20 годин
центрифугуванням при 44770 обертів на хвилину, в умовах, описаних вище. Райони
з рівною щільністю займають однакову вертикальну позицію на кожній фотографії.
Час вибірки вимірюється з моменту додавання 14N в одиницях часу генерації. Часи
поколінь для експериментів 1 і 2 оцінювалися за вимірюванням росту бактерій
представленому на рис. 3. 1. Ручка мікроденситометру зміщена вище
базової лінії та прямо пропорційна концентрації
ДНК. Ступінь маркування виду ДНК відповідає відносній позиції її смуги між
зонами мічених і немічених ДНК, показаних в нижній рамі, яка служить в якості
еталону щільності. Випробування дійшли висновку, що ДНК у смузі проміжної
щільності лише половина мічених відображається у кадрі, що показує суміш
поколінь 0 і 1,9. При врахуванні відносних кількостей ДНК у трьох вершин, пік
проміжної щільності виявляється по центру на 50 ± 2 (відсотків від відстані між
14N та 15N) [9,10] .
Для щільності центрифугуванням в градієнті,
0,010 мл додецилсульфату додали в 0,70 мл буферний розчин CsCl при pH 8,5 з
0,01 мл гідроксиметилу. Густина отриманого розчину була 1,71 г/см3. Суміш
центрифугували при 44770 обертів/хвилину при температурі 250С, на протязі 20
годин. Було досягнуто осадження. Смуги ДНК були знайдені в рйоні щільності 1,71
г/см3, добре ізольовані від усіх інших макромолекулярних компонентів
бактеріального лізату. Фотографії ультрафіолетової абсорбції прийняті в ході
кожного центрифугування, були відскановані записи з мікроденситрометру.
Щільність молекули ДНК залежить від частки 15N, яку вона містить. Градієнт
щільності є постійним в області між міченими і неміченими смугами ДНК. Отже,
ступінь маркування з частково мічених видів ДНК може бути визначений з його
положення між смугою міченої і групи немічених ДНК. Ступінь мічення оцінюється
приблизно в 2% [9,10] .
ВИСНОВКИ
У результаті виконаної курсової роботи було
зроблено наступні висновки :
1. Визначено, що генетичному коду
притаманні такі характеристики: триплетність (кожна амінокислота кодується
послідовністю із трьох нуклеотидів - триплетом або кодоном), специфічність
(один кодон відповідає лише одній амінокислот), виродженість (одна амінокислота
може бути закодована кількома триплетами), колінеарність (лінійна послідовність
амінокислот у білку і послідовність кодонів у нуклеїновій кислоті, яка визначає
синтез даного білка, збігаються), односпрямованість (зчитування інформації в
процесі <http://ua-referat.com/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81>
транскрипції і трансляції відбувається лише в одному напрямку),
неперекриваємість (останній нуклеотид попереднього кодону не належить
наступному триплету), безперервність (між триплетними "словами"
відсутні "розділові знаки"), універсальність (в усіх організмах одні
й ті самі амінокислоти кодуються одними й тими самими нуклеотидами).
. Вивчено, що ДНК вперше була
відкрита Іоганном Фрідріхом Мішером у 1869 р. Поступово було доведено, що саме
ДНК, а не білки, як вважалося раніше, є носієм генетичної інформації. Одними з
перших вирішальних доказів стали експерименти О. Евері, Коліна Мак-Леода і
Маклін Мак-Карті (1944 рік) з трансформації бактерій. У 1953 р Дж. Уотсон і Ф.
Крік, спираючись на відомі дані про структуру мономерних залишків нуклеїнових
кислот і відкрите Е.Чарграфом правило згідно з яким у будь ДНК кількість
аденіну дорівнює кількості тиміну, а кількість гуаніну-кількості цитозину,
розшифрували рентгенограми псевдокристалічної форми ДНК.
. Встановлено, що молекула ДНК
ділиться порівну між двох субодиниць, які залишаються недоторканими протягом
багатьох поколінь. Доведено, що кожна дочірня подвійна спіраль ДНК складається
з одного старого (матричного) ланцюга і з одного, знову синтезованого ланцюга.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1.
The Genetic Code. Cold Spring Harbor Symp. Quant.
Biol. Cold Spring Harbor; N. Y. 1966.31.
2.
Електронний ресурс: http://files.school-collection.edu.ru/
.
Електронний ресурс: http://subject.com.ua/biology/medical/34.html
4.
Phyllis Pease, J. Gen. Microbiol., 1957
5.
Електронний ресурс: http://drogobych.info/k/1/106.html
.
Фриленд С., Херст Л. Закодированная эволюция // В мире науки.-№7.-2004.
.
Гиббс У. Синтетическая жизнь // В мире науки.-№ 8.-2004.
.
Електронний ресурс: http://ua-referat.com
9.
P. D. Lawley, Biochim. et Biophys. Acta, 1956.
.
Електронний ресурс: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/