1 2

Связь нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белков. Причина возникновения генетических аномалий в связи с нарушением структуры ДНК

Начиная с клеточной оболочки и заканчивая всеми составляющими клетки - все построено с участием молекул белка. Жизнь в клетке без белка просто невозможна, как и невозможен синтез белков без нуклеиновых кислот.

Белок относится к органическим веществам и состоит из полимерных молекул, мономеры которых - аминокислоты. Аминокислоты соединяются друг с другом, выстраиваясь в цепь аминокислот - первичную структуру молекулы белка. Последовательность соединения аминокислот и задает уникальность белка, его назначение.

Такие нити аминокислот закручиваются в спираль, витки которой прочно удерживаются водородными связями. Так представляется собой вторичная структура молекулы белка. Спираль закручивается еще плотнее, образуя третичную структуру, а затем еще и еще, пока не получается комок, называемый глобулой. Именно так представлен белок в клетке.

Чтобы синтезировать такой белок в клетке и необходимы ДНК и РНК. ДНК несет в себе всю генетическую информацию, а значит, в зависимости от заложенных в ней данных и будет строиться тот или иной белок (особая очередность аминокислот). РНК ведет роль посредника между ДНК и синтезируемым белком. Рассмотрим, как это происходит. Для этого познакомимся со строением нуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота. Ее молекулы представляют собой полимерные цепочки из нуклеотидов (нуклеотид в свою очередь состоит из моносахарида дезоксирибозы, азотистого основания и одного из трех остатков фосфорной кислоты. Азотистые основания у молекула ДНК: аденин, гуанин, цитозин, тимин). Последовательность нуклеотидов в цепи молекулы всегда неповторима для организмов. Молекула ДНК состоит из скрученных в спираль двух полинуклеотидных цепочек. Скреплены между собой эти цепи с помощью обращенных внутрь спирали азотистых оснований. Причем соединены они избирательно в пары (комплиментарно): аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

Рибонуклеиновая кислота. Молекула РНК похожи на молекулы ДНК, но имеют всего одну цепь, а не две. А место тимина заменяет урацил. И, соответственно, вместо дезоксирибозы - рибоза. РНК несут разные смысловые задачи в процессе синтеза белка, потому их разделяют на типы. Информационные РНК (иРНК) считывают информацию с ДНК, выстраиваясь в цепь, комплиментарную одной из цепей ДНК (точнее ее фрагменту). Тем самым создавая абсолютную копию информации о первичной структуре белка. Затем она выходит из ядра в цитоплазму, вступая в контакт с рибосомами. Транспортные РНК (тРНК) служат переносчиками аминокислот к месту синтеза белка (к рибосомам). Рибосомные РНК (рРНК) - составляющие рибосом, в которых и происходит синтез белка. Рибосомы считывают информацию с иРНК и с помощью поставляемых тРНК аминокислот выстраивают из них необходимую последовательность. Молекулы РНК служат для копирования наследственной информации, заключенной в молекулах ДНК, передачи ее и использования в процессе синтеза белка. Таким образом прослеживается прямая взаимосвязь нуклеиновых кислот и белков.

Изучив зависимость ДНК и белков, можно объяснить причину, по которой нарушение в структуре ДНК вызывает тяжелые наследственные аномалии. Любая мутация гена ведет к изменению структуры белка и его вырабатываемого количества. Получается, что при нарушении в структуре ДНК белок может перестать вырабатываться, может вырабатываться в избыточном или недостаточном количестве, а может изменить свои свойства. Поскольку основную массу органических веществ в клетке составляют именно белки (50-70%), то "пораженными" могут оказаться любые структуры клетки, оболочка, все, что построено с участием белков. Клетка - биосистема. Нарушение или изменение функций одной части неминуемо ведет за собой перемены во всей биосистеме. Так же как и клетка, формирует ткани, ткани - органы, органы - системы органов, все вместе - организм, нарушение в структуре ДНК может проявиться как в незначительном масштабе, так и на всем организме в целом.

Благодаря анализам ДНК и РНК учёные выяснили, что отклонения могут сказываться и при особых условиях (внешней среды, состояния организма на данный момент и т.п.), а могут иметь и постоянное проявление. Сбои в обмене веществ, биосинтезе, работе органа или системы органов, в жизнедеятельности клеток, в работе конечностей. Наследуются эти аномалии в соответствии со вторым законом Г. Менделя и делятся по типу наследования: аутосомно-доминантные, аутосомно-рецессивные, а так же сцепленные с полом (Х- или Y-хромосомами). Изменение наследственного материала может быть вызвано разными обстоятельствами, например, при кроссинговере во время мейоза, при оплодотворении или же из-за мутации. Наиболее яркими примерами наследственных болезней являются дальтонизм, гемофилия, альбинизм, болезнь Дауна.

Анализы ДНК

Чтобы разобраться в тонкостях молекул ДНК и РНК нужно не только иметь необходимое лабораторное оборудование, но и штат из профессиональных сотрудников. Наши специалисты предлагают не только проведения ДНК экспертиз по установлению отцовства, но и другие анализы ДНК для установления родства.
 

Услуги

Статьи



заказать звонок

(812) 458-45-37

(812) 928-78-64

Видео о нас