Նուկլեինաթթուները և դրանց բաղադրությունը. Նուկլեինաթթուների քիմիական հատկությունները

ՆՈՒԿԼԵԻԿ ԹԹՈՒՆԵՐ
բիոպոլիմերներ, որոնք բաղկացած են ֆոսֆորական թթվի, շաքարավազի և ազոտային հիմքերի մնացորդներից (պուրիններ և պիրիմիդիններ): Դրանք հիմնարար կենսաբանական նշանակություն ունեն, քանի որ կոդավորված ձևով պարունակում են ցանկացած կենդանի օրգանիզմի ողջ գենետիկական տեղեկատվությունը` մարդկանցից մինչև բակտերիաներ և վիրուսներ, որոնք փոխանցվում են մի սերունդից մյուսին: Նուկլեինաթթուներն առաջին անգամ մեկուսացվել են մարդու թարախային բջիջներից և սաղմոնի սերմից շվեյցարացի բժիշկ և կենսաքիմիկոս Ֆ. Միշերի կողմից 1869-1871 թվականներին: Հետագայում պարզվել է, որ կան երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ՝ ռիբոնուկլեին (ՌՆԹ) և դեզօքսիռիբոնուկլեին (ԴՆԹ): բայց նրանց գործառույթները երկար ժամանակ անհայտ մնացին։ 1928 թվականին անգլիացի մանրէաբան Ֆ. Գրիֆիթը հայտնաբերեց, որ սպանված ախտածին պնևմակոկները կարող են փոխել կենդանի ոչ ախտածին պնևմոկոկի գենետիկական հատկությունները՝ վերջիններս վերածելով ախտածինների։ 1945 թվականին Նյու Յորքի Ռոքֆելլերի ինստիտուտի միկրոկենսաբան Օ. Էյվերին կարևոր բացահայտում արեց. նա ցույց տվեց, որ գենետիկ փոխակերպման ունակությունը պայմանավորված է ԴՆԹ-ի մի բջիջից մյուսը տեղափոխմամբ, և, հետևաբար, գենետիկ նյութը ԴՆԹ է: 1940-1950 թվականներին Ջ. Բիդլը և Է. Թաթումը Սթենֆորդի համալսարանից (Կալիֆորնիա) հայտնաբերեցին, որ սպիտակուցների, մասնավորապես՝ ֆերմենտների սինթեզը վերահսկվում է հատուկ գեներով: 1942 թվականին Տ. Կասպերսոնը Շվեդիայում և Ջ. Բրաշետը Բելգիայում հայտնաբերեցին, որ սպիտակուցներ ակտիվորեն սինթեզող բջիջներում կան հատկապես շատ նուկլեինաթթուներ: Այս բոլոր տվյալները հուշում էին, որ գենետիկական նյութը նուկլեինաթթու է, և որ այն ինչ-որ կերպ մասնակցում է սպիտակուցների սինթեզին։ Այնուամենայնիվ, այն ժամանակ շատերը կարծում էին, որ նուկլեինաթթվի մոլեկուլները, չնայած իրենց մեծ երկարությանը, ունեին չափազանց պարզ պարբերաբար կրկնվող կառուցվածք՝ բավարար տեղեկատվություն կրելու և որպես գենետիկ նյութ ծառայելու համար: Սակայն 1940-ականների վերջին Է. Չարգաֆը ԱՄՆ-ում և Ջ. Ուայաթը Կանադայում, օգտագործելով թղթի վրա բաժանման քրոմատագրության մեթոդը, ցույց տվեցին, որ ԴՆԹ-ի կառուցվածքն այնքան էլ պարզ չէ, և այս մոլեկուլը կարող է ծառայել որպես գենետիկական կրող: տեղեկատվություն։

ԴՆԹ-ի կառուցվածքը ստեղծվել է 1953 թվականին Մ. Ուիլկինսի, Ջ. Ուոթսոնի և Ֆ. Քրիքի կողմից Անգլիայում։ Այս հիմնարար հայտնագործությունը թույլ տվեց հասկանալ, թե ինչպես է տեղի ունենում նուկլեինաթթուների կրկնապատկում (կրկնապատկում): Դրանից կարճ ժամանակ անց ամերիկացի հետազոտողներ Ա. Դաունսը և Ջ. ԱՄՆ, Հ.Ղուրանը Հնդկաստանում. Այս բոլոր հայտնագործությունները՝ հարյուրամյա նուկլեինաթթուների ուսումնասիրության արդյունքը, իսկական հեղափոխություն են կատարել կենսաբանության մեջ։ Նրանք հնարավորություն տվեցին կյանքի ֆենոմենը բացատրել ատոմների և մոլեկուլների փոխազդեցության տեսանկյունից։
Տեսակներ և բաշխում.Ինչպես ասացինք, կան երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ։ ԴՆԹ-ն առկա է բոլոր բուսական և կենդանական բջիջների միջուկներում, որտեղ այն կոմպլեքսավորված է սպիտակուցներով և հանդիսանում է քրոմոսոմների անբաժանելի մասը: Յուրաքանչյուր կոնկրետ տեսակի անհատների մոտ միջուկային ԴՆԹ-ի պարունակությունը սովորաբար նույնն է բոլոր բջիջներում, բացառությամբ գամետների (ձու և սպերմատոզոիդներ), որտեղ ԴՆԹ-ն կիսով չափ է: Այսպիսով, բջջային ԴՆԹ-ի քանակությունը հատուկ է տեսակներին: ԴՆԹ-ն հայտնաբերվել է նաև միջուկից դուրս՝ միտոքոնդրիայում (բջիջների «էներգետիկ կայաններ») և քլորոպլաստներում (մասնիկներ, որտեղ ֆոտոսինթեզը տեղի է ունենում բույսերի բջիջներում)։ Այս ենթաբջջային մասնիկներն ունեն որոշակի գենետիկական ինքնավարություն: Բակտերիաները և ցիանոբակտերիաները (կապույտ-կանաչ ջրիմուռները) քրոմոսոմների փոխարեն պարունակում են մեկ կամ երկու մեծ ԴՆԹ մոլեկուլներ, որոնք կապված են փոքր քանակությամբ սպիտակուցի հետ, և հաճախ ավելի փոքր ԴՆԹ մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են պլազմիդներ: Պլազմիդները կրում են օգտակար գենետիկական տեղեկատվություն, ինչպիսիք են հակաբիոտիկների նկատմամբ կայունության գեները, բայց դրանք էական չեն բջջի կյանքի համար: ՌՆԹ-ի որոշակի քանակություն առկա է բջջի միջուկում, մինչդեռ դրա հիմնական մասը գտնվում է ցիտոպլազմայում՝ բջջի հեղուկ պարունակության մեջ: Դրա մեծ մասը կազմում է ռիբոսոմային ՌՆԹ (rRNA): Ռիբոսոմները ամենափոքր մարմիններն են, որոնց վրա տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ։ ՌՆԹ-ի փոքր քանակությունը ներկայացված է տրանսֆերային ՌՆԹ-ով (tRNA), որը նույնպես մասնակցում է սպիտակուցի սինթեզին։ Այնուամենայնիվ, ՌՆԹ-ի այս երկու դասերն էլ տեղեկատվություն չեն կրում սպիտակուցների կառուցվածքի մասին. այդպիսի տեղեկատվությունը պարունակվում է մատրիցայում կամ տեղեկատվական ՌՆԹ-ում (mRNA), որը կազմում է ընդհանուր բջջային ՌՆԹ-ի միայն մի փոքր մասը: Վիրուսների գենետիկական նյութը կա՛մ ԴՆԹ է, կա՛մ ՌՆԹ, բայց երբեք երկուսը միաժամանակ։
ԸՆԴՀԱՆՈՒՐ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ
Նուկլեինաթթվի մոլեկուլները պարունակում են բազմաթիվ բացասաբար լիցքավորված ֆոսֆատ խմբեր և կազմում են մետաղական իոնների հետ բարդույթներ. նրանց կալիումի և նատրիումի աղերը շատ լուծելի են ջրում: Նուկլեինաթթուների խտացված լուծույթները շատ մածուցիկ են և թեթևակի բաց գույնի, մինչդեռ պինդ վիճակում այդ նյութերը սպիտակ են։ Նուկլեինաթթուները խիստ կլանում են ուլտրամանուշակագույն լույսը, և այս հատկությունն ընկած է դրանց կոնցենտրացիայի որոշման հիմքում: Նույն հատկության հետ է կապված նաև ուլտրամանուշակագույն լույսի մուտագեն ազդեցությունը։ Երկար ԴՆԹ-ի մոլեկուլները փխրուն են և հեշտությամբ կոտրվում են, օրինակ, երբ լուծույթը ներարկիչի միջով անցնում է: Ուստի բարձր մոլեկուլային ԴՆԹ-ի հետ աշխատանքը հատուկ խնամք է պահանջում։
Քիմիական կառուցվածք.Նուկլեինաթթուները չորս կրկնվող միավորների երկար շղթաներ են (նուկլեոտիդներ): Նրանց կառուցվածքը կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

F նշանը նշանակում է ֆոսֆատային խումբ։ Շաքարի և ֆոսֆորական թթվի փոփոխվող մնացորդները կազմում են մոլեկուլի շաքար-ֆոսֆատ ողնաշարը, որը նույնն է բոլոր ԴՆԹ-ի համար, և դրանց մեծ բազմազանությունը պայմանավորված է նրանով, որ չորս ազոտային հիմքերը կարող են տեղակայվել շղթայի երկայնքով շատ տարբեր հաջորդականությամբ: Նուկլեինաթթուների շաքարը պենտոզա է; ածխածնի հինգ ատոմներից չորսը թթվածնի մեկ ատոմի հետ միասին կազմում են օղակ։ Պենտոզայի ածխածնի ատոմները համարակալված են 1"-ից մինչև 5": ՌՆԹ-ում շաքարը ներկայացված է ռիբոզով, իսկ ԴՆԹ-ում այն ​​դեզօքսիրիբոզ է, որը պարունակում է մեկ թթվածնի ատոմ պակաս։ Նկարում ներկայացված են ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի պոլինուկլեոտիդային շղթաների բեկորները:

Հակառակ շղթաների հիմքերը միացնող ջրածնային կապերը դասակարգվում են որպես թույլ, սակայն ԴՆԹ-ի մոլեկուլում դրանց առատության պատճառով ամուր կայունացնում են նրա կառուցվածքը։ Այնուամենայնիվ, եթե ԴՆԹ լուծույթը տաքացվում է մինչև մոտ 60 ° C, այդ կապերը կոտրվում են և շղթաները տարբերվում են. տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի դենատուրացիա (հալում): ԴՆԹ-ի երկու շղթաներն էլ պարուրաձև ոլորված են երևակայական առանցքի շուրջ, ասես դրանք փաթաթված լինեն մխոցի վրա։ Այս կառուցվածքը կոչվում է կրկնակի պարույր: Պարույրի յուրաքանչյուր պտույտի համար կա տասը հիմքի զույգ:

ԿՐԿՆԱԿԻ ՍՊԻՐԱԼ ԴՆԹ. ԴՆԹ-ն իր կառուցվածքով պարուրաձև սանդուղք է հիշեցնում։ Դրա կողային պատերը կազմված են շաքարի և ֆոսֆատ խմբերի փոփոխվող մնացորդներից. Շաքարի յուրաքանչյուր մնացորդ մի կողային պատի մեջ միացված է մյուս կողմում գտնվող իր գործընկերոջը «խաչաձողի» օգնությամբ, որը բաղկացած է պուրինից (ադենին կամ գուանին) և պիրիմիդինից (ցիտոսին կամ թիմին), մինչդեռ ադենինը միանում է միայն թիմինին, իսկ գուանինը ցիտոզին.

A «T» և «G» C-ի համապատասխանությունը կոչվում է փոխլրացման կանոն, իսկ շղթաներն իրենք՝ փոխլրացնող։ Ըստ այս կանոնի՝ ԴՆԹ-ում ադենինի պարունակությունը միշտ հավասար է թիմինի, իսկ գուանինի քանակը՝ ցիտոզինի քանակին։ Հարկ է նշել, որ ԴՆԹ-ի երկու շղթաները, որոնք քիմիապես տարբերվում են, կրում են նույն ինֆորմացիան, քանի որ փոխլրացման շնորհիվ մի շարանը յուրովի է սահմանում մյուսին։ ՌՆԹ-ի կառուցվածքն ավելի քիչ դասավորված է։ Այն սովորաբար միաշղթա մոլեկուլ է, չնայած որոշ վիրուսների ՌՆԹ-ն բաղկացած է երկու շղթայից։ Բայց նույնիսկ այդպիսի ՌՆԹ-ն ավելի ճկուն է, քան ԴՆԹ-ն։ ՌՆԹ-ի մոլեկուլի որոշ հատվածներ փոխլրացնող են և, երբ շղթան թեքվում է, զույգվում են՝ առաջացնելով երկշղթա կառուցվածքներ (մազակալներ): Առաջին հերթին դա վերաբերում է տրանսֆերային ՌՆԹ-ներին (tRNAs): tRNA-ի որոշ հիմքեր ենթարկվում են փոփոխության մոլեկուլի սինթեզից հետո։ Օրինակ, երբեմն դրանց վրա կցվում են մեթիլ խմբեր։
ՆՈՒԿԼԵԻԿ ԹԹՎՆԵՐԻ ՖՈՒՆԿՑԻԱ
Նուկլեինաթթուների հիմնական գործառույթներից մեկը սպիտակուցի սինթեզի որոշումն է։ ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային հաջորդականության մեջ կոդավորված սպիտակուցների կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը պետք է փոխանցվի մի սերնդից մյուսին, և, հետևաբար, դրա անսխալ պատճենումն անհրաժեշտ է, այսինքն. ԴՆԹ-ի ճիշտ նույն մոլեկուլի սինթեզ (կրկնօրինակում):
Կրկնօրինակում և արտագրում:Քիմիական տեսանկյունից նուկլեինաթթվի սինթեզը պոլիմերացում է, այսինքն. շինարարական բլոկների հաջորդական միացում: Այդպիսի բլոկներ են նուկլեոզիդ տրիֆոսֆատները. Ռեակցիան կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

Սինթեզի համար անհրաժեշտ էներգիան ազատվում է, երբ պիրոֆոսֆատը կտրվում է, և հատուկ ֆերմենտները՝ ԴՆԹ պոլիմերազները, կատալիզացնում են ռեակցիան։ Նման սինթետիկ գործընթացի արդյունքում մենք կստանայինք պատահական հիմքերի հաջորդականությամբ պոլիմեր։ Այնուամենայնիվ, պոլիմերազների մեծ մասն աշխատում է միայն նախկինում գոյություն ունեցող նուկլեինաթթվի ձևանմուշի առկայության դեպքում, որը թելադրում է, թե որ նուկլեոտիդը կցվի շղթայի ծայրին: Այս նուկլեոտիդը պետք է լրացնող լինի համապատասխան կաղապարային նուկլեոտիդին, որպեսզի նոր շարանը լրացնի բնօրինակին։ Այնուհետև օգտագործելով լրացուցիչ շղթան որպես մատրիցա, մենք կստանանք բնօրինակի ճշգրիտ պատճենը: ԴՆԹ-ն բաղկացած է երկու փոխլրացնող շղթաներից։ Վերարտադրման ընթացքում դրանք տարբերվում են, և նրանցից յուրաքանչյուրը ծառայում է որպես նոր շղթայի սինթեզի ձևանմուշ.

Սա ձևավորում է երկու նոր կրկնակի պարույրներ՝ նույն հիմքի հաջորդականությամբ, ինչ սկզբնական ԴՆԹ-ն: Երբեմն կրկնօրինակման գործընթացը «ձախողվում է» և տեղի են ունենում մուտացիաներ (տես նաև ԺԱՌԱՆԳԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆԸ)։ ԴՆԹ-ի տրանսկրիպցիայի արդյունքում ձևավորվում են բջջային ՌՆԹ-ներ (mRNA, rRNA և tRNA).

Դրանք լրացնում են ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկին և հանդիսանում են մյուս շղթայի պատճենը, միայն թե ուրացիլը զբաղեցնում է թիմինի տեղը։ Այս կերպ կարելի է ստանալ ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկի ՌՆԹ-ի բազմաթիվ պատճեններ։ Նորմալ բջիջում ինֆորմացիան փոխանցվում է միայն ԴՆԹ -> ԴՆԹ և ԴՆԹ -> ՌՆԹ ուղղությամբ։ Սակայն վիրուսով վարակված բջիջներում հնարավոր են նաև այլ գործընթացներ՝ ՌՆԹ -> ՌՆԹ և ՌՆԹ -> ԴՆԹ: Շատ վիրուսների գենետիկական նյութը ներկայացված է ՌՆԹ մոլեկուլով, սովորաբար միաշղթա: Ներթափանցելով ընդունող բջիջ՝ այս ՌՆԹ-ն կրկնօրինակվում է՝ ձևավորելով լրացուցիչ մոլեկուլ, որի վրա, իր հերթին, սինթեզվում են բնօրինակ վիրուսային ՌՆԹ-ի բազմաթիվ պատճեններ.

Վիրուսային ՌՆԹ-ն կարող է արտագրվել ֆերմենտի՝ ​​հակադարձ տրանսկրիպտազի միջոցով, ԴՆԹ-ի, որը երբեմն ներառվում է հյուրընկալող բջջի քրոմոսոմային ԴՆԹ-ում: Այժմ այս ԴՆԹ-ն կրում է վիրուսային գեներ, և տրանսկրիպցիայից հետո բջիջում կարող է հայտնվել վիրուսային ՌՆԹ: Այսպիսով, երկար ժամանակ անց, որի ընթացքում բջիջում վիրուս չի հայտնաբերվել, այն նորից կհայտնվի նրա մեջ՝ առանց կրկնակի վարակվելու։ Վիրուսները, որոնց գենետիկ նյութը ներառված է հյուրընկալող բջջի քրոմոսոմում, հաճախ քաղցկեղի պատճառ են հանդիսանում:
Նուկլեինաթթուների վերածումը սպիտակուցների:ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային հաջորդականության մեջ կոդավորված գենետիկական տեղեկատվությունը թարգմանվում է ոչ միայն ՌՆԹ նուկլեոտիդային հաջորդականության լեզվով, այլև ամինաթթուների՝ սպիտակուցների մոնոմերային միավորների լեզվով։ Սպիտակուցի մոլեկուլը ամինաթթուների շղթա է։ Յուրաքանչյուր ամինաթթու պարունակում է թթվային կարբոքսիլ խումբ -COOH և հիմնական ամին խումբ -NH2: Մի ամինաթթվի կարբոքսիլ խումբը կապվում է մյուսի ամինաթթվի հետ՝ առաջացնելով ամիդային կապ, և այդ գործընթացը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև ձևավորվի մինչև 1000 ամինաթթու պարունակող շղթա (տես նաև ՍՊԻՏԱԿՆԵՐ)։ Սպիտակուցներում կան 20 տարբեր ամինաթթուներ, որոնց հաջորդականությունը որոշում է դրանց բնույթն ու գործառույթները։ Այս հաջորդականությունը որոշվում է համապատասխան գենի նուկլեոտիդային հաջորդականությամբ՝ այս սպիտակուցը կոդավորող ԴՆԹ-ի հատվածով: Այնուամենայնիվ, ԴՆԹ-ն ինքնին սպիտակուցի սինթեզի ձևանմուշ չէ: Նախ, այն տառադարձվում է միջուկում՝ սուրհանդակ ՌՆԹ-ի (mRNA) ձևավորմամբ, որը ցրվում է ցիտոպլազմայի մեջ, և դրա վրա, ինչպես մատրիցայի վրա, սինթեզվում է սպիտակուցը։ Գործընթացն արագանում է այն պատճառով, որ բազմաթիվ սպիտակուցային մոլեկուլներ կարող են միաժամանակ սինթեզվել յուրաքանչյուր mRNA մոլեկուլի վրա: Նուկլեինաթթուների կրկնօրինակումն իրականացվում է սկզբնական և դուստր շղթաների փոխլրացնող հիմքերի միջև ջրածնային կապերի ձևավորման շնորհիվ: Ամինաթթուները հիմքերի հետ ջրածնային կապեր չեն ստեղծում, ուստի կաղապարի ուղղակի պատճենումը հնարավոր չէ։ Նրանք մատրիցի հետ փոխազդում են անուղղակիորեն՝ «ադապտեր» նուկլեինաթթուների միջոցով՝ փոխանցման ՌՆԹ-ի փոքր մոլեկուլներ (tRNA), որոնք բաղկացած են մոտավորապես 80 հիմքերից և ունակ են կապվելու mRNA-ի հետ։ Յուրաքանչյուր tRNA պարունակում է հատուկ եռահիմք հաջորդականություն՝ հակակոդոն, որը լրացնում է mRNA-ում եռահիմք խմբի՝ կոդոնին: Հակակոդոնները փոխազդում են կոդոնների հետ՝ ըստ փոխլրացման կանոնի, մոտավորապես այնպես, ինչպես փոխազդում են ԴՆԹ-ի երկու շղթաները։ Այսպիսով, mRNA-ում բազային հաջորդականությունը որոշում է ամինաթթուներ կրող tRNA-ների կցման կարգը։ Սխեմատիկորեն, տեղեկատվության փոխանցումը ԴՆԹ-ից սպիտակուցին կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ.

ԴՆԹ-ի բազային հաջորդականությունը որոշում է սպիտակուցի ամինաթթուների հաջորդականությունը, քանի որ յուրաքանչյուր ամինաթթու հատուկ ֆերմենտով կցվում է միայն որոշակի tRNA-ներին, իսկ դրանք, իրենց հերթին, միայն որոշ կոդոնների mRNA-ին: tRNA-ամինաթթուների համալիրները հերթով կապվում են մատրիցին: Սպիտակուցի սինթեզի հիմնական փուլերը թվարկված են ստորև (տես նաև նկարը):

Collier հանրագիտարան. - Բաց հասարակություն. 2000 .

Տեսեք, թե ինչ են «Նուկլեինաթթուները» այլ բառարաններում.

Վայրի բնության մեջ համընդհանուր տարածում ունեցող պոլինուկլեոտիդներ, ֆոսֆոր պարունակող կենսապոլիմերներ։ Առաջին անգամ հայտնաբերվել է Ֆ.Միշերի կողմից 1868 թվականին միջուկային նյութերով հարուստ բջիջներում (լեյկոցիտներ, սաղմոնի սպերմատոզոիդներ)։ Տերմինը «Ն. դեպի»։ առաջարկվել է 1889 թ. Կենսաբանական հանրագիտարանային բառարան

- (պոլինուկլեոտիդներ), բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող օրգանական միացություններ, որոնք առաջանում են նուկլեոտիդների մնացորդներից։ Կախված նրանից, թե որ ածխաջրը մտնում է նուկլեինաթթվի դեզօքսիռիբոզի կամ ռիբոզայի մեջ, առանձնանում են դեզօքսիռիբոնուկլեին (ԴՆԹ) և ... Ժամանակակից հանրագիտարան

Ապացույցներ ԴՆԹ-ի գենետիկ դերի մասին

«Նուկլեինաթթուներ» անվանումը գալիս է լատիներեն «nucleus» բառից, այսինքն. միջուկը. Դրանք առաջին անգամ հայտնաբերվել են 1868 թվականին Ի.Ֆ. Միշերը լեյկոցիտների միջուկներում:

1940-ականների և 1950-ականների փորձերը համոզիչ կերպով ապացուցեցին, որ նուկլեինաթթուներն են (և ոչ թե սպիտակուցները, ինչպես ենթադրում էին շատերը), որոնք ժառանգական տեղեկատվության կրողներն են բոլոր օրգանիզմներում: Այս փորձերը բացահայտեցին երեւույթների կենսաբանական բնույթը փոխակերպում և փոխակերպում, միկրոօրգանիզմների մակարդակում՝ օրգանիզմների ու բջիջների փոխազդեցության մեխանիզմները։

Փոխակերպում(լատիներեն փոխակերպումից - փոխակերպում, փոփոխություն) - բակտերիալ բջջի ժառանգական հատկությունների փոփոխություն դրա մեջ օտար ԴՆԹ-ի ներթափանցման արդյունքում: Առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1928 թվականին Ֆ. Գրիֆիթսի կողմից։ Գրիֆիթսը պարզել է, որ երբ մկներին միաժամանակ ներարկվել են պնևմոկոկի երկու շտամներ (R-շտամ, ոչ վիրուսային և S-շտամ, վարակիչ, բայց սպանվել է տաքացման միջոցով), մի քանի օր հետո նրանք սատկել են, և վիրուսային S-շտամով պնևմոկոկներ են հայտնաբերվել: նրանց արյունը (նկ. 7.1 .):

ՍԱ. Էյվերին և նրա գործընկերները (1944) հաստատեցին, որ ԴՆԹ-ի մոլեկուլներն այն գործոնն են, որը փոխակերպում է ոչ պաթոգեն բակտերիաները պաթոգենների:

Փոխակերպման հայտնաբերմամբ և ուսումնասիրությամբ պարզ դարձավ, որ ԴՆԹ-ն ժառանգական տեղեկատվության նյութական կրողն է։ Տրանսֆորմացիան հնարավոր է նաև բարձրակարգ օրգանիզմների բջիջներում։

փոխակերպում (լատիներեն transductio - շարժում) - ԴՆԹ-ի բեկորների տեղափոխում մի բակտերիալ բջիջից մյուսը բակտերիոֆագի միջոցով, ինչը հանգեցնում է բջջի ժառանգական հատկությունների փոփոխության: ԴՆԹ-ի վերարտադրության գործընթացում ներմուծված տեղեկատվությունը փոխանցվում է բակտերիաների մի շարք բջջային սերունդների միջոցով:

Փոխակերպման ֆենոմենը ԴՆԹ-ի գենետիկ դերի հաստատումն է, ինչպես նաև օգտագործվում է քրոմոսոմների կառուցվածքի, գեների կառուցվածքի ուսումնասիրության համար և հանդիսանում է գենետիկական ինժեներիայի մեթոդներից մեկը։

Նկ.7. Նկ. 1. Գրիֆիթի փորձի սխեմատիկ ներկայացում. ա - մուկ, որին ներդրվել է S-pneumococcus-ի պաթոգեն ինկապսուլացված շտամի մշակույթ, մահանում է; բ – մուկը, որին ներմուծվել է ոչ ախտածին, ոչ պարկուճավորված R-մուտանտի մշակույթ, չի սատկում. (գ) մուկը, ում ներարկվել է ջերմությունից սպանված S- շտամային մշակույթ, չի սատկում. d-մկնիկը, որը ներարկվել է R-մուտանտի կենդանի մշակույթի խառնուրդով և S-շտամի ջերմությամբ սպանված մշակույթով, մահանում է:

Մեկ այլ ապացույց H. Frenkel-Konrath-ի (1950) փորձերը ծխախոտի խճանկարային վիրուսի (TMV) հետ ցույց տվեցին, որ գենետիկ տեղեկատվության նյութական սուբստրատը նուկլեինաթթուներն են, և ոչ թե սպիտակուցները:

Հ. Ֆրենկել-Կոնրատի փորձերի սխեման

Այսպիսով, բակտերիաներում փոխակերպման և փոխակերպման գործոնների քիմիական բնույթի և վիրուսի և բջջի փոխազդեցության մեխանիզմների հայտնաբերմամբ ապացուցվեց նուկլեինաթթուների դերը ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման գործում:

Նուկլեինաթթուների կառուցվածքը

Նուկլեինաթթուները պոլիմերներ են, որոնց մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Նուկլեոտիդը ներառում է ազոտային հիմք, պենտոզա ածխաջրածին և ֆոսֆորաթթվի մնացորդ (նկ. 7.2.):

Նկ.7.2. Նուկլեոտիդի կառուցվածքը

Նուկլեոտիդների ազոտային հիմքերը բաժանվում են երկու տեսակի. պիրիմիդին(կազմված է մեկ 6 անդամանոց օղակից) և պուրին(կազմված է երկու միաձուլված 5 և 6 անդամանոց օղակներից): Բազային օղակների յուրաքանչյուր ածխածնի ատոմ ունի իր հատուկ թիվը, բայց հարվածի ինդեքսով (′): Նուկլեոտիդում ազոտային հիմքը միշտ կցված է պենտոզայի առաջին ածխաջրային ատոմին։

Հենց ազոտային հիմքերն են որոշում ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մոլեկուլների յուրահատուկ կառուցվածքը։ Նուկլեինաթթուներում առանձնանում են ազոտային հիմքերի 5 հիմնական տեսակ (պուրին - ադենին և գուանին, պիրիմիդին - թիմին, ցիտոզին, ուրացիլ) և ավելի քան 50 հազվագյուտ (ատիպիկ) հիմքեր։ Հիմնական ազոտային հիմքերը նշվում են սկզբնական տառերով A, G, T, C, W.Նուկլեոտիդները անվանվում են ըստ դրանց պարունակվող ազոտային հիմքերի (Աղյուսակ 7.1.):

Աղյուսակ 7.1. ՌՆԹ-ում և ԴՆԹ-ում ազոտային հիմքերի, նուկլեոզիդների և նուկլեոտիդների տեսակները

Գծային պոլինուկլեոտիդային շղթայի ձևավորումը տեղի է ունենում ձևավորման միջոցով ֆոսֆոդիստերային կապմի նուկլեոտիդի պենտոզներ մյուսի ֆոսֆատով: Պենտոզաֆոսֆատի ողնաշարը բաղկացած է (5'-3') կապերից: Շղթայի մի ծայրում տերմինալային նուկլեոտիդը միշտ ունի ազատ 5'-խումբ, մյուսում՝ 3'-խումբ:

Նկ.7.3. ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մոլեկուլների պոլիպեպտիդային շղթաների ձևավորում

Բնության մեջ կան երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ: Պրոկարիոտ և էուկարիոտ օրգանիզմներում նուկլեինաթթուների երկու տեսակներն էլ կատարում են գենետիկական գործառույթներ։ Վիրուսները միշտ պարունակում են միայն մեկ տեսակի նուկլեինաթթու:

ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի հիմնական տարբերությունները ներկայացված են Աղյուսակ 7.2-ում:

Աղյուսակ 7.2 Նուկլեինաթթուների բնութագրերը

ԴՆԹ

ազոտային հիմք:

ադենին, գուանին, տիմին , ցիտոզին

ածխաջրածին: դեզօքսիրիբոզ C 5 H 10 O 4

ֆոսֆորաթթվի մնացորդ

ՌՆԹ

ազոտային հիմք:

ադենին, գուանին, թիմին, ուրացիլ

ածխաջրեր: ռիբոզա C 5 H 10 O 5

ֆոսֆորաթթվի մնացորդ

Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ)

1951 թվականին Է.Չարգաֆը ձեւակերպել է ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդային կազմի կանոններ.

1. Մարմնի տարբեր հյուսվածքների բջիջներն ունեն ԴՆԹ-ի նույն նուկլեոտիդային կազմը։

2. Նույն տեսակի օրգանիզմներն ունեն տարբեր նուկլեոտիդային կազմ։

3. ԴՆԹ-ի մոլեկուլում A=T և G=C, հերթով A+G = T+C: Օրգանիզմների յուրաքանչյուր տեսակի համար A + G / T + C հարաբերակցությունը հատուկ է (մարդկանց մոտ այս հարաբերակցությունը 1,52 է):

Այս կանոնները դարձել են ԴՆԹ-ի մակրոմոլեկուլային կառուցվածքի բացման բանալին:

ԴՆԹ-ի մոլեկուլի կառուցվածքն առաջին անգամ վերծանվել է Ջ. Ուոթսոնի և Ֆ. Քրիքի կողմից 1953 թվականին։ Նրանց մոդելի համաձայն՝ ԴՆԹ-ն բաղկացած է երկու պոլինուկլեոտիդային շղթայից՝ մեկը մյուսի նկատմամբ պարուրաձև ոլորված:

Այս շղթաների մոնոմերները նուկլեոտիդներ են։ Նուկլեոտիդները շղթայով միացված են՝ ձևավորելով ֆոսֆոդիստերային (կովալենտային) կապեր մի նուկլեոտիդի դեզօքսիռիբոզի և մյուս՝ հարևան նուկլեոտիդի ֆոսֆորաթթվի մնացորդի միջև (նկ. 7.4.)։

Երկու պոլինուկլեոտիդային շղթաներ միավորվում են ԴՆԹ մոլեկուլի մեջ՝ օգտագործելով ջրածնային կապեր տարբեր շղթաների նուկլեոտիդների ազոտային հիմքերի միջև։ Ազոտային հիմքերը միացված են փոխլրացման սկզբունքով։ (ադենինը միանում է թիմինին երկու ջրածնային կապերով, իսկ գուանինը ցիտոսինի հետ՝ երեքով)

Նկ.7.4. Կոմպլեմենտարության սկզբունքը

Կոմպլեմենտարության սկզբունքը կենդանի բնության հիմնարար օրենքներից է, որը որոշում է ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման մեխանիզմը։

Մեկ մոլեկուլի պոլինուկլեոտիդային շղթաները հակազուգահեռ են, այսինքն. Մի շղթայի 3' ծայրին հակառակ մյուս թելքի 5' ծայրն է:

Չնայած ԴՆԹ-ի մոլեկուլում կան միայն 4 տեսակի տարբեր նուկլեոտիդներ, դրանց տարբեր հաջորդականությունների և պոլիպեպտիդային շղթայում հսկայական քանակի շնորհիվ ձեռք է բերվում ԴՆԹ մոլեկուլների անհավատալի բազմազանություն:

ԴՆԹ-ի շղթայում նուկլեոտիդների հաջորդականության խախտումը հանգեցնում է մարդու օրգանիզմում ժառանգական փոփոխությունների՝ մուտացիաների։ ԴՆԹ-ն ճշգրիտ վերարտադրվում է բջիջների բաժանման ժամանակ, որն ապահովում է ժառանգական հատկանիշների և հատկությունների փոխանցումը մի շարք սերունդների և բջիջների մեջ։

ԴՆԹ-ի «կրկնակի պարուրակի» հայտնաբերումը կենսաբանության պատմության մեջ ամենաուշագրավ իրադարձություններից մեկն էր։ Միայն հինգ տարի անց ԴՆԹ մոդելի առաջին փորձարարական հաստատումը ստացվեց Մ.Մեսելսոնի և Ֆ.Սթալի աշխատություններում։ Այս բացահայտումներից հետո եկել է աննախադեպ առաջընթացի ժամանակը` հասկանալու բնության ամենամեծ գաղտնիքը` ժառանգական տեղեկատվության իրացումը: Սկսվել է մոլեկուլային կենսաբանության դարաշրջանը։

ԴՆԹ-ի տեսակների առանձնահատկությունը

Տարբեր տեսակների ներկայացուցիչներ տարբերվում են (A + T) և (G + C) հարաբերակցությամբ: Կենդանիների մոտ գերակշռում է A + T զույգը, միկրոօրգանիզմների մոտ (A + T) և (G + C) հարաբերակցությունը նույնն է։ Սա ԴՆԹ-ի տեսակների առանձնահատկությունն է: Այս ցուցանիշը օգտագործվում է որպես տեսակների որոշման գենետիկ չափանիշներից մեկը։

ԴՆԹ-ի կառուցվածքային մակարդակները

ԴՆԹ-ն բաժանվում է առաջնային, երկրորդային և երրորդական կառուցվածքների։

Առաջնային կառուցվածքպոլինուկլեոտիդային շղթայում նուկլեոտիդների հաջորդականությունն է։

երկրորդական կառուցվածքջրածնային կապերով միացված պոլինուկլեոտիդային շղթաների կրկնակի պարույր է։

Կան մի քանի տեսակի ԴՆԹ պարույրներ: Նորմալ ֆիզիոլոգիական պայմաններում առավել տարածված է աջակողմյան B-աձև պարույրը: Սա ստանդարտ Watson-Crick կառուցվածքն է: Պարույրի տրամագիծը 2 նմ, պարույրի քայլը՝ 3,4 նմ, պարույրի յուրաքանչյուր պտույտը պարունակում է 10 հիմք զույգ։

B-ձևի հետ մեկտեղ հայտնաբերվել են ԴՆԹ-ի հատվածներ, որոնք ունեն տարբեր կոնֆիգուրացիա՝ և՛ աջլիկ (A- և C- ձևեր) և՛ ձախլիկ (Z-ձև):

Ա-ձև - պարույրի ամբողջական պտույտը կազմում է 2,8-2,8 նմ, մեկ պտույտ ունի 11 զույգ ազոտային հիմքեր: ԴՆԹ-ն այս ձևով կրկնօրինակման ժամանակ գործում է որպես ձևանմուշ:

C-ձևն ունի 9 բազային զույգ պարույրի յուրաքանչյուր պտույտի համար: Z-աձևը ձախակողմյան պարույր է, որն ունի 12 բազային զույգ մեկ պտույտում: Z տառը ցույց է տալիս ԴՆԹ-ի շաքարաֆոսֆատային ողնաշարի զիգզագաձև ձևը։ Բջջում ԴՆԹ-ն սովորաբար B- ձևով է, բայց առանձին հատվածները կարող են լինել A-Z կամ նույնիսկ մեկ այլ կոնֆիգուրացիա՝ ԴՆԹ-ի գերոլորման պատճառով: ԴՆԹ-ի մոլեկուլների կոնֆորմացիան կախված է պայմաններից և հանդիսանում է գեների աշխատանքի վրա ազդեցության լծակներից մեկը։

Երրորդական կառուցվածք -Սա եռաչափԴՆԹ-ի գերկծիկը բնորոշ է էուկարիոտ քրոմոսոմներին և պայմանավորված է ԴՆԹ-ի միջուկային սպիտակուցների փոխազդեցությամբ: Պրոկարիոտների մեծ մասի, որոշ վիրուսների, ինչպես նաև միտոքոնդրիումներում և էուկարիոտային քլորոպլաստներում ԴՆԹ-ն կապված չէ սպիտակուցների հետ։

ԴՆԹ-ի հիմնական հատկությունները վերարտադրվելու և վերականգնելու կարողությունն են:

ԴՆԹ-ի վերարտադրություն

Replication (ինքնարտադրում, ավտոսինթեզ, կրկնօրինակում) - ԴՆԹ-ի մոլեկուլների կրկնապատկում հատուկ ֆերմենտների մասնակցությամբ։ Այն տեղի է ունենում յուրաքանչյուր միջուկային տրոհումից առաջ միջֆազի S-շրջանում։ Կրկնօրինակումն ապահովում է ԴՆԹ-ի մոլեկուլներում պարունակվող գենետիկական տեղեկատվության ճշգրիտ փոխանցումը սերնդից սերունդ:

Հսկա էուկարիոտիկ ԴՆԹ-ի մոլեկուլներն ունեն բազմապատկման բազմաթիվ վայրեր՝ ռեպլիկոններ, մինչդեռ համեմատաբար փոքր շրջանաձև պրոկարիոտ ԴՆԹ մոլեկուլները ներկայացնում են մեկ ռեպլիկոն: Էուկարիոտիկ ԴՆԹ-ի հսկայական մոլեկուլների բազմապատկման բնույթը թույլ է տալիս բազմապատկել առանց ամբողջ մոլեկուլի միաժամանակյա դեսպիրալացման: Հակառակ դեպքում, ընդհանուր առմամբ, պրոկարիոտների և էուկարիոտների վերարտադրության գործընթացները շատ նման են։

ԴՆԹ-ի վերարտադրության գործընթացը ռեպլիկոնում տեղի է ունենում 3 փուլով, որոնք ներառում են մի քանի տարբեր ֆերմենտներ։

Առաջին փուլ.ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը սկսվում է տեղային տեղամասից, որտեղ ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրը (ԴՆԹ-ի հելիկազի, ԴՆԹ տոպոիզոմերազի և այլնի ազդեցության տակ) արձակվում է, ջրածնային կապերը կոտրվում են, շղթաները շեղվում են։ Արդյունքում ստացվում է կառուցվածք, որը կոչվում է կրկնօրինակման պատառաքաղ(նկ.7.5):

Նկ.7.5. ԴՆԹ-ի վերարտադրության դիագրամ

Երկրորդ փուլումտեղի է ունենում տիպիկ մատրիցային սինթեզ: Ազատ նուկլեոտիդները կցվում են առաջացած ազատ կապերին մայր ԴՆԹ-ի շղթաների վրա՝ ըստ փոխլրացման սկզբունքի (A-T, G-C): Այս գործընթացը ընթանում է ԴՆԹ-ի ողջ մոլեկուլով: ԴՆԹ-ի յուրաքանչյուր դուստր մոլեկուլի համար մի շարանը գալիս է մայր մոլեկուլից, իսկ մյուսը նոր է սինթեզվում: Այս կրկնօրինակման մոդելը կոչվում է կիսապահպանողական. Այս փուլն իրականացվում է ԴՆԹ պոլիմերազ ֆերմենտի միջոցով (հայտնի են նրա մի քանի տեսակներ)։

Սինթեզը տարբեր կերպ է տեղի ունենում երկու մայրական թելերի վրա:Քանի որ սինթեզը հնարավոր է միայն 5' - 3' ուղղությամբ, արագ սինթեզ է տեղի ունենում մի շղթայի վրա, իսկ դանդաղ սինթեզը տեղի է ունենում մյուս շղթայի վրա՝ 1000-2000 նուկլեոտիդների կարճ բեկորներով։ Նրանց հայտնաբերած Ռ.Օկազակիի պատվին կոչվում են Օկազակիի բեկորներ։Օկազակիի բեկորները ձևավորվում են ՌՆԹ պրայմերների (ՌՆԹ պրայմերների) հիման վրա, որոնք սինթեզվում են հատուկ ֆերմենտի՝ ​​ՌՆԹ պրիմազի միջոցով։ Իր ֆունկցիան կատարելուց հետո ՌՆԹ այբբենարանը հեռացվում է, և ԴՆԹ լիգազան միանում է Օկազակիի բեկորներին և վերականգնում ԴՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը։

Երրորդ փուլումպարույրը ոլորվում է, և ԴՆԹ-ի երկրորդական կառուցվածքը վերականգնվում է ԴՆԹ գիրազի միջոցով:

ԴՆԹ-ի վերարտադրության մեջ ներգրավված ֆերմենտների մեծ մասն աշխատում է ԴՆԹ-ի հետ կապված բազմաֆերմենտային համալիրում: Սա թույլ է տալիս կրկնօրինակել ահռելի արագությամբ (պրոկարիոտների համար՝ մոտ 3000 բազային զույգ (bp) վայրկյանում, էուկարիոտների համար՝ 100-300 bp/վրկ):

ԴՆԹ-ի երկու նոր մոլեկուլները բնօրինակ մոլեկուլի ճշգրիտ պատճեններն են (նկ. 7.6):

Նկ.7.6. A - ԴՆԹ-ի վերարտադրություն; Բ- ԴՆԹ սինթեզ

Եթե ​​կրկնօրինակման ժամանակ աճող ԴՆԹ շղթայում հայտնվում է սխալ նուկլեոտիդ, ապա այս իրավիճակում ակտիվանում է ինքնաուղղման մեխանիզմը։ ԴՆԹ-ի ինքնուղղումը բաղկացած է նուկլեինաթթվի սինթեզի գործընթացում տեղի ունեցող սխալների ուղղումից՝ օգտագործելով ԴՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտը (կամ սերտորեն կապված վերականգնող էնդոնուկլեազ ֆերմենտը):

ԴՆԹ վերականգնում

Reparation (լատ. reparation - վերականգնում-ից)- մուտագեն գործոնների ազդեցության հետևանքով վնասված ԴՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքի վերականգնման գործընթացը.

Բջիջներն ունեն տարբեր «վերականգնող» համակարգեր, որոնք վերականգնում են ճառագայթման կամ քիմիական գործոնների հետևանքով առաջացած ԴՆԹ-ի վնասը: Սովորաբար դիտարկվում են փոխհատուցման երեք հիմնական տեսակներ.

· ֆոտովերականգնում (ֆոտոակտիվացում);

· էքսցիայի վերանորոգում;

· հետվերարտադրողական վերանորոգում.

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից առաջացած վնասի լավագույն ուսումնասիրված վերականգնումը։ Ուլտրամանուշակագույն լույսով ճառագայթվելիս դիմերներ են հայտնվում ԴՆԹ-ի մեկ շղթայի հարակից պիրիմիդինային հիմքերի միջև: Ամենից հաճախ T-T dimer-ը, այսինքն. երկու նուկլեոտիդային շղթաների T-ի և A-ի միջև ջրածնային կապերի փոխարեն մեկ շղթայի ներսում ձևավորվում են T-T կապեր (նկ. 7.7):

Ֆոտովերականգնումտեղի է ունենում, երբ ենթարկվում է տեսանելի լույսի: Մինչդեռ ֆերմենտը ԴՆԹ ֆոտոլիգազ Դիմերը բաժանում է մոնոմերների և կրկին վերականգնում T-A ջրածնային կապերը փոխլրացնող շղթաների միջև

էքսցիզացիոն և հետվերարտադրողականփոխհատուցումը կախված չէ լույսից, ուստի այն կոչվում է մութ փոխհատուցում .

Կտրվածքի վերանորոգումբաղկացած է ԴՆԹ-ի վնասների ճանաչման, վնասված տարածքի հեռացման (կտրման), նոր բեկորի սինթեզի և տեղադրման մեջ:

Այն ընթանում է 4 փուլով.

1. Էնդոնուկլեազը ճանաչում է վնասված հատվածը և կոտրում դրա կողքին գտնվող ԴՆԹ-ի շարանը:

2. Էկզոնուկլեազը «կտրում» է վնասված հատվածը

3. Հիմնվելով անձեռնմխելի շղթայի վրա, որը ծառայում է որպես կաղապար, ԴՆԹ պոլիմերազը սինթեզում է նոր բեկոր՝ հետևելով փոխլրացման սկզբունքին:

4. Լիգասը կապում է շղթայի հին հատվածի ազատ ծայրերը նոր սինթեզված բեկորի ծայրերի հետ։

Նկար 7.7. վերականգնողական գործընթացներ. Ա. Էքսցիզացիոն վերանորոգում (Escherichia coli-ի օրինակով): Բ. Հետվերարտադրողական վերանորոգում: Ներկայացված օրինակում ԴՆԹ-ի մեկ մոլեկուլի ընդմիջումը փակվում է SOS վերանորոգմամբ, և տեղի է ունենում մուտացիա (Մ.): ԴՆԹ-ի երկրորդ մոլեկուլում կարող է ընդմիջում լինել. լրացվում է նաև SOS-վերանորոգմամբ կամ փակվում է ռեկոմբինացիայով, որին հաջորդում է ռեպարատիվ սինթեզը, որում անձեռնմխելի ԴՆԹ շարանը ծառայում է որպես ձևանմուշ: (Böhme-ից հետո, Adler, փոփոխություններով):

Հետվերարտադրողական վերանորոգում միանում է, երբ ԴՆԹ-ի վնասը, որը տեղի է ունեցել մինչև դրա վերարտադրությունը, չի վերականգնվում:

Եթե ​​դիմերները չվերացվեն, ապա համապատասխան հիմքերը չեն կարողանա կաղապարի դեր խաղալ, և նոր սինթեզված ԴՆԹ-ում այս վայրերում կհայտնվեն բացեր (ճեղքեր)։ ԴՆԹ-ի երկու կրկնակի շղթաների միջև բեկորներ (վերակոմբինացիա) փոխանակելով՝ կրկնօրինակման արտադրանքները կարող են ձևավորել մեկ նորմալ կրկնակի շղթա (հետվերարտադրողական վերանորոգում):

Եթե ​​ԴՆԹ-ի վնասը այնքան մոտ է միմյանց կողքին, որ բացերը համընկնում են, ապա բացերը լրացնելու համար միացված է մեկ այլ «վերանորոգման» համակարգ. SOS փոխհատուցում , որը կարող է սինթեզել ԴՆԹ-ի նոր շղթա թերի ձևանմուշի վրա։ Այս կրկնօրինակման համակարգով հաճախ լինում են սխալներ և մուտացիաներ .

Վերականգնողական բջջային համակարգերը կարևոր դեր են խաղում գենետիկ հոմեոստազի պահպանման, կենդանի համակարգերի կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ կայունության գործում: .

Ռիբոնուկլեինաթթուներ

Ռիբոնուկլեինաթթուբիոպոլիմեր է, որը հիմնականում բաղկացած է մեկ պոլինուկլեոտիդային շղթայից։ ՌՆԹ-ում նուկլեոտիդների կառուցվածքը նման է ԴՆԹ-ի կառուցվածքին, սակայն կան հետևյալները տարբերություններ :

1. Դեզօքսիռիբոզի փոխարեն ՌՆԹ նուկլեոտիդները ներառում են ռիբոզա;

2. Տիմինի ազոտային հիմքի փոխարեն՝ ուրացիլ։

Բջջում կան ՌՆԹ-ի մի քանի տեսակներ, որոնք տարբերվում են մոլեկուլների չափերով, կառուցվածքով, բջջում տեղակայմամբ և գործառույթներով։

Տեղեկատվական (մատրիցային) ՌՆԹ - mRNA (mRNA)սինթեզվում է ԴՆԹ-ի մոլեկուլի շղթաներից մեկի հատվածում և սպիտակուցի կառուցվածքի մասին տեղեկատվություն է փոխանցում բջջի միջուկից դեպի ռիբոսոմներ։ Այն բաղկացած է 300-3000 (այլ հեղինակներ տալիս են 300-30000) նուկլեոտիդներ և կազմում է բջիջների ընդհանուր ՌՆԹ-ի 3-5%-ը։

Ինչպես ԴՆԹ-ի մոլեկուլը, այն ունի երկրորդական և երրորդական կառուցվածքներ, որոնք առաջանում են ջրածնային կապերի, հիդրոֆոբ, էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների օգնությամբ։

Ռիբոսոմային ՌՆԹ (rRNA)կազմում է ամբողջ բջջային ՌՆԹ-ի 80-85%-ը: Պարունակում է 3000-5000 նուկլեոտիդ։ Ներառված է ռիբոսոմում: Ենթադրվում է, որ rRNA-ն ապահովում է mRNA-ի և tRNA-ի որոշակի տարածական դասավորություն սպիտակուցների սինթեզի ժամանակ։ rRNA-ի կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը պարունակվում է քրոմոսոմների երկրորդական նեղացման շրջանում։

Տրանսֆերային ՌՆԹ (tRNA)բաղկացած է 70-80 նուկլեոտիդից և կազմում է բջջի ընդհանուր ՌՆԹ-ի 10-15%-ը։ tRNA-ի ֆունկցիան ամինաթթուների տեղափոխումն է ցիտոպլազմից սպիտակուցի սինթեզի վայր՝ ռիբոսոմների մեջ։ tRNA մոլեկուլները ունեն բնորոշ երկրորդական կառուցվածք, որը կոչվում է երեքնուկի տերեւ (նկ.7.8):

3D tRNA մոդելն ունի L-ի նման կոմպակտ ձև: tRNA-ում առանձնանում են չորս օղակներ՝ ակցեպտոր (ծառայում է որպես ամինաթթու կցելու տեղ), հակակոդոն (ճանաչում է կոդոնները mRNA-ում) և երկու կողային օղակ։

Նկ.7.8. tRNA կառուցվածքը

Տարասեռ միջուկային ՌՆԹ- hRNA. Այն էուկարիոտներում mRNA-ի նախադրյալն է և վերամշակման արդյունքում վերածվում է mRNA-ի: Սովորաբար, hnRNA-ն շատ ավելի երկար է, քան mRNA-ն:

Փոքր միջուկային ՌՆԹ - snRNA. Մասնակցում է hn-RNA-ի փոխակերպման գործընթացին։

ՌՆԹ այբբենարան -փոքրիկ ՌՆԹ (սովորաբար 10 նուկլեոտիդ) ներգրավված ԴՆԹ-ի վերարտադրության գործընթացում:

ՌՆԹ-ի կենսաբանական դերըբաղկացած է ժառանգական տեղեկատվության պահպանման, ներդրման, փոխանցման և սպիտակուցների կենսասինթեզի ապահովման մեջ։

Ադենոզին տրիֆոսֆորական թթու (ATP)

ATP-ն մոնոնուկլեոտիդ է, որը բաղկացած է ադենինի ազոտային հիմքից, ռիբոզա մոնոսաքարիդից և երեք ֆոսֆորաթթվի մնացորդներից (նկ. 7.9): Ֆոսֆորաթթվի մնացորդները փոխկապակցված են մակրոէերգիկ կապերով։ Երբ էներգիա է պահանջվում, ATP-ն քայքայվում է և առաջանում է ադենոզին դիֆոսֆորական թթու (ADP) և ֆոսֆորի մնացորդ: Սա էներգիա է ազատում:

ATP + H 2 O \u003d ADP + H 3 RO 4 + 40 կՋ

ADP-ն կարող է նաև տրոհվել՝ ձևավորելով AMP (ադենոզին մոնոֆոսֆորական թթու) և ֆոսֆորաթթվի մնացորդ:

ADP + H 2 O \u003d AMP + H 3 RO 4 + 40 կՋ

Նկ.7.9. ATP-ի կառուցվածքի և դրա փոխակերպման դիագրամը ADP-ի

AMP-ի ADP-ի և ADP-ի ATP-ի փոխակերպման հակադարձ ռեակցիաները տեղի են ունենում էներգիայի կլանմամբ էներգիայի նյութափոխանակության և ֆոտոսինթեզի գործընթացում:

ATP-ն էներգիայի համընդհանուր աղբյուր է կենդանի օրգանիզմների կյանքի բոլոր գործընթացների համար:

Նուկլեինաթթուները գծային չճյուղավորված հետերոպոլիմերներ են, որոնց մոնոմերները նուկլեոտիդներ են՝ կապված ֆոսֆոդիստերային կապերով։

Նուկլեոտիդները օրգանական նյութեր են, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են պենտոզայի մնացորդից (ռիբոզ կամ դեզօքսիռիբոզ), որին կովալենտորեն կցված են ֆոսֆորաթթվի մնացորդը և ազոտային հիմքը։ Նուկլեոտիդների բաղադրության մեջ ազոտային հիմքերը բաժանվում են երկու խմբի՝ պուրին (ադենին և գուանին) և պիրիմիդին (ցիտոզին, թիմին և ուրացիլ)։ Դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդները ներառում են դեզօքսիռիբոզան և ազոտային հիմքերից մեկը՝ ադենին (A), գուանին (G), թիմին (T), ցիտոզին (C): Ռիբոնուկլեոտիդները ներառում են ռիբոզան և ազոտային հիմքերից մեկը՝ ադենին (A), գուանին (G), ուրացիլ (U), ցիտոզին (C):

Որոշ դեպքերում թվարկված ազոտային հիմքերի տարբեր ածանցյալներ հայտնաբերվում են նաև բջիջներում՝ փոքր հիմքեր, որոնք փոքր նուկլեոտիդների մաս են կազմում։

Նուկլեինաթթուներ

Գոյություն ունեն նուկլեինաթթուների երկու տեսակ՝ ԴՆԹ (դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու) և ՌՆԹ (ռիբոնուկլեինաթթու): Նուկլեինաթթուները ապահովում են գենետիկ (ժառանգական) տեղեկատվության պահպանում, վերարտադրություն և ներդրում: Այս տեղեկատվությունը արտացոլվում է (կոդավորված) նուկլեոտիդային հաջորդականությունների տեսքով: Մասնավորապես, նուկլեոտիդային հաջորդականությունը արտացոլում է սպիտակուցների առաջնային կառուցվածքը (տես ստորև): Ամինաթթուների և դրանք կոդավորող նուկլեոտիդային հաջորդականությունների համապատասխանությունը կոչվում է գենետիկ կոդ։ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի գենետիկ կոդի միավորը եռյակն է՝ երեք նուկլեոտիդների հաջորդականություն։

Նուկլեինաթթուները քիմիապես ակտիվ նյութեր են: Նրանք սպիտակուցների հետ ձևավորում են մի շարք միացություններ՝ նուկլեոպրոտեիններ կամ նուկլեոպրոտեիններ։

Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) նուկլեինաթթու է, որի մոնոմերները դեզօքսիռիբոնուկլեոտիդներ են։ ԴՆԹ-ն ժառանգական տեղեկատվության հիմնական կրողն է: Սա նշանակում է, որ առանձին բջիջների և ամբողջ օրգանիզմի կառուցվածքի, գործունեության և զարգացման մասին ամբողջ տեղեկատվությունը գրանցվում է ԴՆԹ նուկլեոտիդային հաջորդականությունների տեսքով։

Ռեակցիաները, որոնցում մի հետերոպոլիմերային մոլեկուլը ծառայում է որպես մատրիցա (ձև) փոխլրացնող կառուցվածքով մեկ այլ հետերոպոլիմերային մոլեկուլի սինթեզի համար, կոչվում են մատրիցային տիպի ռեակցիաներ։ Եթե ​​ռեակցիայի ընթացքում առաջանում են նույն նյութի մոլեկուլներ, որոնք ծառայում են որպես մատրիցա, ապա ռեակցիան կոչվում է ավտոկատալիտիկ։ Եթե ​​ռեակցիայի ընթացքում մեկ նյութի մատրիցի վրա առաջանում են մեկ այլ նյութի մոլեկուլներ, ապա նման ռեակցիան կոչվում է հետերոկատալիտիկ։ Այսպիսով, ԴՆԹ-ի վերարտադրությունը (այսինքն՝ ԴՆԹ-ի սինթեզը ԴՆԹ-ի կաղապարի վրա) կաղապարի սինթեզի ավտոկատալիտիկ ռեակցիա է։

Ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ) նուկլեինաթթու է, որի մոնոմերները ռիբոնուկլեոտիդներ են։

ՌՆԹ-ի մեկ մոլեկուլում կան մի քանի շրջաններ, որոնք փոխլրացնող են միմյանց: Այս փոխլրացնող տեղամասերի միջև առաջանում են ջրածնային կապեր։ Արդյունքում, մեկ ՌՆԹ-ի մոլեկուլում կրկնակի և միաշղթա կառուցվածքները փոխարինվում են, և մոլեկուլի ընդհանուր կոնֆորմացիան հիշեցնում է երեքնուկի տերևը կոթևի վրա:

Ազոտային հիմքերը, որոնք կազմում են ՌՆԹ-ն, ընդունակ են ջրածնային կապեր ձևավորել լրացուցիչ հիմքերով և՛ ԴՆԹ-ում, և՛ ՌՆԹ-ում: Այս դեպքում ազոտային հիմքերը կազմում են A=U, A=T և G≡C զույգեր։ Սա հնարավորություն է տալիս տեղեկատվություն փոխանցել ԴՆԹ-ից ՌՆԹ, ՌՆԹ-ից ԴՆԹ և ՌՆԹ-ից սպիտակուցներ:

Բջիջներում հայտնաբերված են ՌՆԹ-ի երեք հիմնական տեսակ, որոնք կատարում են տարբեր գործառույթներ.

1. Տեղեկություն կամ սուրհանդակ ՌՆԹ (mRNA, կամ mRNA): Կազմում է բջջային ՌՆԹ-ի 5%-ը։ Այն ծառայում է գենետիկական տեղեկատվության փոխանցմանը ԴՆԹ-ից դեպի ռիբոսոմներ սպիտակուցների կենսասինթեզի ընթացքում: Էուկարիոտիկ բջիջներում mRNA (mRNA) կայունացվում է հատուկ սպիտակուցներով: Սա հնարավորություն է տալիս շարունակել սպիտակուցի կենսասինթեզը, նույնիսկ եթե միջուկը անգործուն է:

2. Ռիբոսոմային կամ ռիբոսոմային ՌՆԹ (rRNA): Կազմում է բջջային ՌՆԹ-ի 85%-ը։ Այն ռիբոսոմի մի մասն է, որոշում է մեծ և փոքր ռիբոսոմային ենթամիավորների ձևը, ապահովում է ռիբոսոմի շփումը ՌՆԹ-ի այլ տեսակների հետ։

3. Տրանսֆերային ՌՆԹ (tRNA): Կազմում է բջջային ՌՆԹ-ի 10%-ը։ Տեղափոխում է ամինաթթուները ռիբոսոմներում mRNA-ի համապատասխան տեղամաս: tRNA-ի յուրաքանչյուր տեսակ տեղափոխում է որոշակի ամինաթթու:

Բջիջներում կան նաև այլ տեսակի ՌՆԹ, որոնք կատարում են օժանդակ գործառույթներ։

ՌՆԹ-ի բոլոր տեսակները ձևավորվում են կաղապարի սինթեզի ռեակցիաների արդյունքում։ Շատ դեպքերում ԴՆԹ-ի շղթաներից մեկը ծառայում է որպես կաղապար: Այսպիսով, ԴՆԹ-ի կաղապարի վրա ՌՆԹ-ի սինթեզը կաղապարի տիպի հետերոկատալիտիկ ռեակցիա է։ Այս գործընթացը կոչվում է տրանսկրիպցիա և վերահսկվում է որոշակի ֆերմենտների՝ ՌՆԹ պոլիմերազների (տրանսկրիպտազների) կողմից։

19. Սիներգետիկան առաջացել է որպես զարգացման գոյություն ունեցող հասկացություններին այլընտրանքներ գտնելու փորձ, որոնք սպառել են իրենց հնարավորությունները բարդ համակարգերի առաջացումը և զարգացումը բացատրելու հարցում։

Սիներգետիկայի սկզբնական հայեցակարգը քաոսի հասկացությունն է: Ավանդաբար քաոսը դիտվում է որպես կործանարար սկզբունք, որը պետք է պատվիրել: Synergetics-ը կարծում է, որ քաոսի մեջ է գտնվում զարգացման աղբյուրը, որը կարող է հանգեցնել կառուցողական արդյունքների:

Սիներգետիկան, ի տարբերություն զարգացման այլ հասկացությունների, պատահականության հայեցակարգը վերադարձնում է տեսության գիրկը, վերականգնում այն։ Եթե ​​դիալեկտիկական հայեցակարգում և դասական էվոլյուցիոնիզմում պատահականությունը դիտվում էր որպես երկրորդական և անկարևոր գործոն, մոռացվում, ջնջվում ժամանակի ընթացքում, ապա սիներգետիկան պատահականությունը բարձրացնում է անհրաժեշտության աստիճանի։

Վիճակները, ինչպիսիք են անկայունությունը, խախտված հավասարակշռությունը, նույնպես սիներգետիկների կողմից հայտարարվում են որպես նորմալ և բնական վիճակ:

Դասական հասկացությունները զարգացումը հասկանում են որպես առաջադեմ և ոչ այլընտրանքային շարժում: Զարգացումը ենթակա է պատճառականության խիստ օրենքի: Ըստ պատճառահետևանքային շղթաների՝ զարգացման ընթացքը կարելի է հաշվարկել ինչպես անցյալում, այնպես էլ ապագայում։ Զարգացումը հետընթաց է և կանխատեսելի։ Ներկան որոշվում է անցյալով, իսկ ապագան՝ ներկայով։

Բայց սիներգետիկայի ոլորտի առաջատար տեսաբաններից մեկը՝ Ի. Պրիգոժինը, հիմնավորում է այն դրույթը, որ անկայունության գաղափարը զգալիորեն դուրս է մղում դետերմինիզմի գաղափարը։ Այն հնարավորություն տվեց բնական գիտության տեսադաշտում ներառել մարդու գործունեությունը։ Եվ այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են անկայունությունը և անկանխատեսելիությունը, սկսեցին կարևոր դեր խաղալ հասարակական գիտությունների և բնական գիտությունների միջև միշտ գոյություն ունեցող անմիաբանության հաղթահարման գործում:

Անկայունության գաղափարը նշանակում է, որ շատ համակարգերի հետագծերը անկայուն են, և մենք չենք կարող երկար ժամանակ կանխատեսել դրանց զարգացումը: I. Prigogine-ն այս ինտերվալներն անվանում է «ժամանակավոր ցուցիչ» և ասում, որ նոր ինտերվալի անցնելուց հետո նախորդի մասին տեղեկատվությունը կարող է անհետանալ: Մեր գիտելիքը ընդամենը մի փոքրիկ պատուհան է դեպի տիեզերք, և աշխարհի անկայունության պատճառով մենք պետք է հրաժարվենք նույնիսկ համապարփակ գիտելիքի երազանքից: Նայելով այս պատուհանին, մենք, իհարկե, կարող ենք էքստրապոլյացնել առկա գիտելիքները մեր տեսլականի սահմաններից դուրս և ենթադրել, թե որն է այն մեխանիզմը, որը վերահսկում է տիեզերքի դինամիկան, բայց ոչ ավելին:

Պայմանականության աշխարհի ավանդական պատկերում ռիսկ չկա, քանի որ իրադարձությունների ընթացքը միակողմանի է և կանխատեսելի։ Մյուս կողմից, Synergetics-ը պնդում է աշխարհի բազմատեսակ տեսլականը, որը մարդկությանը բացահայտում է այս ընտրության համար որոշակի պատասխանատվությամբ ընտրելու հնարավորությունը: Սիներգետիկների հիմնական գաղափարները.

¦ նոր կառուցվածքային կազմակերպված որոշակիություն իր զարգացման նոր վեկտորով կարող է առաջանալ քաոսից. ¦ բարդ կազմակերպված և ինքնակազմակերպվող համակարգերը չեն կարող զարգանալ ըստ խիստ սահմանված օրենքների, քանի որ դրանցում կարևոր դեր են խաղում ինքնաբերության և պատահականության պահերը. իրենց հռչակելով «երկբաժանման» կետում։ ¦ բարդ համակարգերի համար կան զարգացման մի քանի այլընտրանքային ուղիներ: Էվոլյուցիոն ճանապարհը միակը չէ.

Սիներգետիկան բարդ համակարգերի կառավարման և՛ մեթոդ է, և՛ գիտություն: Այս վերահսկողության հիմնական լծակը ոչ թե ուժն է, այլ ճիշտ ուղղությունը, բարդ միջավայրի վրա ազդելու «ճարտարապետությունը»։

Զարգացման խնդրի դիտարկված տարբեր ասպեկտները հիմք են տալիս պնդելու, որ զարգացումը փոփոխությունների հատուկ տեսակ է, որի շնորհիվ մենք ստացանք աշխարհը, որտեղ ապրում ենք։ Բնական և սոցիալական երևույթների բազմազանությունը ի սկզբանե տրված չէր, այլ ի հայտ եկավ տեսակների և ձևերի որոշակի սկզբնական թվի զարգացման արդյունքում։ Հետևաբար, անհնար է հասկանալ աշխարհը զարգացման համատեքստից դուրս, բայց զարգացման գործընթացն ինքնին դառնում է ավելի ու ավելի բարդ և բարդ, և գրեթե անհնար է այն բացատրել որևէ տեսական մոդելի հիման վրա:

Ժամանակակից կենսաբաններն ու մարդաբանները, ինչպես արդեն նշել ենք, կարծում են, որ մարդու՝ որպես տեսակի կենսաբանական էվոլյուցիան, այսինքն՝ նրա տեսակավորումը, դադարեցվել է Homo sapiens-ի հայտնվելուց հետո: Այս առումով հարց է առաջանում մարդու՝ որպես կենսաբանական տեսակի զարգացման ապագա ուղղությունների մասին։ Դրան պատասխանելիս երբեմն կարծիք է հնչում, որ գենոմի դեգրադացիայի պատճառով կենդանական ու բուսատեսակ բոլոր տեսակները աստիճանաբար կմահանան (գենետիկական զարգացման ծրագիր)։ Գիտնականների մեծամասնության կարծիքով՝ այս դեպքում հիմնական վտանգը ոչ թե տեսակի ծերացումն է, այլ կենսոլորտի աղտոտումը տարբեր տեսակի թափոններով։

Իր ընդհանուր հատկանիշների ուժով մարդ պետք է կռվի բնության հետ։ Բայց այս պայքարում հաղթողներ չեն կարող լինել, քանի որ մարդը կենսոլորտի մի մասն է, և բնությունը ոչնչացնելով, մարդ ինքն իրեն ոչնչացնում է՝ չնկատելով դա, ինչպես որ չի նկատում ռադիոակտիվ ճառագայթումը։

Այս բոլոր խնդիրներն առաջին հերթին կարևոր են նրանով, որ առողջ մարդն ազատ է իր արարքներում, իր նյութական և հոգևոր կարիքները բավարարելու հարցում (այն հնարավորությունների շրջանակներում, որոնք նրան տալիս է հասարակությունը)։ Հիվանդությունը, մյուս կողմից, սահմանափակում է մարդու ազատությունը՝ մարդու գործողությունների սոցիալական սահմանափակումներին ավելացնելով սեփական մարմնի շրջանակը։ Հետևաբար, մարդու վերաբերմունքն իր մարմնին չի կարող լինել պարզապես վերաբերմունք ինչ-որ բնական, բնական օբյեկտիվության նկատմամբ. մարդը հանդիպում է անհրաժեշտությանը, նրա լեզվին և ուժին: Եվ այս ուժը, որը դրոշմված է մարդու մարմնական կազմակերպման մեջ, առանձնանում է առանձնահատուկ դաժանությամբ և հրամայականով։ Գրեթե յուրաքանչյուր մարդ հնարավորություն ուներ համոզվելու դրանում. բավական է հիշել բացարձակ անօգնականության զգացումը, որը բռնում է մարդուն բավականին լուրջ հիվանդության պահերին:

Կարելի է ասել, որ մարմնականությունը գործում է որպես կյանքի հոսք, որպես ամբողջ մարդու կենսագործունեություն։ Իսկ մարմինը մարմնականության ստատիկ կողմն է, որից մարդը երբեք չի կարող ազատվել մինչ ապրում է։ Ի վերջո, բեղմնավորման միջոցով մարդը շտապում է կյանքի հոսքի մեջ իր կամքին հակառակ: Մահվան պահը նույնպես գալիս է իր հերթին՝ անկախ մարդու ցանկությունից։ Տարիքային փոփոխությունների յուրաքանչյուր փուլ մարդուն ստիպողաբար մխրճում է կյանքի նոր իրավիճակի մեջ։

Այսպիսով, ակնհայտ է դառնում, որ ֆիզիկականության, մարդու մարմնի գործունեության խնդիրները աշխարհի պատկերի կարևոր մասն են, ինչպես նաև բժշկության թեման՝ գիտություն, որն ուսումնասիրում է մարդու հիվանդությունների պատճառները, դրանց օրինաչափությունները։ մշակումը, դրանց ճանաչման և բուժման մեթոդները, ինչպես նաև բնակչության բժշկական օգնության օպտիմալ կազմակերպման ձևերը։

Բնականաբար, բժշկությունը միշտ չէ, որ եղել է գիտություն, այլ միշտ գոյություն է ունեցել որպես մարդկային մշակույթի մի մաս, որը զբաղվում է մարդու առողջության խնդիրներով։ Լինելով որոշակի ժողովրդի և որոշակի դարաշրջանի մշակույթի մաս՝ բժշկությունը տարբեր ժամանակներում տարբեր ձևերով բացատրում էր հիվանդությունների պատճառները և խորհուրդ տալիս դրանց բուժման տարբեր եղանակներ։

Վերակազմավորման է ենթարկվում նաև հոգե-էմոցիոնալ ադապտացիայի ապարատը։ Այստեղ ժամանակակից արտադրության և կենցաղի շարժիչացումն է, կյանքի հագեցվածությունը տեխնոլոգիայով, աղմուկով, կյանքի ռիթմերի արագացում, միջանձնային շփումների քանակի կտրուկ աճ, հաճախ բացասական, հիվանդագին հոգե-հուզական լիցքով: առանձնահատուկ նշանակություն ունի։

Վերոհիշյալ բոլոր գործոնները, ի վերջո, ուղղակիորեն որոշում են հիվանդությունների էվոլյուցիան, դրանց ծանրության փոփոխությունները, ախտանիշները, բարդությունների բնույթը, հանգեցնում են հին հիվանդությունների անհետացմանը և նոր հիվանդությունների առաջացմանը, կտրուկ փոխում են դեպքերի բնույթը: Ներկայումս տարածված են հիվանդությունները, որոնց առաջացման գործում մեծ դեր են խաղում հոգե-էմոցիոնալ գործոնները։ Ժամանակակից մարդու կյանքի աճող սոցիալականացումը ազդում է նրա սոմատիկ (մարմնի) պաթոլոգիայի վրա: Նրա սոմատիկ և հոգեկան առողջության վիճակի վրա էական ազդեցություն ունեն այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մասնագիտությունը, մարդու վերաբերմունքը աշխատանքին, արտադրական թիմի մթնոլորտը:

Հասարակության սոցիալ-տնտեսական հասունության տարբեր փուլերում նյարդահոգեբանական և մկանային, ֆիզիկական ծախսերի մակարդակի պահանջները նույնը չեն: Գիտատեխնիկական հեղափոխության պայմաններում մարդու նյարդահոգեբանական մեխանիզմներին ներկայացվող պահանջներն ավելի ու ավելի են մեծանում։

Սոցիալական զարգացման մի փուլից մյուսին անցնելու հետ ավելի ու ավելի են բարդանում մարդկանց հոգե-հուզական հարաբերությունները։ Զգացմունքային կապի բոլոր ուղիներն այժմ լցված են մինչև սահմանը, իսկ երբեմն էլ՝ ծանրաբեռնված: Մարդու նյարդային համակարգը ենթարկվում է անընդհատ, անընդհատ աճող հուզական և մտավոր «ռմբակոծության», որը տատանվում է առողջարար, տոնիկից մինչև բացասական, նույնիսկ հիվանդություն առաջացնող հույզերով։ Կյանքի տեմպերն ավելանում են, տեխնիկայի հնացման շրջանները կրճատվում են, որոշ մասնագիտություններ հնանում են, արագանում է գիտության, տեխնիկայի, մշակույթի զարգացումը և այլն։ Այս ամենը նոր, մեծացած պահանջներ է առաջացնում մարդու ներքին ռեսուրսների նկատմամբ, որոնց կարևոր բաղադրիչն է հոգեկան առողջությունը և հուզական հավասարակշռությունը։

Եթե ​​սոցիալական զարգացման ներկա փուլը բնութագրվում է բոլոր ոլորտներում կյանքի տեմպերի արագացմամբ, ապա մարմնի հոգեֆիզիոլոգիական և սոմատիկ ռեակցիաների տեմպերը հաճախ չափազանց դանդաղ են՝ հետ մնալով սոցիալական և արդյունաբերական կյանքի ռիթմերից, կա. սոցիալ-կենսաբանական առիթմիա՝ որպես բազմաթիվ հիվանդությունների առաջացման ընդհանուր նախադրյալ։

Ուստի բնական է, որ տարեցտարի երկրի բնակչության առողջական վիճակը վատթարանում է։ Վերջին տարիներին, օրինակ, ժամանակակից կանանց 70 տոկոսի մոտ առողջական վիճակի շեղումներ կան։ Ֆիզիկական և նյարդաբանական խանգարումներ ունեցող նորածինների համամասնությունն աճել է մինչև 20 տոկոս։ Մարդկանց առողջության և հասարակության սոցիալական բարեկեցության կարևորագույն ցուցանիշը մանկական մահացության մակարդակն է։ Ռուսաստանում այս ցուցանիշը վերջին 5 տարվա ընթացքում աճել է 15 տոկոսով։

Ոչ պակաս ճնշող են մարդու առողջության վրա շրջակա միջավայրի որոշ բաղադրիչների ազդեցության ցուցանիշները։ Այսպիսով, հավաստիորեն հայտնի է, որ օդի աղտոտվածությունը առաջացնում է շնչառական, շրջանառու, մարսողական և այլն օրգանների հիվանդություններ։ Բացի այդ, դա մարդու գենոտիպի վրա ազդող մարմնի մուտացիաների կուտակման ամենակարեւոր պատճառն է։

Հիվանդությունների մոտ 85 տոկոսը առաջանում և փոխանցվում է ջրով։ Առաջին հերթին, ջրի վատ որակը, որը պարունակում է ծանր մետաղների տարբեր թունավոր միացություններ, վնասակար օրգանական կեղտեր և բակտերիաներ, հանգեցնում է հիվանդությունների։ Որքան մեծ է ջրի հագեցվածությունը աղերով, այնքան մեծ է աթերոսկլերոզի, ինսուլտի, սրտի կաթվածի և այլնի վտանգը։ Քլորը մեծ չափով փչացնում է մեր առողջությունը։ Թեև ջրի քլորացումը փրկում է վարակներից, այնուամենայնիվ, դրա ածանցյալները դանդաղ և անկասկած խաթարում են առողջությունը, քանի որ ունեն քաղցկեղածին մուտագեն ազդեցություն: Դրանք կարող են ազդել ժառանգականության վրա, դրանցից շատերը լյարդի ամենաուժեղ թույներն են և այլն։

Էկոլոգիական փոխակերպումների պարտադրման և բնակչության առողջության վրա դրանց աճող ազդեցության պայմաններում առանձնահատուկ նշանակություն ունի կենսոլորտի և մարդու առողջության սոցիալ-գենետիկական խնդիրների ուսումնասիրությունը։

Նուկլեինաթթուներ- կենդանի օրգանիզմների ֆոսֆոր պարունակող բիոպոլիմերներ, որոնք ապահովում են ժառանգական տեղեկատվության պահպանումը և փոխանցումը. Դրանք հայտնաբերվել են 1869 թվականին շվեյցարացի քիմիկոս Ֆ.Միշերի կողմից լեյկոցիտների միջուկներում։ Հետագայում նուկլեինաթթուներ են հայտնաբերվել բոլոր բույսերի և կենդանիների բջիջներում, բակտերիաներում, վիրուսներում և սնկերում:

Բնության մեջ կան երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ՝ դեզօքսիռիբոնուկլեին (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեին (ՌՆԹ):Անվանումների տարբերությունը պայմանավորված է նրանով, որ ԴՆԹ-ի մոլեկուլը պարունակում է հինգ ածխածնային շաքարի դեզօքսիրիբոզ, իսկ ՌՆԹ մոլեկուլը՝ ռիբոզա: Ներկայումս հայտնի են ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մեծ թվով սորտեր, որոնք տարբերվում են միմյանցից։ Ըստ կառուցվածքի և նյութափոխանակության կարևորության.

ԴՆԹ-ն տեղայնացված է հիմնականում բջջի միջուկի քրոմոսոմներում (բջջի ընդհանուր ԴՆԹ-ի 99%-ը), ինչպես նաև միտոքոնդրիումներում և քլորոպլաստներում։ ՌՆԹ-ն, բացի միջուկից, մտնում է ռիբոսոմների, ցիտոպլազմայի, պլաստիդների և միտոքոնդրիումների մեջ։

Նուկլեինաթթուները բարդ կենսապոլիմերներ են, որոնց մոնոմերներն են նուկլեոտիդներ. Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ բաղկացած է հինգ ածխածնային շաքարից (ռիբոզ կամ դեզօքսիրիբոզ), ազոտային հիմքից և ֆոսֆորաթթվի մնացորդից։

Կան հինգ հիմնական ազոտային հիմքեր՝ ադենին, գուանին, ուրացիլ, թիմին և ցիտոզին։ Առաջին երկուսը պուրին են՝ նրանց մոլեկուլները բաղկացած են երկու փոխկապակցված օղակներից։ Հաջորդ երեքը պիրիմիդիններ են և ունեն մեկ վեցանդամ օղակ։

Նուկլեոտիդների անվանումները առաջացել են համապատասխան ազոտային հիմքերի անվանումներից. երկուսն էլ նշվում են մեծատառերով՝ ադենին - ադենիլատ (A), գուանին - գուանիլատ (G), ցիտոզին - ցիտիդիլատ (C), ուրացիլ - ուրիդիլատ (U), թիմին - դեզօքսիթիմիլիլատ (T):

Նուկլեինաթթվի մոլեկուլում նուկլեոտիդների թիվը տատանվում է 80-ից տրանսպորտային ՌՆԹ-ի մոլեկուլներում մինչև մի քանի տասնյակ միլիոն ԴՆԹ-ում:

ԴՆԹ-ի մոլեկուլը երկշղթա պարույր է՝ ոլորված իր սեփական առանցքի շուրջ:

Պոլինուկլեոտիդային շղթայում հարակից նուկլեոտիդները կապված են կովալենտային կապերով, որոնք ձևավորվում են մի նուկլեոտիդի ֆոսֆատ խմբի և մյուսի պենտոզայի 3'-ալկոհոլային խմբի միջև։ Նման կապերը կոչվում են ֆոսֆոդիստերային կապեր։ Ֆոսֆատային խումբը կամուրջ է կազմում մեկ պենտոզային օղակի 3' ածխածնի և հաջորդի 5' ածխածնի միջև:

Այսպիսով, ԴՆԹ-ի շղթաների ողնաշարը ձևավորվում է շաքար-ֆոսֆատ մնացորդներով:

ԴՆԹ-ի պոլինուկլեոտիդային շղթան ոլորված է պարույրի տեսքով, որը նման է պարուրաձև սանդուղքի և միացված է մեկ այլ, դրան լրացնող շղթային՝ օգտագործելով ադենինի և թիմինի միջև ձևավորված ջրածնային կապերը (երկու կապ), ինչպես նաև գուանինը և ցիտոսինը (երեք կապ): . A և T, G և C նուկլեոտիդները կոչվում են փոխլրացնող: Արդյունքում, ցանկացած օրգանիզմում ադենիլ նուկլեոտիդների թիվը հավասար է թիմիդիլի թվին, իսկ գուանիլ նուկլեոտիդների թիվը՝ ցիտիդիլի թվին։ Այս օրինաչափությունը կոչվում է «Չարգաֆի կանոն»։ Այս հատկության շնորհիվ մի շղթայում նուկլեոտիդների հաջորդականությունը որոշում է դրանց հաջորդականությունը մյուսում։ Նուկլեոտիդները ընտրողաբար միավորելու այս ունակությունը կոչվում է փոխլրացում, և այս հատկությունն ընկած է սկզբնական մոլեկուլի հիման վրա նոր ԴՆԹ մոլեկուլների ձևավորման հիմքում։

ԴՆԹ-ի մոլեկուլում շղթաները հակառակ ուղղություն ունեն, այսինքն՝ եթե մի շղթա ունի ուղղություն 3'-վերջից դեպի 5'-վերջ, ապա մյուս շղթայում 3'-վերջը համապատասխանում է 5'-վերջին և հակառակը: հակառակը. ԴՆԹ-ի կծիկի այս հատկությունը կոչվում է հակազուգահեռականություն.

Առաջին անգամ ԴՆԹ-ի մոլեկուլի երկշղթա մոդելը առաջարկվել է 1953 թվականին ամերիկացի գիտնական Ջ. Ուոթսոնի և անգլիացի Ֆ. Քրիքի կողմից։ Նա միավորել է Է.Չարգաֆի տվյալները ԴՆԹ-ի մոլեկուլների պուրինային և պիրիմիդինային հիմքերի հարաբերակցության վերաբերյալ և Մ. Ուիլկինսի և Ռ. Ֆրանկլինի կողմից ստացված ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզի արդյունքները։ Ուոթսոնը, Քրիքը և Ուիլկինսը Նոբելյան մրցանակի են արժանացել 1962 թվականին ԴՆԹ-ի մոլեկուլի երկշղթա մոդելի մշակման համար։

ԴՆԹ-ն ամենամեծ կենսաբանական մոլեկուլն է։ Նրանց երկարությունը տատանվում է որոշ բակտերիաների մոտ 0,25 մմ-ից մինչև մարդկանց մոտ 40 մմ: Սա շատ ավելի մեծ է, քան ամենամեծ սպիտակուցի մոլեկուլը, որն իր բացված ձևով հասնում է ոչ ավելի, քան 100-200 նմ: ԴՆԹ-ի մոլեկուլի զանգվածը 6 ∙ 10 -12 գ է:

ԴՆԹ-ի մոլեկուլի տրամագիծը 2 նմ է, պարույրի քայլը՝ 3,4 նմ; պարույրի յուրաքանչյուր պտույտ պարունակում է 10 բազային զույգ: Պտուտակաձև կառուցվածքն ապահովված է բազմաթիվ ջրածնային կապերով՝ լրացուցիչ ազոտային հիմքերի և հիդրոֆոբ փոխազդեցությունների միջև: Էուկարիոտ օրգանիզմների ԴՆԹ մոլեկուլները գծային են։ Ի հակադրություն, ԴՆԹ-ն պրոկարիոտներում փակ է օղակի մեջ և չունի ոչ 3', ոչ 5' ծայրեր:

Սպիտակուցների նման, երբ պայմանները փոխվում են, ԴՆԹ-ն կարող է ենթարկվել denaturationորը կոչվում է հալեցում: Նորմալ պայմաններին աստիճանաբար վերադառնալով՝ ԴՆԹ-ն վերածվում է:

ԴՆԹ-ի գործառույթները. ԴՆԹ-ի գործառույթը գենետիկական տեղեկատվության մի շարք սերունդներում պահպանումն է, փոխանցումը և վերարտադրումը: Ցանկացած բջջի ԴՆԹ-ն կոդավորում է տվյալ օրգանիզմի բոլոր սպիտակուցների մասին տեղեկությունները, թե որ սպիտակուցները և ինչ հաջորդականությամբ են սինթեզվելու։

ՌՆԹ մոլեկուլների կառուցվածքը շատ առումներով նման է ԴՆԹ մոլեկուլների կառուցվածքին։ Այնուամենայնիվ, կան նաև մի շարք էական տարբերություններ. ՌՆԹ-ի մոլեկուլում դեզօքսիրիբոզի փոխարեն նուկլեոտիդները պարունակում են ռիբոզա։ Թիմիդիլ նուկլեոտիդը (T) փոխարինվում է ուրիդիլ նուկլեոտիդով (U): ԴՆԹ-ից հիմնական տարբերությունն այն է, որ ՌՆԹ-ի մոլեկուլը մեկ շղթա է: Սակայն նրա նուկլեոտիդներն ունակ են միմյանց հետ ջրածնային կապեր ստեղծել (օրինակ՝ tRNA, rRNA մոլեկուլներում), սակայն այս դեպքում խոսքը կոմպլեմենտար նուկլեոտիդների ներշղթայական կապի մասին է։

ՌՆԹ շղթաները շատ ավելի կարճ են, քան ԴՆԹ-ն:

ՌՆԹ-ի տեսակները

Բջջում կան ՌՆԹ-ի մի քանի տեսակներ, որոնք տարբերվում են մոլեկուլների չափերով, կառուցվածքով, բջջում տեղակայմամբ և գործառույթներով։

Տեղեկատվական (մատրիցային) ՌՆԹ - mRNA- չափերով և կառուցվածքով առավել տարասեռը: mRNA-ն բաց պոլինուկլեոտիդային շղթա է։ Այն սինթեզվում է միջուկում՝ ՌՆԹ պոլիմերազային ֆերմենտի մասնակցությամբ՝ համաձայն այս սպիտակուցի կոդավորման համար պատասխանատու ԴՆԹ շրջանի հետ կոմպլեմենտարության սկզբունքի։ mRNA-ն բջջում կատարում է էական գործառույթ: Այն ծառայում է որպես սպիտակուցների սինթեզի ձևանմուշներ՝ ԴՆԹ-ի մոլեկուլներից փոխանցելով դրանց կառուցվածքի մասին տեղեկատվություն։ Յուրաքանչյուր բջջի սպիտակուցը կոդավորված է իր հատուկ mRNA-ով:

Ռիբոսոմային ՌՆԹ–rRNA. Սրանք միաշղթա նուկլեինաթթուներ են, որոնք սպիտակուցների հետ միասին կազմում են ռիբոսոմներ՝ օրգանելներ, որոնց վրա տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ։ rRNA-ի կառուցվածքի մասին տեղեկատվությունը կոդավորված է ԴՆԹ-ի շրջաններում, որոնք գտնվում են քրոմոսոմների երկրորդական նեղացման շրջանում։ rRNA-ն կազմում է ամբողջ բջիջների ՌՆԹ-ի 80%-ը, քանի որ բջիջները պարունակում են մեծ թվով ռիբոսոմներ: rRNA-ները ունեն բարդ երկրորդական և երրորդական կառուցվածք, որոնք կազմում են օղակներ փոխլրացնող շրջաններում, ինչը հանգեցնում է այդ մոլեկուլների ինքնակազմակերպմանը բարդ մարմնի մեջ։ Ռիբոսոմները պարունակում են 3 տեսակ rRNA պրոկարիոտներում և 4 տեսակ rRNA էուկարիոտներում։

Տրանսպորտ (փոխանցում) ՌՆԹ - tRNA. tRNA մոլեկուլը բաղկացած է միջինը 80 նուկլեոտիդից։ Բջջում tRNA-ի պարունակությունը կազմում է ամբողջ ՌՆԹ-ի մոտ 15%-ը: tRNA-ի ֆունկցիան ամինաթթուների տեղափոխումն է սպիտակուցի սինթեզի վայր և մասնակցություն թարգմանության գործընթացին: Բջջում tRNA-ի տարբեր տեսակների թիվը փոքր է (մոտ 40): Նրանք բոլորն ունեն նմանատիպ տարածական կազմակերպվածություն։ Ներշղթայական ջրածնային կապերի շնորհիվ tRNA մոլեկուլը ձեռք է բերում բնորոշ երկրորդական կառուցվածք, որը կոչվում է. երեքնուկի տերեւ.

tRNA-ի 3D մոդելը մի փոքր այլ տեսք ունի: tRNA-ում առանձնանում են չորս օղակներ՝ ընդունող հանգույց (ծառայում է որպես ամինաթթու կցելու տեղ), հակակոդոնային հանգույց (փոխակերպման ժամանակ ճանաչում է կոդոնը mRNA-ում) և երկու կողային օղակ։

Կենդանի օրգանիզմում կան երեք հիմնական մակրոմոլեկուլներ՝ սպիտակուցներ և երկու տեսակի նուկլեինաթթուներ։ Դրանց շնորհիվ ապահովվում է կենսագործունեությունն ու ողջ օրգանիզմի ճիշտ գործունեությունը։ Որոնք են նուկլեինաթթուները: Ինչու են դրանք անհրաժեշտ: Այս մասին ավելի ուշ՝ հոդվածում:

ընդհանուր տեղեկություն

Նուկլեինաթթուն կենսապոլիմեր է, բարձր մոլեկուլային քաշ ունեցող օրգանական միացություն, որը ձևավորվում է նուկլեոտիդների մնացորդներից։ Ամբողջ գենետիկ տեղեկատվության փոխանցումը սերնդից սերունդ նուկլեինաթթուների հիմնական խնդիրն է: Ստորև ներկայացված ներկայացումը ավելի մանրամասն կբացատրի այս հայեցակարգը:

Հետազոտության պատմություն

Առաջին ուսումնասիրված նուկլեոտիդը մեկուսացվել է ցլի մկաններից 1847 թվականին և ստացել «ինոզինաթթու» անվանումը։ Քիմիական կառուցվածքի ուսումնասիրության արդյունքում պարզվել է, որ այն ռիբոսիդ-5'-ֆոսֆատ է և պահպանում է N-գլիկոզիդային կապը, 1868 թվականին հայտնաբերվել է «նուկլեին» կոչվող նյութ։ Այն հայտնաբերել է շվեյցարացի քիմիկոս Ֆրիդրիխ Միշերը որոշ կենսաբանական նյութերի հետազոտության ժամանակ։ Այս նյութի բաղադրությունը ներառում էր ֆոսֆոր: Միացությունն ուներ թթվային հատկություններ և չէր քայքայվում պրոտեոլիտիկ ֆերմենտների կողմից:

Նյութը ստացել է C29H49N9O22P3 բանաձևը:Նուկլեինի մասնակցության ենթադրությունը ժառանգական տեղեկատվության փոխանցման գործընթացում առաջ է քաշվել նրա քիմիական կազմի քրոմատինի նմանության հայտնաբերման արդյունքում: Այս տարրը քրոմոսոմների հիմնական բաղադրիչն է:Նուկլեինաթթու տերմինը առաջին անգամ ներմուծվել է 1889 թվականին Ռիչարդ Ալթմանի կողմից: Հենց նա դարձավ այդ նյութերը առանց սպիտակուցային կեղտերի ստացման մեթոդի հեղինակ:Նուկլեինաթթուների ալկալային հիդրոլիզի ուսումնասիրության ժամանակ Լևինը և Ջեյկոբը բացահայտեցին այս գործընթացի արտադրանքի հիմնական բաղադրիչները: Դրանք նուկլեոտիդներ և նուկլեոզիդներ էին։ 1921 թվականին Լյուինը առաջարկեց, որ ԴՆԹ-ն ունի տետրանուկլեոտիդային կառուցվածք։ Սակայն այս վարկածը չհաստատվեց և պարզվեց, որ սխալ է։

Դասակարգում

Նուկլեինաթթուները երկու տեսակի են՝ ԴՆԹ և ՌՆԹ: Նրանց առկայությունը հայտնաբերվում է բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում: ԴՆԹ-ն հիմնականում հայտնաբերվում է բջջի միջուկում։ ՌՆԹ-ն հայտնաբերվում է ցիտոպլազմայում: 1935 թվականին ԴՆԹ-ի փափուկ մասնատման ժամանակ ստացվել է ԴՆԹ առաջացնող 4 նուկլեոտիդ։ Այս բաղադրիչները ներկայացված են բյուրեղների վիճակում։ 1953 թվականին Ուոթսթոունը և Քրիքը որոշեցին, որ ԴՆԹ-ն ունի կրկնակի պարույր:

Արդյունահանման մեթոդներ

Բնական աղբյուրներից միացություններ ստանալու համար մշակվել են տարբեր մեթոդներ։ Այս մեթոդների հիմնական պայմաններն են նուկլեինաթթուների և սպիտակուցների արդյունավետ տարանջատումը, գործընթացի ընթացքում ստացված նյութերի նվազագույն մասնատումը: Մինչ օրս դասական մեթոդը լայնորեն կիրառվում է: Այս մեթոդի էությունը կենսաբանական նյութի պատերի ոչնչացումն է և դրանց հետագա մշակումը անիոնային լվացող միջոցով։ Արդյունքը սպիտակուցի նստվածք է, և նուկլեինաթթուները մնում են լուծույթում: Օգտագործվում է նաև մեկ այլ մեթոդ. Այս դեպքում նուկլեինաթթուները կարելի է գելել՝ օգտագործելով էթանոլ և աղ: Դա անելիս պետք է որոշակի խնամք ցուցաբերել: Մասնավորապես, էթանոլը պետք է մեծ խնամքով ավելացվի աղի լուծույթին՝ գելային նստվածք ստանալու համար: Թե ինչ կոնցենտրացիայով է մեկուսացվել նուկլեինաթթուն, ինչ կեղտեր կան դրա մեջ, կարելի է որոշել սպեկտրոֆոտոմետրիկ մեթոդով։ Նուկլեինաթթուները հեշտությամբ քայքայվում են նուկլեազի կողմից, որը ֆերմենտների հատուկ դաս է: Նման թողարկումով անհրաժեշտ է, որ լաբորատոր սարքավորումները պարտադիր բուժում անցնեն ինհիբիտորներով: Դրանք ներառում են, օրինակ, DEPC ինհիբիտորը, որն օգտագործվում է ՌՆԹ-ի մեկուսացման մեջ:

Ֆիզիկական հատկություններ

Նուկլեինաթթուները լավ լուծելի են ջրում և գրեթե անլուծելի են օրգանական միացություններում։ Բացի այդ, նրանք հատկապես զգայուն են ջերմաստիճանի և pH մակարդակների նկատմամբ: Բարձր մոլեկուլային քաշով նուկլեինաթթվի մոլեկուլները մեխանիկական ուժերի ազդեցության տակ կարող են մասնատվել նուկլեազով։ Դրանք ներառում են լուծումը խառնելը, այն թափահարելը:

Նուկլեինաթթուներ. Կառուցվածք և գործառույթներ

Քննարկվող միացությունների պոլիմերային և մոնոմերային ձևերը հանդիպում են բջիջներում։ Պոլիմերային ձևերը կոչվում են պոլինուկլեոտիդներ: Այս ձևով նուկլեոտիդների շղթաները կապված են ֆոսֆորաթթվի մնացորդի միջոցով: Երկու տեսակի հետերոցիկլիկ մոլեկուլների պարունակության պատճառով, որոնք կոչվում են ռիբոզ և դեզոքսորիբոզ, թթուները, համապատասխանաբար, ռիբոնուկլեին են և դեզօքսիռիբոնուկլեին: Նրանց օգնությամբ տեղի է ունենում ժառանգական տեղեկատվության պահպանումը, փոխանցումն ու ներդրումը։ Նուկլեինաթթուների մոնոմերային ձևերից ամենատարածվածն է ադենոզին տրիֆոսֆորական թթուն։ Այն մասնակցում է ազդարարման և բջջի էներգիայի պաշարների ապահովմանը:

ԴՆԹ

Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն մակրոմոլեկուլ է։ Նրա օգնությամբ տեղի է ունենում գենետիկական տեղեկատվության փոխանցման եւ ներդրման գործընթացը։ Այս տեղեկատվությունը անհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմի զարգացման և գործունեության ծրագրի համար։ Կենդանիների, բույսերի, սնկերի մեջ ԴՆԹ-ն բջջի միջուկում տեղակայված քրոմոսոմների մի մասն է, ինչպես նաև հանդիպում է միտոքոնդրիումներում և պլաստիդներում: Բակտերիաներում և արխեաներում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մոլեկուլը ներսից կպչում է բջջային թաղանթին։ Նման օրգանիզմներում առկա են հիմնականում շրջանաձև ԴՆԹ մոլեկուլներ։ Դրանք կոչվում են «պլազմիդներ»։ Ըստ քիմիական կառուցվածքի՝ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն նուկլեոտիդներից բաղկացած պոլիմերային մոլեկուլ է։ Այս բաղադրիչներն իրենց հերթին կազմված են ազոտային հիմքից, շաքարից և ֆոսֆատային խմբից։ Վերջին երկու տարրերի շնորհիվ է, որ կապ է գոյանում նուկլեոտիդների միջև՝ ստեղծելով շղթաներ։ Հիմնականում ԴՆԹ-ի մակրոմոլեկուլը ներկայացված է երկու շղթաներից բաղկացած պարույրի տեսքով։

ՌՆԹ

Ռիբոնուկլեինաթթուն նուկլեոտիդների երկար շղթա է։ Դրանք պարունակում են ազոտային հիմք, ռիբոզա շաքար և ֆոսֆատային խումբ։ Գենետիկական տեղեկատվությունը կոդավորված է նուկլեոտիդների հաջորդականությամբ: ՌՆԹ-ն օգտագործվում է սպիտակուցի սինթեզը ծրագրավորելու համար։ Ռիբոնուկլեինաթթուն առաջանում է տառադարձման ժամանակ։ Սա ԴՆԹ կաղապարի վրա ՌՆԹ-ի սինթեզի գործընթացն է: Այն առաջանում է հատուկ ֆերմենտների մասնակցությամբ։ Դրանք կոչվում են ՌՆԹ պոլիմերազներ։ Դրանից հետո թարգմանության գործընթացին մասնակցում են մատրիցային ռիբոնուկլեինաթթուները։ Այսպես է կատարվում սպիտակուցի սինթեզը ՌՆԹ կաղապարի վրա։ Ռիբոսոմներն ակտիվ մասնակցություն են ունենում այս գործընթացում։ Մնացած ՌՆԹ-ները տրանսկրիպցիայի վերջում ենթարկվում են քիմիական փոխակերպումների: Շարունակվող փոփոխությունների արդյունքում ձևավորվում են ռիբոնուկլեինաթթվի երկրորդական և երրորդական կառուցվածքներ։ Նրանք գործում են՝ կախված ՌՆԹ-ի տեսակից։