Шляхи передачі інформації в живих системах PDF

# Шляхи передачі інформації в живих системах - **ГМО-технології:** - Використовують ген медузи, що відповідає за синтез білка, який світиться під впливом ультрафіолету. - Якщо такий ген увести до організму кози так, щоб синтезований ним білок потрапляв у молоко, то чи може людина, яка п'є т...

# Шляхи передачі інформації в живих системах - **ГМО-технології:** - Використовують ген медузи, що відповідає за синтез білка, який світиться під впливом ультрафіолету. - Якщо такий ген увести до організму кози так, щоб синтезований ним білок потрапляв у молоко, то чи може людина, яка п'є таке молоко, отримати цей ген у свій геном? - **Відповідь:** Ні, людський організм не може отримати цей ген. - **Центральна догма молекулярної біології:** - **Френсіс Крік (1958):** запропонував центральну догму молекулярної біології. - **Догма:** Потік інформації в живих організмах відбувається тільки в напрямку від ДНК до РНК, а потім до білків. - **Після подальших досліджень догму було відредаговано**: - **Сучасна формулювання:** Потік інформації в живих організмах може відбуватися між нуклеїновими кислотами та в напрямку від нуклеїнових кислот до білків, але не може проходити від білків до нуклеїнових кислот. - **Схема передачі інформації:** - З ДНК на ДНК та в напрямку ДНК—РНК—білок інформація передається в усіх клітинах живих організмів (під час реплікації, транскрипції і трансляції). - Передачу інформації з РНК на РНК використовують деякі віруси. - Передача інформації з РНК на ДНК використовується деякими вірусами і, в деяких випадках, у клітинах живих організмів (так звана зворотна транскрипція). ## Процеси передачі інформації в клітині | Процес | Звідки й куди передається інформація | Коли відбувається | Ферменти та структури, які беруть участь у процесі | |--------------|--------------------------------------|----------------------|---------------------------------------| | Реплікація | З ДНК на ДНК | Під час подвоєння ДНК перед поділом клітини | ДНК-залежна ДНК-полімераза, топоізомераза, геліказа | | Транскрипція | З ДНК на РНК | На першому етапі синтезу білка | ДНК-залежна РНК-полімераза, топоізомераза, геліказа | | Трансляція | З РНК на білок | На другому етапі синтезу білка | Рибосома | | Зворотна | З РНК на ДНК | Під час переміщення мобільних генетичних елементів та під час розмноження ретровірусів у клітині | РНК-залежна ДНК-полімераза (ревертаза), топоізомераза, геліказа | ## Зворотна транскрипція - З процесами реплікації, транскрипції і трансляції ви вже знайомі. - **У процесі зворотної транскрипції події відбуваються у зворотному порядку порівняно зі звичайною транскрипцією.** Здійснює його також комплекс ферментів, головним з яких є фермент РНК -залежна ДНК-полімераза (її часто називають ревертазою або зворотною транскрип-тазою). - **Цей фермент будує ланцюжок ДНК за зразком ланцюжка РНК.** - **Принцип побудови нової молекули також базується на явищі комплементарності**, але відповідність у цьому випадку дещо інша порівняно з транскрипцією. ## Уридиловий нуклеотид - Уридиловий нуклеотид до складу ДНК не входить, тому навпроти аденілового нуклеотиду РНК розташовується тимідиловий нуклеотид у ланцюжку ДНК, а навпроти ури-дилового - аденіловий. ## Особливості процесу у клітинах живих організмів і у вірусів - Особливо часто цей процес використовують віруси, у яких нуклеїновою кислотою є РНК. - Вони проникають у клітини живих організмів і там за допомогою ферменту ревертази зі своєї РНК утворюють ДНК. - А вже ця ДНК вбудовується в геном клітини й починає контролювати процеси, які в ній відбуваються. - Також ряд вірусів використовує для розмноження в клітині явище реплікації РНК без синтезу проміжної молекули ДНК. - **Одним із тих, хто відкрив явище зворотної транскрипції, був український учений С. М. Гершензон.** ## Ферменти, що забезпечують передачу спадкової інформації - **Функціонування нуклеїнових кислот у клітинах забезпечує великий комплекс молекул**, основними з яких є ферменти: полімерази, гелікази, топоізомерази тощо. - **Полімерази** - це ферменти, які здійснюють полімеризацію нитки нуклеїнової кислоти з нуклеотидів, використовуючи як матрицю вже існуючий ланцюг нуклеїнової кислоти. Залежно від того, який ланцюг використовується і яка кислота синтезується, існують кілька видів полімераз. - **ДНК-залежна РНК-полімераза:** синтезує молекулу РНК на ланцюжку ДНК (цей фермент бере участь у процесі транскрипції). - **ДНК-залежна ДНК-полімераза:** синтезує нові молекули ДНК під час реплікації. - **Топоізомерази:** це ферменти, які здатні змінювати топологію ДНК (її просторову будову). - Це дозволяє привести ділянку ДНК в стан, коли можлива робота інших ферментів. - **Гелікази:** це ферменти, які відповідають за розділення дволанцюгових молекул нуклеїнових кислот на одноланцюгові. - Такий процес є дуже важливим, наприклад, перед початком реплікації або транскрипції. - Залежно від того, з якою нуклеїновою кислотою працює фермент, виділяють ДНК-гелікази і РНК-гелікази. ## Ключова ідея: - У живих системах спадкова інформація передається переважно у напрямках ДНК — РНК — білок та ДНК — ДНК. - Можлива також передача інформації у напрямах РНК — ДНК і РНК — РНК. - **Для забезпечення передачі цієї інформації живі організми використовують спеціальні ферменти:** полімерази, топоізомерази, гелікази тощо. ## Запитання та завдання: 1. За яким зразком і що синтезує РНК-залежна ДНК-полімераза? 2. Чи потрібні топоізомерази і гелікази в бактеріальній клітині, ДНК якої має вигляд кільцевої молекули? 3. У якій послідовності повинні працювати полімераза, геліказа і топоізомераза для забезпечення процесу реплікації?