Одинаковые или разные? Геномика

«Признаки бывают доминантными и рецессивными. В зависимости от этого они могут проявиться или не проявиться в следующем поколении потомства, однако опять возникнуть через поколение или далее».

Поговорим о генетике А что там у мух?

Мендель намеревался описать только те законы, которые управляют процессами наследования признаков в растениях. Однако описанные им шаги, как оказалось, отражают основы наследования любого гена и применяются до сих пор, даже при изучении высших организмов и человека.

В начале XX века американский биолог Томас Хант Морган изучал процесс наследственной передачи признаков у мух дрозофил (Drosophilia melanogaster). В ходе экспериментов Морган выяснил, что наследуемые черты – гены – располагаются в ядрах клеток, внутри хромосом, и каждый из генов находится в определенной позиции. Его эксперименты также показали, что мутации генов проявляются в природе и становятся источником биологического разнообразия, необходимого для процесса эволюции.

Генетика – это наука, которая изучает, как биологическая информация передается потомству и изменяется в каждом последующем поколении.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – это научное название молекулы, в которой содержится генетическая информация всех живых существ.

Хромосома – это четко структурированная упаковка ДНК, которая находится в ядре клетки. У различных организмов существует разное количество хромосом. Люди наследуют от каждого родителя набор из двадцати трех хромосом. Полный набор генетической информации, содержащийся в хромосомах всех клеток организма, определяет индивидуальные характеристики каждого человека.

Ген – это основная единица наследственности живого организма. Она передает информацию от поколения к поколению. Ген – это сегмент (участок) ДНК.

В 1944 году Эрвин Чаргафф разделил молекулы нуклеиновых кислот до их азотистых оснований и выяснил, что азотистые основания не всегда находились в ядре в равных пропорциях. Кроме того, он обнаружил, что количество аденина (А) в клетке равно количеству тимина (Т), а количество гуанина (G) равно количеству цитозина (С). Эти данные сыграли решающую роль в расшифровке структуры ДНК.

Из чего мы сделаны?

Все живые организмы состоят из клеток, в структуре которых находятся нуклеиновые кислоты. Американский биохимик Феб Аарон Теодор Левин в двадцатые годы XX века установил, что нуклеоидные кислоты состоят из сахаристых соединений рибозы и дезоксирибозы. Кислоту, в которой содержится дезоксирибоза, назвали дезоксирибонуклеиновой кислотой, или ДНК. Другую кислоту, в которой содержится рибоза, назвали рибонуклеиновой кислотой, или РНК. Левин и его сподвижники верили, что данная субстанция повторяла саму себя, однако не считали, что эти кислоты несли генетическую информацию.

Левин также выяснил, что ДНК состоит из дезоксирибозы, одной фосфатной группы и четырех азотистых оснований, соединенных в цепочку.

Фотография 51 Ключ к разгадке

В середине прошлого века ученые Морис Уилкинс, Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик решили заняться изучением ДНК.

В 1952 году Розалинд Франклин впервые сфотографирова – ла гидратированную ДНК. Выяснилось, что эта молекула имела совершенно не такую структуру, как предполагалось ранее. Уилкинс показал Уотсону и Крику фотографию 51, на которой ясно виден простой и симметричный рисунок в форме «Х». И мир узнал о спиралевидной форме ДНК!

Что такое ДНК? Шаг за шагом

В начале 1950-х годов молодой американский ученый Джеймс Уотсон приехал в Англию, в Кембридж, где познакомился с физиком по имени Фрэнсис Крик. И Уотсон, и Крик интересовались исследованиями ДНК и пытались определить ее структуру с помощью рентгеновской дифракции.

Уотсон построил пространственные модели азотистых оснований и понял, что нуклеотиды могут соединяться в пары и образовывать слабые связи с помощью водородных мостиков. Работы Чаргаффа помогли Уотсону осознать, почему содержание тимина (Т) практически идеально соответствовало содержанию аденина (А), а гуанина (G) – содержанию цитозина (С). Ступени, сформированные азотистыми основаниями, оказались комплементарными, то есть взаимодополняющими.

В 1953 году Уотсон и Крик опубликовали в журнале Nature статью, в которой подробно описали строение ДНК. В заключении этой работы было сказано, что пары азотистых оснований (А с Т и G c C) двойной винтовой спирали модели ДНК объясняют, почему информация хранится в последовательностях, которые поддаются копированию, то есть передаются по наследству.