Передача наследственной информации клеткой
Вопрос 1. Вспомните полное определение по-нятия «жизнь».
В середине XIX в. Фридрих Энгельс писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого явля-ется постоянный обмен веществ с окружаю-щей их внешней природой, причем с прекра-щением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». На современном уровне знаний это классиче-ское определение жизни дополнено представ-лением об исключительной значимости нукле-иновых кислот — молекул, которые содержат генетическую информацию, позволяющую ор-ганизмам самовозобновляться и самовоспроизводиться (размножаться).
Он утверждает, что не только химические силы отличаются от сил, которые управляют явлениями жизни, но что они находятся в антагонизме с ними и что они стремятся уничтожить живое тело, а не сохранять его. Поэтому, по словам Шталя, должна существовать жизненно важная сила, которая сохраняет организм против действия внешних химических сил, которые постоянно стремятся вторгнуться и уничтожить его; жизнь - это их триумф. Этими идеями Стал основал витализм, но на этом термина он не остановился: это был только первый шаг на пути, который привел бы его к анимизму.
Приведем одно из современных определе-ний: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегули-рующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нук-леиновых кислот». При этом понятие «откры-тая система» подразумевает отмеченный еще Ф. Энгельсом обмен веществами и энергией с окружающей средой (питание, дыхание, выде-ление); понятие «саморегуляция» — способ-ность к поддержанию постоянства химическо-го состава, структуры и свойств. Важным ус-ловием успешной саморегуляции является раздражимость — способность организма ре-агировать на информацию, поступающую из внешнего мира.
Эта жизненная сила, говорит он, которая постоянно борется с физическими силами, действует разумно, с расчетным дизайном, для сохранения организма. Теперь, если жизненная сила разумна, зачем отличать ее от разумной души? Василий Валентайн и его ученик Парацельс умножили без меры существование разумных нематериальных принципов, арки, которые регулировали явления живого тела. Ван Хелмонт, самый знаменитый представитель этих археологических доктрин, объединившихся с экспериментальным гением, самым неупорядоченным воображением в своих ошибках, задумал целую иерархию этих нематериальных принципов.
Вопрос 2. Назовите основные свойства генети-ческого кода и поясните их значение.
Можно выделить семь основных свойств ге-нетического кода.
Триплетность . Три стоящих подряд нук-леотида кодируют одну аминокислоту.
Однозначность . Один триплет не может кодировать более одной аминокислоты.
Избыточность . Одна аминокислота мо-жет быть кодирована более чем одним трипле-том.
В первом ранге была разумная и бессмертная душа, сливающаяся в Боге, затем чувствительная и смертельная душа, имеющая в качестве своего агента еще одну главную арку, которая сама командовала толпой субалтерных арк, бла. Он признает, но одна душа, бессмертная душа, одновременно заряженная телесным правительством. Душа для него - это самый принцип жизни. Жизнь - один из способов функционирования души, это ее оживляющий акт. Бессмертная душа, разумная и разумная сила, непосредственно управляет материей тела, реализует ее, направляет ее к ее концу.
Непрерывность . Между триплетами не существует «знаков препинания». Если «рам-ку считывания» сдвинуть на один нуклеотид, то весь код будет расшифрован неверно. В ка-честве примера приведем предложение, со-стоящее из трехбуквенных слов: жил был кот кот был сер. Теперь сдвинем «рамку считы-вания» на одну букву: илб ылк отк отб ылс ер.
Именно это не только диктует наши добровольные действия, но и заставляет сердце биться, циркулировать кровью, дышать легким, выделять железы. Если гармония этих явлений нарушается, если болезнь возникает, то это происходит потому, что душа не выполнила свои функции или не смогла эффективно противостоять внешним причинам разрушения. Такая доктрина имела нечто странное и противоречивое, поскольку действие разумной души на жизненные действия, по-видимому, предполагает сознательное направление, а самое простое замечание учит нас, что все функции питания, обращения, секреции, пищеварение и т.д. являются бессознательными и непроизвольными, как будто, по выражению философского физиолога, природа с предусмотрительностью хотела отозвать эти важные явления из капризов невежественной воли.
Генетический код является неперекрывающимся. Любой нуклеотид может входить в состав только одного триплета.
Полярность . Существуют триплеты, оп-ределяющие начало и конец отдельных генов.
Универсальность . У всех живых организ-мов один и тот же триплет кодирует одну и ту же аминокислоту.
Вопрос 3. Какова сущность процесса передачи наследственной информации из поколения в поко-ление и из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка?
Поэтому анимизм Шталя был отмечен преувеличением, которое носило его преемников, если бы не отказаться от него, по крайней мере, чтобы глубоко его изменить. Идеи Декарта и Сталя произвели глубокое впечатление на науку и создали два течения, которым суждено было дойти до нас. Декарт сформулировал первые принципы и применил механические законы к игре машины человеческого тела; его адепты распространялись и объясняли механические объяснения различных витальных явлений. Среди наиболее известных из этих ятро-механиков Борелли, Питкэрн, Хейлз, Кейл, и особенно Бурхава, должны были быть упомянуты в первом ранге, влияние которых было преобладающим.
При передаче наследственной информации из поколения в поколение молекулы ДНК уд-ваиваются в процессе дупликации. Каждая до-черняя клетка получает одну из двух идентич-ных молекул ДНК. При бесполом размноже-нии генотип дочернего организма идентичен материнскому. При половом размножении ор-ганизм потомка получает собственный дипло-идный набор хромосом, собранный из гапло-идного материнского и гаплоидного отцовско-го наборов.
Декарт и Лейбниц в принципе полагали, что везде законы механики одинаковы; что нет двух механиков, один для сырых тел, другой для живых тел. В конце прошлого века Лавуазье и Лаплас пришли, чтобы доказать, что нет двух химиков, один для сырых тел, другой для живых существ. Экспериментально они доказали, что дыхание и выработка тепла происходят в теле человека и животных явлениями горения, весьма сходными с тем, которые происходят при прокаливании металлов.
Примерно в то же время в школе Монпелье сияли Бордеу, Бартез и Гримо. Они были преемниками Шталя; тем не менее они сохранили только первую часть доктрины мастера, витализма и отвергли второй анимизм. В отличие от Шталя, они хотят, чтобы принцип жизни отличался от души; но вместе с ним они допускают жизненную силу, жизненный принцип ректора, единство которого дает основание гармонии жизненных проявлений и которое действует вне законов механики, физики и химии.
При передаче наследственной информации из ядра в цитоплазму ключевым процессом яв-ляется транскрипция — синтез РНК на ДНК. Синтезированная молекула иРНК является комплементарной копией определенного фраг-мента ДНК — гена и содержит информацию о строении определенного белка. Такая моле-кула иРНК является посредником между хра-нилищем генетической информации — ядром и цитоплазмой с рибосомами, где создаются белки. Рибосомы используют иРНК как мат-рицу («инструкцию») для синтеза белка в про-цессе трансляции.
Между тем витализм постепенно изменялся по своей форме; учение о витальных свойствах стало важным периодом в истории физиологии. Вместо метафизических концепций, которые до сих пор царили, вот физиологическая концепция, которая стремится объяснить жизненные проявления самыми свойствами материи тканей или органов. Борду, Гримо и Бартез более или менее смутно заглядывали в эту идею. Халлер приложил свое имя к открытию этого моторного факультета, сообщив нам свои незабываемые эксперименты по раздражительности и чувствительности различных частей тела.
Вопрос 4. Где синтезируются рибонуклеиновые кислоты?
Рибонуклеиновые кислоты синтезируются в ядре. Образование рРНК и сборка субъеди-ниц рибосом происходят в особых участках яд- pa — ядрышках. Небольшое количество РНК синтезируется в митохондриях и пластидах, где имеется собственная ДНК и собственные рибосомы.
Вопрос 5. Расскажите, где происходит синтез белка и как он осуществляется. Материал с сайта
Но только в начале этого столетия Ксавьер Бихат, благодаря гениальному освещению, понимал, что причину жизненных явлений следует искать не в принципе превосходного нематериального порядка, а в свойствах материи, в пределах которых эти явления выполняются.
Здесь важно и вначале понять мысль о Бичате. Можно подумать, что он приближается к физикам и химикам, поскольку он ставит причину явлений в свойствах материи, как и они; происходит противоположное, и Бичат отходит от него и отделяется от него как можно полнее. В самом деле, цель всех физиологов, физиков и химиков всегда заключалась в том, чтобы установить сходство, идентичность явлений живых тел и неорганических тел. В противовес этим Бичат в принципе полагает, что витальные свойства абсолютно противоположны физическим свойствам, поэтому вместо того, чтобы переходить в лагерь физиков и химиков, он остается виталистическим со Сталем и школой Монпелье, Подобно им, он считает, что жизнь - это борьба между противостоящими действиями; он признает, что жизненные свойства сохраняют живое тело, препятствуя физическим свойствам, которые стремятся его уничтожить.
Синтез белка происходит в цитоплазме и осуществляется с помощью специализирован-ных органоидов — рибосом. Молекула иРНК соединяется с рибосомой тем концом, с кото-рого должен начаться синтез белка. Амино-кислоты, необходимые для синтеза белковой цепи, доставляются молекулами транспорт-ных РНК (тРНК). Каждая тРНК может пере-носить только одну из 20 аминокислот (напри-мер, только аланин). Какую конкретно амино-кислоту переносит тРНК, определяет триплет нуклеотидов, расположенный на верхушке центральной петли тРНК, — антикодон.
Когда происходит смерть, это только триумф физических свойств над их антагонистами. Более того, Бичат полностью обобщает свои идеи в своем определении жизни: жизнь - это набор функций, которые противостоят смерти, а это означает, другими словами: жизнь - это набор свойств которые сопротивляются физическим свойствам.
Этот взгляд на рассмотрение жизненных свойств как видов метафизических сущностей, которые явно не определены, но противоположен обычным физическим свойствам, несомненно, привел к поиску тех же ошибок, что и другие виталистические теории. Тем не менее, концепция Бичата, свободная от ошибок, почти неизбежных в свое время, тем не менее остается концепцией гения, на котором была основана современная физиология. До него философские, анимистические или виталистические доктрины слишком высоко и слишком далеко заходили в реальность, чтобы стать плодотворными инициаторами науки о жизни; они могли только ошеломить его, играя роль тех ленивых софизмов, которые когда-то царили в школе.
Если антикодон окажется комплементарен триплету нуклеотидов иРНК, находящемуся в данный момент в контакте с рибосомой, про-изойдет временное связывание тРНК с иРНК, и аминокислота будет включена в белковую цепь.
На следующем этапе освободившаяся тРНК уйдет в цитоплазму, а рибосома сделает «шаг» и сдвинется к следующему триплету иРНК. Затем к этому триплету подойдет тРНК с соответствующим антикодоном и доставит очеред-ную аминокислоту, которая будет присоедине-на к растущему белку.
С другой стороны, Бичат, децентрализируя жизнь, воплощая ее в тканях и связывая ее проявления с свойствами этих же тканей, имеет, если хотите, помещенное под зависимость все еще метафизического принципа, ниже в философском достоинстве и способен стать научной основой, более доступной для духа исследований и прогресса. Одним словом, Бичат был обманут, подобно виталистам, его предшественникам, в теории жизни; но он не ошибся в физиологическом методе. Его слава основала его, поместив в свойства тканей и органов непосредственные причины явлений жизни.
Таким образом, включение аминокислот в белковую цепь происходит строго в соответст-вии с последовательностью расположения три-плетов цепи иРНК.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском
На этой странице материал по темам:
- реализация генетической информации в клетке кратко
- реализация наследственной информации в клетке
- сообщение о клетке краткое содержание
- наследственная информация и реализация ее в клетке реферат
- реализация наследственной информации в клетке кратко
Жизнь – это принцип существования сложных биологических систем, сосоящих из крупных органических молекул и способных самовоспроизводиться и поддерживать свое существование в результате обмена энергией и веществом с окружающей средой.
Живое – это природная родина человека. Обрядность тотемизма вообще рассматривала животное как божество. Оно живет в гармонии с природой и человеку многому у него следует поучиться. Живое – это то, чем человек питается, следовательно, добывание, а затем культивирование живого – основа хозяйственной деятельности. Однако живое – это источник опасности: либо конкурент в пищевой цепочке, либо смертельный враг.
Для биологии жизнь – объект познания. Биология видит живое как бы извне. Согласно данным биологии первые признаки жизни на Земле появились порядка 4 млрд. лет назад, примерно 2 млрд. лет назад возникли первые клетки, способные к фотосинтезу.
Любому биологическому организму свойственен циклический тип развития. В каждом отдельном цикле наблюдается закономерная последовательность сменяющих друг друга стадий от рождения до смерти, причем каждая из этих стадий достаточно хорошо отличима. Биологический организм постоянно изменяется, подчас весьма резко, однако при этом сохраняется его самотождественность.
Каждая наука выделяет разные, важные для себя стороны общего феномена жизни на Земле, фиксируя их в своем определении. Скажем, химик изучает жизнь с точки зрения состава веществ и процессов его непрерывной перестройки. Физик «видит» в живых организмах подкласс открытых неравновесных термодинамических систем, непрерывно обменивающихся со средой веществом и энергией, и т.д.
Можно выделить дескриптивный и атрибутивный подходы к определению жизни. Дескриптивный подход: видимые свойства живых организмов, совокупность которых и выделяет их из мира «неживой» природы. Например: организация, способность к самовоспроизведению, развитие, смерть, питание, дыхание, раздражимость, подвижность и т.д.
Атрибутивный подход. Выделение из видимых свойств живых организмов лишь некоторых из них как коренных, внутренних свойств, т.е. атрибутов, качественно отличающих их от объектов неживой природы. Это – обмет веществ, самовоспроизведение, саморегуляция и способность создавать и хранить информацию.
С позиции естествознания существуют два основных подхода к определению жизни – субстратный и функциональный. При субстратном подходе - субстрат (белок или молекулы ДНК) является носителем основных свойств живого; функциональный подход рассматривает жизнь с точки зрения ее основных свойств (обмен веществ, самовоспроизводство и т.д.).
Семиотическая природа жизни. ДНК (а вслед за нею и белок) рассматривается не просто как «химическое тело», не просто как «вещество наследственности», но как «носитель кода наследственной информации», как своего рода «текст», в котором записана программа формирования всех важнейших функциональных единиц живой клетки.
Представление о биосфере позволяет увидеть жизнь как сплошной, непрерывный во времени и пространстве поток, в котором беспрестанно преобразуются вещество, энергия и информация. Отношение биосферы и живого организма – это отношение общего и частного, т.к. конкретный живой организм обладает противоположными характеристиками (он дискретен (прерывист во времени) и ограничен).
Всякая индивидуальная жизнь конечна. Для биологии это имеет глубокий смысл: во-первых, она дает начала новым жизням, во-вторых, она уступает им дорогу. Бесконечная жизнь отдельного организма закрывает возможность для порождения и отбора новых форм, что противоречит эволюционной теории. Зигмунд Фрейд утверждал, что живой материи в равной мере присущ как инстинкт жизни, так и инстинкт смерти.
Идеи Бичата породили глубокую и универсальную революцию в физиологии и медицине. Вышла анатомическая школа, преследующая пыл в жизненных свойствах здоровых и измененных тканей, объясняющих явления здоровья и болезни. Таким образом, мы находим в Бичате и Лавуазье представителей двух великих противоположных философских тенденций, которые мы обнаружили с древности, в самом происхождении науки, стремящихся уменьшить явления жизни к законам химии, физики и механики, а другой, наоборот, хочет отличить их и помещать их под зависимость определенного принципа, особой силы, независимо от названия, она дана душой, арками, психикой, пластическим посредником, духом ректора, жизненной силой или жизненными свойствами.
Основу взглядов на эволюцию жизни составляют теории развития(XIXв.), представители: Ж. Кювье расценивает свидетельства палеонтологии как основание для теории катастроф, после которых жизнь пересоздавалась в улучшенном виде; Сент-Илер усматривает в однородности строения живых существ общность их происхождения.; Ламрк допускает, что у организмом есть инстинкт совершенствования, стремящийся ко все более сложным структурам. Эта эволюция ускоряется благодаря приспособлению, вызванному потребностями и наследуемому.
Будет ли одна из доктрин успешной победой над другой и доминирующей без обмена? Прогресс наук влечет за собой постепенное ослабление, в равной мере, первых исключительных концепций, порожденных нашим невежеством. Поскольку только неведомое становится их принуждением, когда оно исчезает, борьба должна прекращаться, противоположные доктрины исчезают, а научная истина, которая их заменяет, господствует без соперника.
Мы можем сказать о Бичате, как о самых великих пропагандистах науки, о том, что у него была заслуга найти формулу для плавающих концепций своего времени. Все идеи его современников о жизни и все их попытки определить ее - это лишь эхо или парафраз его учения. Хирург Парижской школы, Пеллетан, учит, что жизнь - это сопротивление, противостоящее организованной материи, причинам, которые постоянно стремятся ее уничтожить. Сам Кювье развивает ту же идею, что жизнь - это сила, которая сопротивляется законам, которые управляют сырой материей; смерть была бы только возвращением живой материи под власть этих законов.