Las leyes de la herencia han atraído la atención humana desde el momento en que quedó claro por primera vez que la genética es algo más material que algunos poderes superiores. El hombre moderno sabe que los organismos tienen la capacidad de reproducirse de manera similar a ellos mismos, mientras que la descendencia recibe características específicas y características inherentes a sus padres. La reproducción se realiza debido a la capacidad de transferir información genética entre generaciones.
Teoría: Nunca se puede tener demasiado
Las leyes de la herencia comenzaron a investigarse activamente hace relativamente poco tiempo. Un impresionante paso adelante en este asunto se dio en el siglo pasado, cuando Sutton y Boveri presentaron una nueva hipótesis al público. Fue entonces cuando sugirieron que los cromosomas probablemente portan datos genéticos. Algo más tarde, la tecnología permitió el estudio químico de la composición cromosómica. revelóla presencia de compuestos nucleicos específicos de proteínas. Las proteínas resultaron ser inherentes a una gran variedad de estructuras y características específicas de la composición química. Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que las proteínas eran el aspecto principal que aseguraba la transferencia de datos genéticos entre generaciones.
Décadas de investigación sobre este tema han proporcionado nuevos conocimientos sobre la importancia del ADN celular. Como han revelado los científicos, solo estas moléculas son portadoras materiales de información útil. Las moléculas son un elemento del cromosoma. Hoy en día, casi todos nuestros compatriotas que han recibido una educación general, así como los residentes de muchos otros países, son muy conscientes de cuán importantes son las moléculas de ADN para una persona, el desarrollo normal del cuerpo humano. Muchos imaginan la importancia de estas moléculas en términos de herencia.
La genética como ciencia
La genética molecular, que se ocupa del estudio del ADN celular, tiene un nombre alternativo: bioquímica. Esta área de la ciencia se formó en la intersección de la bioquímica y la genética. La dirección científica combinada es un área productiva de la investigación humana, que ha proporcionado a la comunidad científica una gran cantidad de información útil que no está disponible para las personas involucradas solo en bioquímica o genética. Los experimentos realizados por profesionales en este campo implican trabajar con numerosas formas de vida y organismos de varios tipos y categorías. Los resultados más significativos obtenidos por la comunidad científica son fruto del estudio de los genes humanos, así como de diversasmicroorganismos Entre estos últimos, entre los más importantes se encuentran Eisheria coli, fagos lambda de estos microbios, hongos neurospore crassa y Saccharomyces cerevisia.
Bases genéticas
Durante mucho tiempo, los científicos no han dudado de la importancia del cromosoma en la transferencia de información hereditaria entre generaciones. Como han demostrado pruebas especializadas, los cromosomas están formados por ácidos, proteínas. Si realiza un experimento de tinción, la proteína se liberará de la molécula, pero el NA permanecerá en su lugar. Los científicos tienen una mayor cantidad de evidencia que nos permite hablar sobre la acumulación de información genética en NK. Es a través de ellos que los datos se transmiten entre generaciones. Los organismos formados por células, los virus que tienen ADN, reciben información de la generación anterior a través del ADN. Algunos virus contienen ARN. Es este ácido el responsable de la transmisión de información. El ARN, el ADN son NK, que se caracterizan por ciertas similitudes estructurales, pero también hay diferencias.
Al estudiar el papel del ADN en la herencia, los científicos han descubierto que las moléculas de dicho ácido contienen cuatro tipos de compuestos de nitrógeno y desoxirribosa. Debido a estos elementos, la información genética se transmite. La molécula contiene sustancias de purina adenina, guanina, combinaciones de pirimidina timina, citosina. La columna vertebral química molecular son los residuos de azúcar que se alternan con los residuos de ácido fosfórico. Cada residuo tiene un vínculo con la fórmula del carbono a través de los azúcares. Las bases nitrogenadas se unen por los lados a los residuos de azúcar.
Nombres y fechas
Científicos,Al investigar los fundamentos bioquímicos y moleculares de la herencia, pudieron identificar las características estructurales del ADN solo en el 53. La autoría de la información científica se asigna a Crick, Watson. Demostraron que cualquier ADN tiene en cuenta las cualidades biológicas específicas de la herencia. Al construir un modelo, debe recordar la duplicación de partes y la capacidad de acumular, transmitir información hereditaria. Potencialmente, la molécula es capaz de mutar. Los componentes químicos, su combinación, junto con los enfoques de los estudios de difracción de rayos X, permitieron determinar la estructura molecular del ADN como una doble hélice. Está formado por mitades de espirales de tipo antiparalelas. Los esqueletos de azúcar-fosfato están reforzados con enlaces de hidrógeno.
En el estudio de las bases moleculares de la herencia y la variabilidad, los trabajos de Chargaff son de particular importancia. El científico se dedicó al estudio de los nucleótidos presentes en la estructura del ácido nucleico. Como fue posible revelar, cada elemento de este tipo está formado por bases nitrogenadas, residuos de fósforo, azúcar. Se reveló la correspondencia del contenido molar de timina, adenina, se estableció la similitud de este parámetro para citosina y guanina. Se asumió que cada residuo de timina tiene una adenina emparejada y que para la guanina hay una citosina.
Igual pero tan diferente
Al estudiar los ácidos nucleicos como base de la herencia, los científicos determinaron que el ADN pertenece a la categoría de polinucleótidos formados por numerosos nucleótidos. Las secuencias más impredecibles de elementos en una cadena son posibles. Teóricamente, la diversidad serial no tienerestricciones El ADN tiene cualidades específicas asociadas con las secuencias emparejadas de sus componentes, pero el emparejamiento de bases se produce de acuerdo con las leyes biológicas y químicas. Esto le permite predefinir secuencias de diferentes cadenas. Esta cualidad se llama complementariedad. Explica la capacidad de una molécula para reproducir perfectamente su propia estructura.
Al estudiar la herencia y la variabilidad a través del ADN, los científicos descubrieron que las hebras que forman el ADN son las plantillas para la formación de bloques complementarios. Para que ocurra una reacción, la molécula se desenrolla. El proceso va acompañado de la destrucción de los enlaces de hidrógeno. Las bases interactúan con componentes complementarios, lo que conduce a la generación de enlaces específicos. Una vez fijados los nucleótidos, se produce el entrecruzamiento de la molécula, lo que conduce a la aparición de una nueva formación de polinucleótidos, cuya secuencia de partes está predeterminada por el material de partida. Así aparecen dos moléculas idénticas, saturadas de idéntica información.
Replica: garante de permanencia y cambio
Descrito anteriormente da una idea de la implementación de la herencia y la variabilidad a través del ADN. El mecanismo de replicación explica por qué el ADN está presente en todas las células orgánicas, mientras que el cromosoma es un organoide único que se reproduce cuantitativa y cualitativamente con una precisión excepcional. Este método de distribución real no fue factible hasta que se estableció el hecho de la estructura complementaria de doble hélice de la molécula. Crick, Watson, habiendo asumido previamente cuál era la estructura molecular, resultó tener toda la razón, aunque con el tiempo los científicos comenzaron a dudar de la exactitud de su visión del proceso de replicación. Al principio, se creía que las espirales de una cadena aparecían simultáneamente. Se sabe que las enzimas que catalizan la síntesis molecular en el laboratorio funcionan solo en una dirección, es decir, primero aparece una cadena y luego la segunda.
Los métodos modernos de estudio de la herencia humana han hecho posible simular la generación discontinua de ADN. El modelo apareció en el 68. La base de su propuesta fue un trabajo experimental con Eisheria coli. La autoría de los trabajos científicos se asigna a Orzaki. Los especialistas modernos tienen datos precisos sobre los matices de la síntesis en relación con eucariotas, procariotas. A partir de la bifurcación molecular genética, el desarrollo se produce mediante la generación de fragmentos que se mantienen unidos por la ligasa de ADN.
Se supone que los procesos de síntesis son continuos. La reacción replicativa involucra numerosas proteínas. El desenrollamiento de la molécula se produce gracias a la enzima, la conservación de este estado está garantizada por la proteína desestabilizadora y la síntesis se realiza a través de la polimerasa.
Nuevos datos, nuevas teorías
Utilizando métodos modernos para estudiar la herencia humana, los expertos han identificado de dónde provienen los errores de replicación. La explicación se hizo posible cuando se dispuso de información precisa sobre los mecanismos de copia de moléculas y las características específicas de la estructura molecular. El esquema de replicación asumedivergencia de las moléculas originales, con cada mitad actuando como matriz para una nueva cadena. La síntesis se realiza debido a los enlaces de hidrógeno de las bases, así como a los elementos mononucleotídicos del stock de procesos metabólicos. Para generar enlaces de tiamina, adenina o citosina, guanina, se requiere la transición de sustancias a la forma tautomérica. En el medio acuático, cada uno de estos compuestos está presente en varias formas; todos son tautoméricos.
Hay opciones más probables y menos comunes. Una característica distintiva es la posición del átomo de hidrógeno en la estructura molecular. Si la reacción procede con una variante rara de la forma tautomérica, da como resultado la formación de enlaces con la base incorrecta. La cadena de ADN recibe un nucleótido incorrecto, la secuencia de elementos cambia de manera estable, se produce una mutación. El mecanismo mutacional fue explicado por primera vez por Crick, Watson. Sus conclusiones forman la base de la idea moderna del proceso de mutación.
Características del ARN
Estudiando las bases moleculares de la herencia, los científicos no podían ignorar nada menos importante que el ácido nucleico del ADN: el ARN. Pertenece al grupo de los polinucleótidos y tiene similitudes estructurales con los descritos anteriormente. La diferencia clave es el uso de la ribosa como residuo que actúa como base de la columna vertebral de carbono. En el ADN, recordemos, este papel lo desempeña la desoxirribosa. La segunda diferencia es que la timina se reemplaza por uracilo. Esta sustancia también pertenece a la clase de las pirimidinas.
Estudiando el papel genético del ADN y el ARN, los científicos primero determinaron ladiferencias insignificantes en las estructuras químicas de los elementos, pero un estudio más profundo del tema mostró que juegan un papel colosal. Estas diferencias corrigen el significado biológico de cada una de las moléculas, por lo que los polinucleótidos mencionados no se reemplazan entre sí para los organismos vivos.
La mayor parte del ARN está formado por una hebra, difiere entre sí en tamaño, pero la mayoría de ellos son más pequeños que el ADN. Los virus que contienen ARN tienen en su estructura moléculas creadas por dos cadenas: su estructura es lo más cercana posible al ADN. En el ARN, los datos genéticos se acumulan y se transmiten entre generaciones. Otros ARN se dividen en tipos funcionales. Se generan en plantillas de ADN. El proceso es catalizado por ARN polimerasas.
Información y herencia
La ciencia moderna, al estudiar los fundamentos moleculares y citológicos de la herencia, ha identificado los ácidos nucleicos como el principal objeto de acumulación de información genética; esto se aplica igualmente a todos los organismos vivos. En la mayoría de las formas de vida, el ADN juega un papel clave. Los datos acumulados por la molécula se estabilizan mediante secuencias de nucleótidos que se reproducen durante la división celular según un mecanismo in alterado. La síntesis molecular procede con la participación de componentes enzimáticos, mientras que la matriz es siempre la cadena de nucleótidos anterior, que se transmite materialmente entre las células.
A veces, a los estudiantes en el marco de la biología y la microbiología se les da la solución de problemas de genética para una demostración visual de las dependencias. Las bases moleculares de la herencia en tales problemas se consideran relativas al ADN,así como el ARN. Debe recordarse que en el caso de una molécula cuya genética es registrada por el ARN de una hélice, los procesos reproductivos proceden de acuerdo con un método similar al descrito anteriormente. La plantilla es ARN en una forma que se puede replicar. Esto aparece en la estructura celular debido a la invasión infecciosa. Comprender este proceso permitió a los científicos refinar el fenómeno del gen y ampliar la base de conocimientos al respecto. La ciencia clásica entiende el gen como una unidad de información transmitida entre generaciones y revelada en trabajos experimentales. El gen es capaz de mutaciones, combinado con otras unidades del mismo nivel. El fenotipo que posee un organismo se explica precisamente por el gen - esta es su función principal.
En la ciencia, el gen como base funcional de la herencia se consideró inicialmente también como una unidad responsable de la recombinación, la mutación. En la actualidad, se sabe fehacientemente que estas dos cualidades son responsabilidad del par de nucleótidos incluido en el ADN. Pero la función la proporciona una secuencia de nucleótidos de cientos e incluso miles de unidades que determinan las cadenas de proteínas de aminoácidos.
Proteínas y su rol genético
En la ciencia moderna, al estudiar la clasificación de los genes, las bases moleculares de la herencia se consideran desde el punto de vista de la importancia de las estructuras proteicas. Toda la materia viva está parcialmente formada por proteínas. Se consideran uno de los componentes más significativos. La proteína es una secuencia de aminoácidos única que se transforma localmente cuandopresencia de factores. A menudo hay dos docenas de tipos de aminoácidos, otros se generan bajo la influencia de enzimas de los veinte principales.
La diversidad de las cualidades de las proteínas depende de la estructura molecular primaria, la secuencia polipeptídica de aminoácidos que forma la proteína. Los experimentos realizados mostraron claramente que el aminoácido tiene una localización estrictamente definida en la cadena de nucleótidos del ADN. Los científicos lo llamaron los paralelos de los elementos proteicos y los ácidos nucleicos. El fenómeno se llama colinealidad.
Características del ADN
La bioquímica y la genética, que estudian las bases moleculares de la herencia, son ciencias en las que se presta especial atención al ADN. Esta molécula se clasifica como un polímero lineal. Los estudios han demostrado que la única transformación disponible para la estructura es la secuencia de nucleótidos. Es responsable de codificar la secuencia de aminoácidos en la proteína.
En los eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo celular y la generación de proteínas tiene lugar en el citoplasma. El ADN no cumple el papel de molde para el proceso de generación de proteínas, por lo que se necesita un elemento intermedio que se encargue del transporte de la información genética. Los estudios han demostrado que el papel se asigna a la plantilla de ARN.
Como demuestra el trabajo científico dedicado a las bases moleculares de la herencia, la información se transfiere del ADN al ARN. El ARN puede transportar datos a proteínas y ADN. La proteína recibe datos del ARN y los envía a la misma estructura. No existen vínculos directos entre el ADN y las proteínas.
Genéticoinformación: esto es interesante
Como han demostrado los trabajos científicos dedicados a las bases moleculares de la herencia, los datos genéticos son información inerte que se realiza solo en presencia de una fuente de energía externa y material de construcción. El ADN es una molécula que no tiene tales recursos. La célula recibe lo que necesita del exterior a través de las proteínas, entonces comienzan las reacciones de transformación. Hay tres rutas de información que brindan soporte vital. Están conectados entre sí, pero son independientes. Los datos genéticos se transmiten hereditariamente mediante la replicación del ADN. Los datos están codificados por el genoma: esta secuencia se considera la segunda. El tercero y último son los compuestos nutricionales que penetran constantemente en la estructura celular desde el exterior, proporcionándole energía e ingredientes de construcción.
Cuanto más estructurado está el organismo, más numerosos son los elementos del genoma. Un conjunto de genes diverso implementa la información cifrada en él a través de mecanismos coordinados. La celda rica en datos determina cómo implementar bloques de información individuales. Debido a esta cualidad, aumenta la capacidad de adaptación a las condiciones externas. La diversa información genética contenida en el ADN es la base de la síntesis de proteínas. El control genético de la síntesis es una teoría formulada por Monod y Jacob en 1961. Al mismo tiempo, apareció el modelo del operón.
