Митологични основи на Менделовите закони. Скаченост на гените и кросинговър.

Реализация на генетичната информация.

Реализацията на генетичната информация се осъществява в два последователни етапа.

Първи етап транскрипция (лат. транскрибо преписване). ДНК носи информация за подреждането на аминокиселините в полипептидните вериги. ДНК обаче се намира в ядрата на клетките (с малки изключения), а белтъците се синтезират върху рибозомите. Следователно ДНК не може да осъществява пряк контрол върху синтезирането на белтъците. За реализирането на записаната в ДНК информация е необходимо тя да бъде изнесена от ядрото чрез някакъв посредник. Това става чрез молекули РНК по следния начин: Върху участък от единична верига на ДНК, голям колкото един или няколко гена, става матрично синтезиране на РНК. Специален ензим (ДНК-зависима РНК-полимераза) разплита двойната спирала на ДНК в единия край на участъка и пълзи" по него до другия му край. Едновременно с това се изгражда молекула РНК, комплементарна на едната верига от разплетения участък от ДНК. С пълзенето на ензима нараства и молекулата на синтезираната РНК (фиг. 1.23.).

Наследствената информация на даден ген се преписва върху молекулата РНК съгласно матричния принцип.

Синтезираната по този начин РНК се нарича информационна (матрична, или посредник) иРНК (мРНК).

Етапът на преписване на наследствената информация върху молекулата иРНК се нарича транскрипция.

Той се осъществява в клетъчното ядро.

Втори етап транслация (лат. транслацио предаване). Наследствената информация трябва обаче освен да бъде изнесена от ядрото и да се преведе от езика на нуклеиновите киселини" на езика на белтъците". Необходимо е нуклеотидната последователност да се реализира в аминокиселинна последователност. Това се осъществява по следния начин:

Синтезираната молекула иРНК се отделя от матричната верига ДНК и напуска ядрото, като преминава в цитоплазмата. Тук иРНК се свързва с рибозомите. Образуват се т. нар. полирибозомен (полизомен) комплекс. На всяка рибозома се синтезира полипептидна верига. По такъв начин наследствената информация, преписана в една молекула иРНК, се реализира в едновременното синтезиране на няколко полипептидни вериги, които са идентични. Тук особено важна роля играят различните молекули тРНК. Те имат сходен строеж. По дължината на молекулата им повечето нуклеотиди комплементират едни с други. Така се образуват големи двуверижни участъци (фиг. 1.24.). На определено място от молекулата на тРНК остават несдвоени 3 последователни нуклеотида. Те се наричат антикодон и са комплементарни на съответен кодон от иРНК. Транспортните РНК се свързват с определени аминокиселини и чрез антикодона си разпознават" мястото, което трябва да заеме съответната свързана аминокиселина в синтезиращата се полипептидна верига. Транспортните РНК се различават по антикодона си и биват 61 вида. Аминокиселините намират" съответните им кодони не пряко, а чрез пренасящите ги тРНК.

При свързването на аминокиселините със съответните им молекули тРНК се изразходва енергия. Този процес се осъществява с участието на ензими, които са специфични за различните аминокиселини.

Когато иРНК навлезе с първите си два кодона в рибозомата, към тях чрез антикодоните си се присъединяват две молекули тРНК. Те носят съответните аминокиселини. Подредени близо една до друга, с посредничеството на ензими на рибо-зомата двете аминокиселини се свързват с пептидна връзка. Образува се дипептид, свързан с втората тРНК. Първата тРНК напуска рибозомата, а тя се придвижва по дължината на иРНК и обхваща третия © кодон. Към него се присъединява трета тРНК, носеща трета аминокиселина. Отново с посредничеството на рибозомни ензими втората и третата аминокиселина се свързват с пептидна връзка. Образува се трипептид, свързан с третата тРНК. Втората тРНК напуска рибозомата, а тя обхваща четвъртия кодон и т. н. (фиг. 1.25.). Така при последователното преминаване на кодоните на иРНК през рибозомата нараства полипептидната верига.

Всяка аминокиселина заема онова място от полипептидната верига, което е закодирано в молекулата на ДНК, преписано от молекулата на иРНК и разпознато от съответната тРНК. Първичната структура на белтъчната молекула зависи изцяло от информацията, преписана в молекулата иРНК, и не зависи от тРНК, рибозомите и ензимите, участващи в транслацията.

Ако към тРНК, рибозоми и ензими, изолирани от бактерийни клетки, се прибави иРНК от някой вирус, винаги се синтезира вирусен белтък. Това показва, че винаги се осъществява преписаната информация, а клетъчните структури и ензимите, участващи в транслацията й, не оказват никакво влияние.