Question

1. Почему не белки или углеводы, а именно молекула ДНК обладает способностью к репликации? С какими особенностями строения ДНК это связано? 2. На каких принципах основана точность в передаче генетической информации от материнской клетки к дочерней? 3.Что такое единица репликации и прерывистый синтез цепей ДНК? Почему молекула ДНК не реплицируется сразу целиком? 4.Какую функцию при репликации выполняют короткие фрагменты РНК? 5.Какая функция теломеразной РНК? 6.Что происходит с днк хромосом в поколениях клеток,где теломераза не работает? ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА

Answer 1

Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных, спирально закрученных относительно друг друга цепочек.

В состав нуклеотидов молекулы ДНК входят четыре вида азотистых оснований: аденин, гуанин, тимин и цитоцин. В полинуклеотидной цепочке соседние нуклеотиды связаны между собой ковалентными связями.

Полинуклеотидная цепь ДНК закручена в виде спирали наподобие винтовой лестницы и соединена с другой, комплементарной ей цепью с помощью водородных связей, образующихся между аденином и тимином (две связи), а также гуанином и цитозином (три связи). Нуклеотиды А и Т, Г и Ц называются комплементарными.

В результате у всякого организма число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых  —  числу цитидиловых. Благодаря этому свойству последовательность нуклеотидов в одной цепи определяет их последовательность в другой. Такая способность к избирательному соединению нуклеотидов называется комплемен-тарностью,  и это свойство лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы (репликации,  т. е. удвоения).

При изменении условий ДНК, подобно белкам, может подвергаться денатурации, которая называется плавлением. При постепенном возврате к нормальным условиям ДНК ренатурирует.

Функцией ДНК  является хранение, передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации. В ДНК любой клетки закодирована информация обо всех белках данного организма, о том, какие белки, в какой последовательности и в каком количестве будут синтезироваться. Последовательность аминокислот в белках записана в ДНК так называемым генетическим (триплетным) кодом.

Основным свойством ДНК  является  ее способность к репликации.

Репликация  —   это процесс самоудвоения молекул ДНК, происходящий под контролем ферментов. Репликация осуществляется перед каждым делением ядра. Начинается она с того, что спираль ДНК временно раскручивается под действием фермента ДНК-полимеразы. На каждой из цепей, образовавшихся после разрыва водородных связей, по принципу комплементарности синтезируется дочерняя цепь ДНК. Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, которые есть в ядре

Таким образом, каждая полинуклеотидная цепь выполняет роль матрицы  для новой комплементарной цепи (поэтому процесс удвоения молекул ДНК относится к реакциям матричного синтеза).  В результате получается две молекулы ДНК, у каждой из которых ' одна цепь остается от родительской молекулы (половина), а другая  —  вновь синтезированная. Причем одна новая цепь синтезируются сплошной, а вторая  —  сначала в виде коротких фрагментов, которые затем сшиваются в длинную цепь специальным ферментом — ДНК-лигазой. В результате репликации две новые молекулы ДНК представляют собой точную копию исходной молекулы.

Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской клетки к дочерним, что и происходит при делении соматических клеток.

Answer 2

Конечно, давайте разберемся с каждым вопросом по порядку.

1. Репликация ДНК и ее связь со строением

Молекула ДНК обладает способностью к репликации благодаря своей уникальной структуре. ДНК состоит из двух комплементарных цепей нуклеотидов, связанных водородными мостиками между аденином (A) и тимином (T), а также между гуанином (G) и цитозином (C). Эта структура называется двойной спиралью.

Процесс репликации начинается разделением двух цепей ДНК при помощи ферментов, таких как геликаза. Затем каждая из разделенных цепей служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Таким образом, каждая из исходных цепей служит материнской цепью для синтеза новой дочерней цепи. Это обеспечивает точность и однозначность передачи генетической информации.

2. Принципы точности в передаче генетической информации

Точность в передаче генетической информации обеспечивается несколькими механизмами:

- Комплементарность нуклеотидов: Аденин всегда соединяется с тимином, а гуанин с цитозином. Эта комплементарность гарантирует, что каждая новая цепь будет идентичной структуре с материнской цепью.

- Действие ферментов: Репликация осуществляется ферментами, такими как ДНК-полимераза, которые обеспечивают правильное соединение нуклеотидов и исправление ошибок.

- Проверка и исправление ошибок: ДНК-полимераза также обладает способностью проверки правильности встроенного нуклеотида, исправляя ошибки, если таковые обнаруживаются.

3. Единица репликации и прерывистый синтез цепей ДНК

Единица репликации - это участок ДНК, который синтезируется непрерывно. Прерывистый синтез цепей связан с тем, что ДНК-полимераза может синтезировать новую цепь только в направлении от 5' к 3'. Таким образом, на одной из цепей синтез идет непрерывно (leading strand), а на другой - дисконтинуированно в виде коротких фрагментов (lagging strand), называемых оказаки.

4. Роль коротких фрагментов РНК при репликации

Короткие фрагменты РНК, называемые оказаки, служат временными стартовыми последовательностями для синтеза фрагментов ДНК на лаггинг-стренде. Позднее оказаки заменяются фрагментами ДНК при помощи ферментов, таких как РНКаза и ДНК-лигаза.

5. Функция теломеразной РНК

Теломеразная РНК является частью теломеразы, фермента, обеспечивающего сохранение длины теломер. Теломераза добавляет повторяющиеся последовательности на концы хромосом (теломеры), компенсируя потерю материала при каждой репликации. Это важно для предотвращения укорачивания хромосом и потери генетической информации.

6. ДНК в поколениях без активной теломеразы

В клетках, где теломераза не активна, с каждой репликацией теломеры укорачиваются. Постепенно клетка теряет способность к дальнейшей репликации и в конечном итоге может войти в состояние апоптоза (программированной клеточной смерти) или вступить в фазу старения. Этот процесс связан с старением организма.

Надеюсь, это помогло! Если у вас есть дополнительные вопросы или что-то требует дополнительного уточнения, не стесняйтесь спрашивать.