ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) является носителем генетической информации всех живых существ, исключая ретровирусы (у которых эту роль выполняет РНК). ДНК представляет собой полимер, состоящий из последовательно соединенных в разных сочетаниях четырех мономеров, называемых нуклеотидами. Каждый из мономеров сформирован из трех компонентов:
1) фосфорной кислоты
2) дезоксирибозы
и 3) пиримидинового или пуринового основания.
Пиримидиновые основания представлены имеющими один гетероцикл тимином (Т) и цитозином (Ц);
Пуриновые основания представлены имеющими два гетероцикла аденином (А) и гуанином (Г):
Рисунок Пр-1
На рисунке Пр-1 изображены две нити ДНК (одна «смысловая», с которой считывается генетическая информация, и комплементарная ей «антисмысловая»). Комплементарность двойной спирали означает, что информация, содержащаяся в одной цепи, содержится и в другой. Каждая из нитей на рисунке состоит из четырех нуклеотидов. В составе каждого нуклеотида имеются три группы: фосфат, дезоксирибоза и основание. Показаны все четыре возможные пары оснований: А-Т, Ц-Г, Т-А и Г-Ц. Аналогично лестнице, «опоры» молекулы сформированы чередующимися фосфатными и дезоксирибозными группами, а «перекладины» образованы парой оснований. Аденин (А) всегда связывается с тимином (Т), а цитозин (Ц) с гуанином (Г), так что все пары это либо А-Т, либо Г-Ц. Так как А и Г имеют по одному гетероциклу, а Ц и Т по два, «опоры» всегда разделены тремя циклами, а не двумя или четырьмя. Основания в паре соединяют две нити ДНК слабыми водородными связями, так что они могут быть легко разъединены при считывании информации. Две нити «антипараллельны» друг другу, одна направлена от 3'-конца к 5'-концу, а другая от 5'-конца к 3'-концу. (Цифры «3» и «5» получаются при нумерации атомов в кольце дезоксирибозы по часовой стрелеке, начиная с атома кислорода «O»). Обратите внимание, что между аденином (А) и тимином (Т) образуются две водородные связи (отмечены точечными линиями), а между цитозином (Ц) и гуанином (Г) три. Это делает структуру молекулы несколько закрученной, обуславливая формирование двойной спирали.
РНК (рибонуклеиновая кислота) имеет такую же структуру, что и ДНК, но в ее составе дезоксирибоза заменена рибозой, а тимин заменен урацилом.
Так как каждый нуклеотид может быть образован с включением одного из четырех оснований (А, Ц, Г или Т), каждая группа из трех последовательно расположенных нуклеотидов смысловой нити ДНК может содержать одну из 64 комбинаций (4Ч4Ч4) оснований. Три пары оснований этих трех нуклеотидов (кодоны) соответствуют одной из 20 аминокислот, связывающихся друг с другом при формировании молекул белков. К примеру, последовательность оснований TГЦ кодирует аминокислоту цистеин, которая будет добавлена к формирующемуся полипептиду. Так как существует 64 разных кодона и всего 20 аминокислот, разные кодоны могут кодировать одну и ту же аминокислоту; такие кодоны «синонимичны». «Ген» представляет собой отрезок смысловой цепи ДНК, кодирующий определенный «продукт», обычно полипептид. Различные полипептиды затем объединяются, образуя разнообразные белки.
Словарь терминов
АВСТРАЛОПИТЕКИ (от лат. australis — южный и др. – греч. π — обезьяна). Группа ископаемых высших прямоходящих приматов с объемом мозга до 880 см .
АДАПТАЦИЯ. В биологии – любой признак, способствующий выживанию вида и его размножению. Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.
АЛЛЕЛЬ. Специфическая форма гена при наличии нескольких вариантов одного гена.
АЛЛЕНА ПРАВИЛО. Согласно ему, выступающие части теплокровных животных и птиц становятся относительно короче и массивнее по мере продвижения от Юга к Северу в пределах ареала одного вида.
АЛЬТРУИЗМ. Поведение индивида, снижающее его приспособленность в пользу других.
АМИНОКИСЛОТЫ. Органические соединения, объединяющих в себе свойства кислот и аминов, в молекуле которых содержится, по крайней мере, одна аминогруппа (-NH ) и одна карбоксильная группа (-COOH). Являются мономерами полимерных молекул белков.
АРТЕФАКТ. В археологии – объект, изготовленный человеком или в прошлом подвергнувшийся его воздействию, обнаруженный в результате археологических раскопок или случайно.
АРХАИЧНЫЙ ЧЕЛОВЕК. Представитель рода Homo sapiens, не являющийся анатомически современным.
АССОРТАТИВНОЕ БРАЧНОЕ ПОВЕДЕНИЕ. Тенденция индивидов подбирать себе супругов не случайным образом, а на основе сходства с собой.
АТАВИЗМ. Появление у индивида признаков, свойственных отдаленным предкам, вследствие экспрессии аллели гена, длительное время бывшей выключенной.
АУТОСОМЫ. Неполовые хромосомы, одинаковые как у женского, так и у мужского организма.
БЕЛКИ. Высокомолекулярные полипептиды, часто состоящие из нескольких полипептидных цепей
БЕРГМАНА ПРАВИЛО. Закономерное увеличение размера тела теплокровных животных одного или близких биологических видов в более холодном климате – в высоких широтах или в горах.
БИПЕДАЛИЗМ (иначе – двуногость). Способ передвижения по твердой поверхности на двух ногах.
БРАХИАТОРЫ. Животные, передвигающиеся в кронах деревьях, раскачиваясь на руках.
БУТЫЛОЧНОГО ГОРЛЫШКА ЭФФЕКТ. Резкое сокращение генетического разнообразия популяции вследствие воздействия неблагоприятных факторов, вызывающих катастрофическое снижение ее численности, впоследствии восстановленной.
ВИД. В биологии – совокупность популяций особей, обладающих сходством наследуемых признаков и способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства. Вид – основная категория биологической классификации.
