A fost propusă structura moleculei de ADN. Structura unei molecule de ADN. Dimensiunile unei molecule de ADN
MOSCOVA, 25 aprilie - RIA Novosti, Tatyana Pichugina.În urmă cu exact 65 de ani, oamenii de știință britanici James Watson și Francis Crick au publicat un articol despre descifrarea structurii ADN-ului, punând bazele unei noi științe - biologia moleculară. Această descoperire a schimbat mult în viața omenirii. RIA Novosti vorbește despre proprietățile moleculei de ADN și de ce este atât de importantă.
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, biologia era o știință foarte tânără. Oamenii de știință abia începeau să studieze celula, iar ideile despre ereditate, deși formulate deja de Gregor Mendel, nu au fost acceptate pe scară largă.
În primăvara anului 1868, un tânăr doctor elvețian, Friedrich Miescher, a sosit la Universitatea din Tübingen (Germania) pentru a se angaja în activități științifice. Intenționa să afle din ce substanțe este făcută o celulă. Pentru experimente am ales leucocite, care sunt ușor de obținut din puroi.
Separând nucleul de protoplasmă, proteine și grăsimi, Miescher a descoperit un compus cu un conținut ridicat de fosfor. El a numit această moleculă nucleină ("nucleu" în latină - nucleu).
Acest compus a prezentat proprietăți acide, motiv pentru care a apărut termenul „acid nucleic”. Prefixul său „deoxiribo” înseamnă că molecula conține grupe H și zaharuri. Apoi s-a dovedit că de fapt era sare, dar nu au schimbat numele.
La începutul secolului al XX-lea, oamenii de știință știau deja că nucleina este un polimer (adică o moleculă flexibilă foarte lungă de unități care se repetă), unitățile sunt compuse din patru baze azotate (adenină, timină, guanină și citozină) și nucleină. este conținut în cromozomi – structuri compacte care apar în celulele în diviziune. Capacitatea lor de a transmite caracteristici ereditare a fost demonstrată de geneticianul american Thomas Morgan în experimente pe muștele fructelor.
Modelul care a explicat genele
Dar ce face acidul dezoxiribonucleic, sau pe scurt ADN-ul, în nucleul celulei nu a fost înțeles de mult timp. Se credea că joacă un rol structural în cromozomi. Unitățile de ereditate — genele — au fost atribuite naturii proteice. Descoperirea a fost făcută de cercetătorul american Oswald Avery, care a demonstrat experimental că materialul genetic este transferat de la bacterii la bacterii prin ADN.
A devenit clar că ADN-ul trebuie studiat. Dar cum? La acel moment, doar razele X erau disponibile oamenilor de știință. Pentru a ilumina moleculele biologice cu ea, acestea trebuiau cristalizate, iar acest lucru este dificil. Structura moleculelor de proteine a fost descifrată din modelele de difracție de raze X la Laboratorul Cavendish (Cambridge, Marea Britanie). Tinerii cercetători care au lucrat acolo, James Watson și Francis Crick, nu aveau propriile lor date experimentale despre ADN, așa că au folosit fotografiile cu raze X ale colegilor de la King's College Maurice Wilkins și Rosalind Franklin.
Watson și Crick au propus un model de structură a ADN-ului care se potrivea exact cu modelele de raze X: două fire paralele răsucite într-o spirală dreaptă. Fiecare lanț este compus dintr-un set aleatoriu de baze azotate înșirate pe coloana vertebrală a zaharurilor și fosfaților lor și este ținut împreună prin legături de hidrogen între baze. Mai mult, adenina se combină doar cu timina, iar guanina cu citozina. Această regulă se numește principiul complementarității.
Modelul Watson și Crick a explicat cele patru funcții principale ale ADN-ului: replicarea materialului genetic, specificitatea acestuia, stocarea informațiilor în moleculă și capacitatea sa de a muta.
Oamenii de știință și-au publicat descoperirea în revista Nature pe 25 aprilie 1953. Zece ani mai târziu, împreună cu Maurice Wilkins, au primit Premiul Nobel pentru Biologie (Rosalind Franklin a murit în 1958 de cancer, la vârsta de 37 de ani).
„Acum, mai mult de o jumătate de secol mai târziu, putem afirma că descoperirea structurii ADN-ului a jucat același rol în dezvoltarea biologiei ca și descoperirea nucleului atomic în fizică la elucidarea structurii atomului nașterea unei noi fizicii cuantice și descoperirea structurii ADN-ului au dus la nașterea uneia noi, biologia moleculară”, scrie Maxim Frank-Kamenetsky, un genetician remarcabil, cercetător ADN și autor al cărții „The Cea mai importantă moleculă.”
Cod genetic
Acum a rămas să aflăm cum funcționează această moleculă. Se știa că ADN-ul conține instrucțiuni pentru sinteza proteinelor celulare, care fac toată munca în celulă. Proteinele sunt polimeri formați din seturi (secvențe) repetate de aminoacizi. În plus, există doar douăzeci de aminoacizi. Speciile de animale diferă unele de altele în setul de proteine din celulele lor, adică în secvențe diferite de aminoacizi. Genetica a susținut că aceste secvențe au fost determinate de gene, despre care apoi se credea că servesc ca elemente de bază ale vieții. Dar nimeni nu știa exact ce gene sunt.
Claritatea a fost adusă de autorul teoriei Big Bang, fizicianul Georgiy Gamow, angajat al Universității George Washington (SUA). Bazat pe modelul lui Watson și Crick al unui helix ADN dublu catenar, el a sugerat că o genă este o secțiune a ADN-ului, adică o anumită secvență de legături - nucleotide. Deoarece fiecare nucleotidă este una dintre cele patru baze azotate, trebuie pur și simplu să ne dăm seama cum codifică patru elemente pentru douăzeci. Aceasta a fost ideea codului genetic.
La începutul anilor 1960, s-a stabilit că proteinele sunt sintetizate din aminoacizi din ribozomi, un fel de „fabrică” în interiorul celulei. Pentru a începe sinteza proteinelor, o enzimă se apropie de ADN, recunoaște o anumită regiune la începutul genei, sintetizează o copie a genei sub formă de ARN mic (se numește șablon), apoi proteina este crescută în ribozom din aminoacizi.
De asemenea, au aflat că codul genetic este format din trei litere. Aceasta înseamnă că un aminoacid corespunde la trei nucleotide. Unitatea de cod se numește codon. În ribozom, informațiile din ARNm sunt citite codon cu codon, secvenţial. Și fiecare dintre ele corespunde mai multor aminoacizi. Cum arată cifrul?
La această întrebare au răspuns Marshall Nirenberg și Heinrich Mattei din SUA. În 1961, ei și-au raportat pentru prima dată rezultatele la congresul biochimic de la Moscova. Până în 1967, codul genetic fusese complet descifrat. S-a dovedit a fi universal pentru toate celulele tuturor organismelor, ceea ce a avut consecințe de amploare pentru știință.
Descoperirea structurii ADN-ului și a codului genetic a redirecționat complet cercetarea biologică. Faptul că fiecare individ are o secvență unică de ADN a revoluționat știința criminalistică. Descifrarea genomului uman le-a oferit antropologilor o metodă complet nouă de studiere a evoluției speciei noastre. Editorul ADN recent inventat CRISPR-Cas a avansat mult de inginerie genetică. Aparent, această moleculă conține soluția la cele mai stringente probleme ale umanității: cancer, boli genetice, îmbătrânire.
Știm cu toții că aspectul unei persoane, unele obiceiuri și chiar boli sunt moștenite. Toate aceste informații despre o ființă vie sunt codificate în gene. Deci, cum arată aceste gene notorii, cum funcționează și unde sunt localizate?
Deci, purtătorul tuturor genelor oricărei persoane sau animal este ADN-ul. Acest compus a fost descoperit în 1869 de Johann Friedrich Miescher Din punct de vedere chimic, ADN-ul este acid dezoxiribonucleic. Ce înseamnă acest lucru? Cum poartă acest acid codul genetic al întregii vieți de pe planeta noastră?
Să începem prin a ne uita la unde se află ADN-ul. O celulă umană conține multe organite care îndeplinesc diverse funcții. ADN-ul este localizat în nucleu. Nucleul este un organel mic, care este înconjurat de o membrană specială și în care este stocat tot materialul genetic - ADN-ul.
Care este structura unei molecule de ADN?
În primul rând, să ne uităm la ce este ADN-ul. ADN-ul este o moleculă foarte lungă formată din elemente structurale - nucleotide. Există 4 tipuri de nucleotide - adenină (A), timină (T), guanină (G) și citozină (C). Lanțul de nucleotide arată schematic astfel: GGAATTCTAAG... Această secvență de nucleotide este lanțul ADN.Structura ADN-ului a fost descifrată pentru prima dată în 1953 de James Watson și Francis Crick.
Într-o moleculă de ADN există două lanțuri de nucleotide care sunt răsucite elicoidal unul în jurul celuilalt. Cum rămân aceste lanțuri de nucleotide împreună și se răsucesc într-o spirală? Acest fenomen se datorează proprietății de complementaritate. Complementaritatea înseamnă că numai anumite nucleotide (complementare) pot fi situate una față de cealaltă în două lanțuri. Astfel, opus adeninei există întotdeauna timină, iar opus guaninei există întotdeauna doar citozină. Astfel, guanina este complementară cu citozină, iar adenina este complementară cu timină. Astfel de perechi de nucleotide opuse unul altuia în lanțuri diferite sunt, de asemenea, numite complementare.
Poate fi prezentat schematic după cum urmează:
G - C
T - A
T - A
C - G
Aceste perechi complementare A - T și G - C formează o legătură chimică între nucleotidele perechii, iar legătura dintre G și C este mai puternică decât între A și T. Legătura se formează strict între baze complementare, adică formarea a unei legături între G şi A necomplementare este imposibilă.
„Ambalarea” ADN-ului, cum devine o catenă de ADN un cromozom?
De ce se răsucesc și aceste lanțuri de nucleotide ADN unul în jurul celuilalt? De ce este necesar acest lucru? Cert este că numărul de nucleotide este uriaș și este nevoie de mult spațiu pentru a găzdui lanțuri atât de lungi. Din acest motiv, două fire de ADN se răsucesc una în jurul celeilalte într-o manieră elicoidală. Acest fenomen se numește spiralizare. Ca urmare a spiralizării, lanțurile de ADN sunt scurtate de 5-6 ori.Unele molecule de ADN sunt folosite în mod activ de organism, în timp ce altele sunt rareori folosite. Pe lângă spiralizare, astfel de molecule de ADN utilizate rar sunt supuse unui „ambalaj” și mai compact. Acest ambalaj compact se numește supercoiling și scurtează catena de ADN de 25-30 de ori!
Cum se împachetează spiralele ADN?
Supercoiling folosește proteine histone, care au aspectul și structura unei tije sau bobine de fir. Șuvițele spiralate de ADN sunt înfășurate pe aceste „bobine” - proteine histone. Astfel, firul lung devine foarte compact și ocupă foarte puțin spațiu. Dacă este necesar să folosiți una sau alta moleculă de ADN, are loc procesul de „desfășurare”, adică catena de ADN este „desfășurată” din „bobină” - proteina histonă (dacă a fost înfășurată pe ea) și se desfășoară din spirala în două lanțuri paralele. Și atunci când molecula de ADN este într-o stare atât de nerăsucită, atunci informațiile genetice necesare pot fi citite din ea. Mai mult decât atât, informațiile genetice se citesc doar din firele de ADN nerăsucite!
Se numește un set de cromozomi supraînfăşurați heterocromatina, iar cromozomii disponibili pentru citirea informațiilor sunt eucromatina.
Ce sunt genele, care este legătura lor cu ADN-ul?
Acum să ne uităm la ce sunt genele. Se știe că există gene care determină grupa de sânge, culoarea ochilor, părul, pielea și multe alte proprietăți ale corpului nostru. O genă este o secțiune strict definită de ADN, constând dintr-un anumit număr de nucleotide aranjate într-o combinație strict definită. Locația într-o secțiune ADN strict definită înseamnă că unei anumite gene i se atribuie locul și este imposibil să se schimbe acest loc. Este oportun să facem următoarea comparație: o persoană locuiește pe o anumită stradă, într-o anumită casă și apartament, iar o persoană nu se poate muta voluntar în altă casă, apartament sau pe altă stradă. Un anumit număr de nucleotide într-o genă înseamnă că fiecare genă are un anumit număr de nucleotide și nu pot deveni mai mult sau mai puțin. De exemplu, gena care codifică producția de insulină constă din 60 de perechi de nucleotide; gena care codifică producerea hormonului oxitocină - a 370 de perechi de nucleotide. Secvența strictă de nucleotide este unică pentru fiecare genă și strict definită. De exemplu, secvența AATTAATA este un fragment al unei gene care codifică producția de insulină. Pentru a obține insulină, exact această secvență este utilizată pentru a obține, de exemplu, adrenalină, se utilizează o combinație diferită de nucleotide; Este important să înțelegeți că doar o anumită combinație de nucleotide codifică un anumit „produs” (adrenalină, insulină etc.). O astfel de combinație unică a unui anumit număr de nucleotide, stând în „locul său” - aceasta este gena.
În plus față de gene, lanțul de ADN conține așa-numitele „secvențe necodante”. Astfel de secvențe de nucleotide necodificatoare reglează funcționarea genelor, ajută la spiralizarea cromozomilor și marchează punctul de început și final al unei gene. Cu toate acestea, până în prezent, rolul majorității secvențelor necodificatoare rămâne neclar.
Ce este un cromozom? Cromozomi sexuali
Colecția de gene a unui individ se numește genom. Desigur, întregul genom nu poate fi conținut într-un singur ADN. Genomul este împărțit în 46 de perechi de molecule de ADN. O pereche de molecule de ADN se numește cromozom. Deci, oamenii au 46 dintre acești cromozomi. Fiecare cromozom poartă un set strict definit de gene, de exemplu, cromozomul 18 conține gene care codifică culoarea ochilor etc. Cromozomii diferă unul de celălalt ca lungime și formă. Cele mai comune forme sunt X sau Y, dar există și altele. Oamenii au doi cromozomi de aceeași formă, care se numesc perechi. Datorită acestor diferențe, toți cromozomii perechi sunt numerotați - există 23 de perechi. Aceasta înseamnă că există perechea de cromozomi nr. 1, perechea nr. 2, nr. 3 etc. Fiecare genă responsabilă pentru o trăsătură specifică este localizată pe același cromozom. Orientările moderne pentru specialiști pot indica locația genei, de exemplu, după cum urmează: cromozomul 22, brațul lung.Care sunt diferențele dintre cromozomi?
Altfel, prin ce diferă cromozomii unul de celălalt? Ce înseamnă termenul umăr lung? Să luăm cromozomi de forma X. Intersecția catenelor de ADN poate avea loc strict la mijloc (X), sau poate să apară nu central. Când o astfel de intersecție a catenelor de ADN nu are loc central, atunci în raport cu punctul de intersecție, unele capete sunt mai lungi, altele, respectiv, mai scurte. Astfel de capete lungi sunt de obicei numite brațul lung al cromozomului, iar capetele scurte sunt numite brațul scurt. În cromozomii formei Y, majoritatea brațelor sunt ocupate de brațe lungi, iar cele scurte sunt foarte mici (nici măcar nu sunt indicate în imaginea schematică). Dimensiunea cromozomilor variază: cei mai mari sunt cromozomii perechilor nr. 1 și nr. 3, cei mai mici cromozomi sunt perechile nr. 17, nr. 19.
Pe lângă forma și dimensiunea lor, cromozomii diferă prin funcțiile pe care le îndeplinesc. Din cele 23 de perechi, 22 de perechi sunt somatice și 1 pereche este sexuală. Ce înseamnă? Cromozomii somatici determină toate caracteristicile externe ale unui individ, caracteristicile reacțiilor sale comportamentale, psihotipul ereditar, adică toate trăsăturile și caracteristicile fiecărei persoane în parte. O pereche de cromozomi sexuali determină genul unei persoane: bărbat sau femeie. Există două tipuri de cromozomi sexuali umani: X (X) și Y (Y). Dacă sunt combinate ca XX (x - x) - aceasta este o femeie, iar dacă XY (x - y) - avem un bărbat.
Boli ereditare și leziuni cromozomiale
Cu toate acestea, apar „defalcări” ale genomului și apoi bolile genetice sunt detectate la oameni. De exemplu, când există trei cromozomi în a 21-a pereche de cromozomi în loc de doi, o persoană se naște cu sindromul Down.Există multe „defalcări” mai mici ale materialului genetic care nu duc la boli, ci, dimpotrivă, conferă proprietăți bune. Toate „defalcări” materialului genetic se numesc mutații. Mutațiile care conduc la boli sau deteriorarea proprietăților organismului sunt considerate negative, iar mutațiile care conduc la formarea de noi proprietăți benefice sunt considerate pozitive.
Cu toate acestea, cu majoritatea bolilor de care suferă oamenii astăzi, nu boala este moștenită, ci doar o predispoziție. De exemplu, tatăl unui copil absoarbe zahărul încet. Asta nu înseamnă că copilul se va naște cu diabet, dar copilul va avea o predispoziție. Aceasta înseamnă că, dacă un copil abuzează dulciurile și produsele din făină, va dezvolta diabet.
Astăzi, așa-numitul predicativ medicament. Ca parte a acestei practici medicale, sunt identificate predispozițiile unei persoane (pe baza identificării genelor corespunzătoare), apoi i se oferă recomandări - ce dietă să urmeze, cum să alterneze corect între muncă și odihnă pentru a nu se îmbolnăvi.
Cum se citesc informațiile codificate în ADN?
Cum poți citi informațiile conținute în ADN? Cum îl folosește propriul organism? ADN-ul în sine este un fel de matrice, dar nu simplu, ci codificat. Pentru a citi informațiile din matricea ADN, acestea sunt mai întâi transferate la un purtător special - ARN. ARN-ul este chimic acid ribonucleic. Diferă de ADN prin faptul că poate trece prin membrana nucleară în celulă, în timp ce ADN-ului îi lipsește această capacitate (poate fi găsit doar în nucleu). Informațiile codificate sunt utilizate în celula însăși. Deci, ARN-ul este un purtător de informații codificate de la nucleu la celulă.Cum are loc sinteza ARN, cum se sintetizează proteinele folosind ARN?
Catenele de ADN din care trebuie să fie „citită” informațiile se desfășoară, o enzimă specială „constructor” le abordează și sintetizează un lanț de ARN complementar paralel cu catena de ADN. De asemenea, molecula de ARN este formată din 4 tipuri de nucleotide - adenină (A), uracil (U), guanină (G) și citozină (C). În acest caz, următoarele perechi sunt complementare: adenină - uracil, guanină - citozină. După cum puteți vedea, spre deosebire de ADN, ARN-ul folosește uracil în loc de timină. Adică, enzima „builder” funcționează după cum urmează: dacă vede A în catena ADN, atunci se atașează pe Y de catena ARN, dacă G, atunci se atașează C etc. Astfel, din fiecare genă activă, în timpul transcripției, se formează un șablon - o copie a ARN-ului care poate trece prin membrana nucleară. Cum are loc sinteza unei proteine codificate de o anumită genă?
După părăsirea nucleului, ARN-ul intră în citoplasmă. Deja în citoplasmă, ARN-ul poate fi încorporat ca matrice în sisteme enzimatice speciale (ribozomi), care pot sintetiza, ghidate de informațiile ARN, secvența corespunzătoare de aminoacizi proteici. După cum știți, o moleculă de proteină este formată din aminoacizi. Cum știe ribozomul ce aminoacid să adauge la lanțul proteic în creștere? Acest lucru se face pe baza codului triplet. Codul triplet înseamnă că secvența a trei nucleotide ale lanțului de ARN ( triplet, de exemplu, GGU) codifică un singur aminoacid (în acest caz glicină). Fiecare aminoacid este codificat de un triplet specific. Și astfel, ribozomul „citește” tripletul, determină ce aminoacid ar trebui adăugat în continuare pe măsură ce citește informațiile din ARN. Când se formează un lanț de aminoacizi, acesta capătă o anumită formă spațială și devine o proteină capabilă să îndeplinească funcțiile enzimatice, de construcție, hormonale și de altă natură care îi sunt atribuite.Proteina pentru orice organism viu este produsul unei gene. Proteinele determină toate diferitele proprietăți, calități și manifestări externe ale genelor.
WatsonȘi Ţipăt a aratat ca ADN constă din două lanțuri polinucleotidice. Fiecare lanț este răsucit într-o spirală spre dreapta, iar ambele sunt răsucite împreună, adică răsucite spre dreapta în jurul aceleiași axe, formând o dublă helix.
Lanțurile sunt antiparalele, adică direcționate în direcții opuse. Fiecare catenă de ADN constă dintr-o coloană vertebrală de zahăr-fosfat de-a lungul căreia bazele sunt situate perpendicular pe axa lungă a dublei helix; Bazele opuse a două catene opuse ale unei duble helix sunt legate prin legături de hidrogen.
Coloane vertebrale de fosfat de zahăr două toroane dublu helix sunt clar vizibile pe modelul ADN spațial. Distanța dintre vertebratele zahăr-fosfat ale celor două lanțuri este constantă și egală cu distanța ocupată de o pereche de baze, adică o purină și una pirimidină. Două purine ar ocupa prea mult spațiu, iar două pirimidine ar ocupa prea puțin spațiu pentru a umple golurile dintre cele două lanțuri.
De-a lungul axei moleculei, perechile de baze învecinate sunt situate la o distanță de 0,34 nm una de alta, ceea ce explică periodicitatea detectată în modelele de difracție de raze X. Revoluție completă a spiralei reprezintă 3,4 nm, adică 10 perechi de baze. Nu există restricții în ceea ce privește secvența de nucleotide dintr-un lanț, dar datorită regulii de împerechere a bazelor, această secvență dintr-un lanț determină secvența nucleotidelor din celălalt lanț. Prin urmare, spunem că cele două fire ale dublei helix sunt complementare între ele.
WatsonȘi Ţipăt a publicat un mesaj despre modelul tău ADNîn revista „” în 1953, iar în 1962 ei, împreună cu Maurice Wilkins, au primit Premiul Nobel pentru această lucrare. În același an, Kendrew și Perutz au primit Premiul Nobel pentru munca lor de determinare a structurii tridimensionale a proteinelor, realizată și prin analiza de difracție cu raze X. Rosalind Franklin, care a murit de cancer înainte de acordarea premiilor, nu a fost inclusă ca laureată, deoarece Premiul Nobel nu este acordat postum.
Pentru a recunoaște structura propusă ca material genetic, a fost necesar să se arate că este capabilă: 1) să transporte informații codificate și 2) să reproducă (replica) cu acuratețe. Watson și Crick erau conștienți de faptul că modelul lor îndeplinea aceste cerințe. La sfârșitul primei lor lucrări, ei au remarcat cu prudență: „Nu ne-a scăpat atenției că perechea de baze specifică pe care am postulat-o ne permite imediat să postulăm un posibil mecanism de copiere a materialului genetic.”
Într-o a doua lucrare, publicată în 1953, ei au discutat despre implicațiile genetice ale modelului lor. Această descoperire a arătat cum structura clar poate fi asociat cu funcția deja la nivel molecular, dând un impuls puternic dezvoltării biologiei moleculare.
Oamenii de știință englezi J. Watson și F. Crick (1953) au propus un model spațial al moleculei de ADN. Conform acestui model, o macromoleculă este o spirală formată din două lanțuri de polinucleotide răsucite în jurul unei axe comune. Bazele purinice și pirimidinice sunt îndreptate spre interiorul helixului. Legăturile de hidrogen apar între baza purinică a unui lanț și baza pirimidină a celuilalt. Aceste baze formează perechi complementare:
A=T (conectat prin două legături H), GC (trei legături H).
Astfel, structura secundară a ADN-ului este un dublu helix format datorită legăturilor H între perechi complementare de baze heterociclice și forțelor van der Waals dintre bazele azotate.
Legăturile de hidrogen se formează între grupa – NH a unei baze și
, precum și între atomii de azot de amidă și imidăLegăturile H stabilizează dubla helix.
Complementaritatea lanțului este baza chimică pentru cele mai importante funcții ale ADN-ului - stocarea și transmiterea caracteristicilor ereditare. ADN-ul conține doar patru baze (A, G, C, T). Unitatea de codificare pentru fiecare aminoacid proteic este un triplet (un cod de trei baze). O secțiune a unei molecule de ADN care conține în secvența sa de nucleotide informații despre secvența unităților de aminoacizi din proteina care este sintetizată se numește genă. Macromolecula de ADN conține multe gene.
Cu toate acestea, secvența de nucleotide a ADN-ului sub influența diverșilor factori poate suferi modificări, care se numesc mutatii. Cel mai frecvent tip de mutație este înlocuirea unei perechi de baze cu alta. Motivul este o schimbare a echilibrului tautomeric. De exemplu, înlocuirea perechii obișnuite T-A cu o pereche T-G. Odată cu acumularea de mutații, crește numărul de erori în biosinteza proteinelor. Al doilea motiv pentru apariția mutației sunt factorii chimici, precum și diferitele tipuri de radiații. Mutațiile sub influența compușilor chimici sunt de mare importanță pentru gestionarea eredității în vederea îmbunătățirii acesteia - selecția culturilor, crearea de tulpini de microorganisme care produc antibiotice, vitamine și drojdie furajeră.
O macromoleculă de ARN, de regulă, este un singur lanț polipeptidic care ia diferite forme spațiale, inclusiv cele elicoidale.
Moleculele de ADN sunt localizate în nucleele celulelor, iar sinteza proteinelor se realizează în citoplasmă pe ribozomi cu participarea ARN-ului, care copiază informațiile genetice, o transferă la locul de sinteză a proteinelor și participă la procesul de sinteză a proteinelor.
Nucleotidele sunt de mare importanță nu numai ca materiale de construcție pentru NK. Ei participă la procesele biochimice, de exemplu, la metabolismul energetic celular (ATP), la transferul grupărilor de fosfat, la reacțiile redox etc.
Progresele în studierea structurii NK-urilor și a funcțiilor lor au condus la dezvoltarea unei noi ramuri a științei biologice - ingineria genetică, care face posibilă controlul proceselor intracelulare. Prin urmare, există perspective excepționale de rezolvare a problemelor din medicină (prevenirea și tratarea bolilor), industrie (de exemplu, biotehnologia bazată pe utilizarea de noi microorganisme, care, datorită prezenței de noi gene, sintetizează noi compuși) etc. Aceste realizări științifice arată că procesele de viață ale organismelor se bazează pe procese chimice reale care au loc în celule la nivel molecular.
