Лженаука – генетика. Чума ХХ века.

II.3. Процесс репликации

 

 

 

А теперь я чуть подробнее остановлюсь на особенностях процесса переработки информации. В ядре происходит два процесса: синтез цепей ДНК и РНК. Первый процесс называется репликацией, так как цепь ДНК образуется, исходя из одной цепи скрученного двойного полимера ДНК.

 

Молекулы ДНК (как и РНК) способны к самокопированию, правда, для этого нужны катализаторы – белки или рибозимы, образованные молекулами РНК. Наследственная информация, хранящаяся в ДНК в виде последовательности нуклеотидов, может “переписываться” на РНК (так создаются информационные РНК) и обратно. В двойной цепи ДНК нити не равнозначны. На условно названной первой нити, образуются РНК, а вторая служит для того, чтобы восстанавливать повреждения, появляющиеся на первой нити.

 

Точность копирования обеспечивается в значительной мере автоматически, благодаря особому свойству нуклеотидов: против каждого нуклеотида исходной молекулы (матрицы) в синтезируемой копии (реплике) может встать только один строго определенный нуклеотид из четырех возможных (например, напротив гуанина -только цитозин). Когда на этой реплике синтезируется новая реплика, она окажется точной копией исходной молекулы (66/65).

 

Последовательность нуклеотидов ДНК может использоваться двояким способом. Первый способ – она копируется в процессе репликации. На основе двух нитей ДНК создается ещё одна пара нитей, абсолютно одинаковая с первой. Второй способ – создание на основе главной нити ДНК комплементарной ей нити РНК. Этот процесс называется транскрипцией. Наличие двух комплементарных цепей ДНК обеспечивает дублирование информации и позволяет реализовать два процесса. 1. Восстановление утраченной информации: если одна спираль будет повреждена, то на основе другой, как на матрице, можно будет восстановить первую. 2. На основе одной из спиралей синтезируется комплементарная молекула РНК, которая имеет только одну цепь, и затем перемещается из ядра в цитоплазму клетки, где на ее основе синтезируется уже другой гетерополимер, полипептид или белок.

 

Тем самым последовательность нуклеотидов оказывается стабильной и информация не меняется при делении. Поэтому каждая дочерняя клетка может синтезировать тот же самый набор белков, что и материнская.

 

Гены записаны так, что перед каждым геном имеется определенная последовательность нуклеотидов, которая может склеиваться с определенными ядерными белками (это не все клеточные белки, а только такие белки, которые несут в своей структуре определенный сигнал, которые распознается стражей – специальными белками, стоящими у ядерных пор).

 

Когда клетка прошла все множественные контрольные проверки, которые разработаны в природе, то активируется работа особых белковых комплексов (то есть агрегатов нескольких белков) – расплетать и синтезировать комплементарную цепь ДНК – и они начинают работу по репликации ДНК. При этом белковый комплекс захватывает нужный нуклеотид и приклеивает его к растущей цепи ДНК, то же самое происходит и на другой цепи ДНК. На ней тоже образуется комплементарная цепь ДНК. Один белковый комплекс дает нить ДНК, комплементарную первой нити, а второй синтезирует нить ДНК, комплементарную второй. Тем самым формируются две полностью одинаковые нити ДНК, которые тут же образуют двойную спираль.

 

Приклеивание подобного регуляторного белка ведет к тому, что белковые комплексы, умеющие локально расплетать, приклеиваются к старт–кодону и начинают синтезировать цепь незрелой мРНК, которая комплементарна ДНК. [Более интересно об этом – у Николаевского. – отстоя.NET]

 

Репликация осуществляется сложными ферментными комплексами, состоящими из 15–20 различных белков. У эукариот имеется 5 видов ДНК–полимераз. Они последовательно включают дезоксирибонуклеотиды в строящуюся цепь ДНК, комплементарно родительской цепи. При полимеризации используются дезоксинуклеозидтрифосфаты, а не дезоксинуклеозидмонофосфаты, входящие в состав ДНК, то есть, гидролиз АТФ дает энергию для полимеризации.

 

Геликаза – фермент, подготавливающий родительскую ДНК к репликации. Он расплетает двойную спираль ДНК на одноцепотчатые участки. Расплетение спирали на одном участке создает суперспирализацию перед этим участком, что часто вызывает блокирование дальнейшего расширения двойной спирали. Эта проблема решается с помощью фермента топомеразы, который разрывает одну из цепей ДНК, что предупреждает образование супервитков.

 

У многоклеточных организмов большинство клеток организма содержит полный набор генов, но обычно из этого набора используется крайне незначительный объем информации. Постоянно информация считывается только с тех генов, которые кодируют структурные белки и ферменты промежуточного метаболизма. Кроме этих постоянно необходимых генов, имеется много других генов, активных только в определенных типах клеток, при определенных метаболических условиях или во время дифференцировки. Синтез белка активируется по мере надобности, и регуляция данного процесса чрезвычайно сложна.