Что такое наследственная информация. §7
Что же позволяет биологическим системам воспроизводить подобные системы? Очевидно – наличие некоторой информации .
Информация – это идеальное (нематериальное) понятие, то есть информация не обладает ни массой, ни энергией. Однако всегда существуют материальные носители информации: речь (звуки), бумага, CD-диски...
Существует множество подходов к определению понятия «информация». Мы будем рассматривать информацию как некоторую программу , при выполнении которой можно получить определенный результат.
В биологии информация, которая сохраняется при смене множества поколений (то есть наследуется), называется генетической информацией (от греч. genesis , geneticos – происхождение; от лат. genus – род).
Однако не любая наследственная информация является генетической.
Негенетическая (парагенетическая, эпигенетическая) информация – это информация, благодаря которой подобное воспроизводит подобное, но, как правило, это подобие детерминировано факторами внешней среды или эффектом материнского организма. Механизмы передачи негенетической информации из поколения в поколение исключительно разнообразны, и мы их пока рассматривать не будем.
Генетическая информация – это такая наследственная информация, носителем которой является ДНК (у части вирусов – РНК).
ДНК – это химическое вещество, которое входит в состав хромосом – окрашенных структур, которые возникают на месте ядра при делении клетки.
Минимальный набор хромосом и одновременно минимальный объем ДНК определенного биологического вида называется гено мом (имен. падеж, ед. число – гено м ).
Участок ДНК, который несет информацию о некотором элементарном признаке – фене (имен. падеж, ед. число – фен ), называется ге ном (имен. падеж, ед. число – ген ). Многие гены могут существовать в виде двух и более вариантов – аллелей. Например, у мышей ген А , определяющий общую окраску тела, представлен аллелями:
AY – желтая окраска,
AL – окраска агути («серые») со светлым брюхом,
A – агути, «серые», норма,
at – черная с подпалинами,
a – черная, нон-агути.
Совокупность всех генов (точнее, аллелей) определенного организма называется геноти пом (имен. падеж, ед. число – геноти п ).
Генетическая информация обладает рядом важных свойств:
– дискретность (существование элементарных единиц информации – генов , входящих в состав хромосом );
– устойчивость (сохранение);
– самовоспроизведение (репликация ДНК , копирование);
– реализация (выполнение программы с получением некоторого результата);
– передача из поколения в поколение;
– комбинирование дискретных единиц информации (генов, хромосом);
– изменение (мутирование ) – появление новых генов и хромосом.
Основное свойство генетической информации – это отсутствие прямого влияния результатов её реализации на исходную информацию . В системах, созданных человеком (в технике, экономике…) информация изменяется осознанно, на основе обратной связи между исходной информацией и результатами её реализации. Генетическая информация изменяется случайным образом : за счет мутаций и рекомбинаций. Прямого влияния результатов реализации информации на исходную информацию не существует. Сохранение и передача измененной информации осуществляется путем отбора (естественного или искусственного) по результатам её реализации.
Наследственная информация клетки в виде ДНК обычно сосредоточена в хромосомах (хроматине), а РНК - в хроматине, ядрышке, нуклеоплазме, цитоплазме и рибосомах. Содержание ДНК в ядре каждой клетки данного вида есть величина постоянная, не зависящая ни от питания клетки, ни от скорости ее роста, ни от других внешних условий. К моменту деления клетки количество ДНК точно удваивается и после деления вновь снижается до начального уровня. Количество РНК в клетках зависит от скорости роста и интенсивности процесса биосинтеза в них.[ ...]
Наследственная информация - см. дезоксирибонуклеиновая кислота.[ ...]
Материнская наследственность определяется суммой факторов, к которым относятся: материнская часть комплекса генов хромосом ядра (генома) зародыша, наследственная информация цитоплазмы (плазмона)-внехромосомные наследственные элементы клетки - ферментативные системы ооцита, обмен веществ между плодом и матерью, питание потомков материнским молоком и др, Эти факторы оказывают большое влияние на формирование, осуществляя роль воспитателя (ментора). Для беременных маток необходимо создание хороших условий кормления и содержания. У эмбриона крупного рогатого скота в первые 3 месяца очень интенсивно развиваются внутренние органы, мягкие ткани, эндокринная система, в возрасте 4-5 месяцев скорость роста их снижается, но быстрее начинает расти костяк. Недокорм матери в эти периоды Приводит к недоразвитию органов и тканей, хорошее же кормление, наоборот, усиливает их рост.[ ...]
Генетическая информация - наследственная информация, закодированная в молекулах ДНК или РНК.[ ...]
Как известно, наследственная информация организмов концентрируется в половых клетках в особых образованиях - хромосомах в виде нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Молекулы этих кислот или их отдельные участки и называют генами. Совокупность всех генов,- определяющих наследственные признаки, является генотипом, а совокупность всех особей, хранящих и передающих по наследству эту информацию потомкам, представляет собой генетический фонд, или генофонд.[ ...]
Вероятно, что в передаче наследственной информации, как и в химической сигнализации, также используется расслоение-фазовый переход в жидкости. Вблизи критической точки расслоения прекращаются броуновское движение и диффузионный маосоперенос. Особенности связанной воды как одного из компонентов расслаивающихся растворов допускают принципиальную возможность ауторегуляции критических условий в сложных многокомпонентных системах, благодаря чему может быть достигнут характерный для автоматических устройств высокий уровень организации химических взаимодействий между компонентами раствора.[ ...]
Мутация - любое изменение наследственной информации организма, записанной в молекулах нуклеиновых кислот.[ ...]
Молекулярные оспоиы хранения и реализации наследственной информации.[ ...]
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - иначе наследственная информация - вещество, находящееся в головке спермия, содержащее в себе гены - основу наследственных свойств животного.[ ...]
Генотип совокупность генов организма - единиц наследственной информации.[ ...]
В ядре хранится наследственная информация, заключенная в специфических структурах ДНК, оно также регулирует все жизненные процессы в клетке. Все клетки одного организма тотнпотентны. Биотехнология успешно реализует это свойство при получении обеззараженного посадочного материала, производстве активных химических веществ и клеточной селекции. С ядерной мембраной свя- зана эндоплазматическая сеть (э.п.с.). Ограниченные мембранами каналы з. и. с. пронизывают всю цитоплазму и проникают в соседние клетки через плазмодесмы. Функции,з. п. с. - транспорт веществ и передача сигналов. На поверхности гранулярной, или шероховатой, э. п. с. располагаются «фабрики белка» - рибосомы, состоящие из белка и РНК, длина которых варьирует в пределах 10.. .30 нм.[ ...]
При дифференцировке, несмотря на сохранение всей наследственной информации, клетки утрачивают способность к делению. При этом чем больше специализирована клетка, тем труднее изменить (а иногда невозможно) направление ее дифференцировки, что определяется ограничениями, накладываемыми на нее организмом в целом.[ ...]
Как при геномных, так и при хромосомных мутациях нарушения в наследственном материале клетки заключаются, главным образом, в изменении количества биологической информации и связанном с этим дисбалансе генов. Собственно новой биологической информации при этих видах наследственной изменчивости не появляется. Б связи с этим такие мутации имеют меньшее эволюционное значение, чем генные, при которых появляется качественно новая наследственная информация.[ ...]
Генотип - комплекс всех генов организма, содержащий его полную наследственную информацию. В состав генотипа входит совокупность генов, полученных растением от его родителей, а в случае мутаций - также и новые мутантные гены, которых не было у родителей.[ ...]
Мутагенные вещества при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации. Это радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.[ ...]
Основные функции клеточного ядра - сохранение, передача и реализация наследственной информации, а также регуляция большинства функций клетки. В состав ядерного вещества любой клетки входит ДНК, которая служит носителем наследственной информации, передающейся в поколениях. Относительное содержание ДНК в ядре находится в прямой зависимости от степени пло-идности организма.[ ...]
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД - свойственная живым организмам единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в виде последовательности нуклеотидов.[ ...]
Комплекс функций организма, направленных на воспроизводство потомства и передачу наследственной информации, называют репродуктивной функцией. При интоксикации химическими веществами репродуктивная функция организма может нарушаться как в результате мутагенного действия этих веществ на половые и соматические клетки организма, так и в результате прямого (или опосредованного) воздействия химических веществ на эмбриональное развитие особей нового поколения.[ ...]
Клетки упомянутых очагов меристемы у села-гипеллы способны к различной реализации наследственной информации в разных конкретных условиях. Они могут дать начало не только корню, но и побегу. Направленность развития этих очагов меристемы определяется балансом гормонов в теле растения; существенную роль при этом играет ауксин. В естественных условиях очаги меристемы на брюшной стороне побега образуют корни, на спинной - появляющиеся несколько позже облиственные побеги.[ ...]
ГЕНОФОНД, или генетический фонд [от гр. genos - род, происхождение и лат. fondus - основание] - наследственная информация, заключенная в совокупности генов к.-л. группы особей. Иногда под Г. понимается вся совокупность видов живых организмов. См. также Разнообразие биологическое.[ ...]
На смену пришел совершенно новый механизм - молекулярная память, генетический код, передача наследственной информации. Для эволюции это был огромный выигрыш, так как вместо бесконечно долгого индивидуального существования появился тот баланс наследственности и ее изменчивости, благодаря которому стало быстро расти разнообразие органических форм. Но опять за эти драгоценные механизмы отбора и эволюции пришлось дорого заплатить: была утрачена высокая метаболическая устойчивость клеток.[ ...]
Агрессивные экологические факторы повреждают хромосомы и вызывают мутации в генах, искажают наследственную информацию, в результате чего «больные» клетки начинают безудержно делиться. При этом раковые клетки не уничтожаются иммунной системой, предварительно ослабленной теми же негативными экологическими факторами.[ ...]
Таким образом, в жизни клетки важнейшее значение имеет триада ДНК - РНК - белок. Надо сказать, что у ряда организмов (вирусы, некоторые бактерии) наследственную информацию несет РНК, а не ДНК. Наконец, есть вирусы, у которых имеется обратная последовательность: на молекуле РНК строится ДНК, которая переносит информацию. Процесс носит название обратной транскрипции.[ ...]
Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизнестойкость.[ ...]
Благодаря самовоспроизведению молекул ДНК эта программа при делении материнской клетки передается дочерним. Таким образом, процесс авторепродукции лежит в основе наследственности. Молекулы ДНК, входящие в состав хромосом клеточного ядра или образующие ядерные элементы бактерий, служат аппаратом хранения наследственной информации и ее передачи от материнской клетки дочерним. Наследственная информация дробна. Она состоит из отдельных единиц информации - генов. Геном называется участок молекулы ДНК, определяющий развитие наследственного признака. Непосредственное действие отдельного гена заключается в программировании синтеза определенного белка - фермента, который в свою очередь катализирует одну из биохимических реакций. Цепь, ведущая от гена к наследственному признаку, следовательно, состоит из ряда звеньев: ген (участок молекулы ДНК) - и-РНК- белок (фермент) биохимическая реакция ->■ наследственный признак.[ ...]
Спермий (иначе сперматозоид, живчик) - высокоспециализированная клетка, отличающаяся рядом особенностей от обычных «соматических» клеток. Его головка содержит ядро - склад наследственного вещества (иначе «наследственной информации») и акрозому. Прочие три части - шейка, тело и хвост - образуют единую моторную систему спермия.[ ...]
Причиной многих хромосомных перестроек может быть неравноценный кроссинговер (дупликация и делеция). При хромосомных аберрациях нарушение структуры хромосомы приводит, с одной стороны, к изменению количества наследственной информации в генотипе, при котором нарушается сбалансированность по дозам отдельных генов, например увеличение доз генов при дупликации или транслокации и уменьшение - при делеции. С другой стороны, может измениться морфология хромосом, появляются кольцевые, полицентрические хромосомы. Это приводит к нарушению считывания информации, оставшейся в составе хромосом, а также к нарушению их расхождения при делении клеток. Кроме того, при хромосомных аберрациях возможно нарушение взаимодействия генов по типу «эффекта положения». Конечным результатом таких нарушений являются серьезные и множественные аномалии развития. Например, у человека делеция короткого плеча одной из хромосом группы В приводит к развитию аномалии, известной как синдром «кошачьего крика».[ ...]
Половое размножение - это образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию от обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления. В этом случае в отличие от клеток взрослого организма, которые несут диплоидный (двойной) набор хромосом, образующиеся гаметы имеют гаплоидный (одинарный) набор. В результате оплодотворения парный, диплоидный набор хромосом восстанавливается. Одна хромосома из пары является отцовской, а другая - материнской. Гаметы образуются в половых железах или в специализированных клетках в процессе мейоза.[ ...]
Фосфорилирование - ферментативное присоединение остатка фосфорной кислоты к какому-либо органическому соединению Хромосомы - структурные единицы клеточного ядра, содержащие ДНК см. п белки; в их ДНК закодирована наследственная информация цАМФ - циклическая АМФ (см. АДФ и АМФ), в которой фосфорная кислота соединена с рибозой двумя гидроксильными группами, образуя кольцо; один из важных регуляторов обмена веществ Цитоплазма - жидкое белковое содержимое клеток, в котором расположены их органоиды см.[ ...]
РЕПЛИКАЦИЯ [от лат. replicare - обращать назад, отражать], или ауторепродукция - создание себе подобной структуры; в молекулярной генетике - синтез на каждой из нитей молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) парной ей нити; Р. лежит в основе передачи наследственной информации от клетки к клетке и от поколения к поколению. РЕПРЕЗЕНТАТИВНОСТЬ ДАННЫХ [от фр. representadf- показательный] - свойство экспериментальных данных, натурных наблюдений, выборок, проб, изъятых из природной среды, быть объективными критериями реальных процессов и явлений. РЕПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ - см. Биотический потенциал. РЕПРОДУКЦИЯ [от лат. re - приставка, означающая повторность действия, и productio - производство, произведение] - в биологии самовоспроизведение, размножение, производство потомства. Величина популяционной Р. определяется числом потомков на одну самку. См. Фертильность. РЕСУРСОВОСПРОИЗВОДЯЩИЕ ФУНКЦИИ ЛАНДШАФТА - см. в ст. Функции ландшафта социально-экономические.[ ...]
НАСЕЛЕНИЕ - в широком смысле совокупность живых организмов, обитающих на Земле или в пределах конкретной территории. Термин чаще используется применительно к животным (животное Н.)- Аналог для растений растительность; для человека - народонаселение. НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ - см. Ггнетическая информация, Наследственность. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ - 1) способность организмов передавать свои признаки потомству; 2) признак и/ или свойство, полученное потомством от родителей в проявившейся или скрытой форме. Н. - одно из основных свойств живых существ. НАСТ - ледяная корка на снегу, образующаяся при похолодании после оттепели или дождя.[ ...]
Одним из наиболее важных свойств живых систем, наряду с возбудимостью и ауторегуляцией, является способность к репродукции, т. е. к воспроизведению себе подобной из более простых веществ окружающей среды. Эта способность предполагает исключительно точную передачу наследственной информации с помощью специального матричного аппарата, позволяющего получить идентичные оригиналу копии больших молекул, содержащих «план» построения целого организма и всех его частей. Хотя детали механизма редупликации (копирования) хорошо изучены, остается невыясненной природа его необычной устойчивости по отношению, к нивелирующему влиянию броуновского движения..[ ...]
Подводя итоги, можпо сказать: нз поколения в поколение каждого организма передаются специфические молекулы ДНК, которые несут в себе план построения белковых молекул. План построения белка записан в ДНК с помощью кода, представленного чередованием азотистых оснований. Участок ДНК, в котором закодирована информация для построения ’одного белка, носит название ген. Геном - это сочетание всех генов организма. ДНК в процессе эволюции может претерпевать случайные изменения. Среди этих изменений, которые передаются по наследству, могут возникать полезные, дающие организмам преимущество в борьбе за существование. Эти изменения сохраняются естественным отбором. Новые комбинации, новые сочетания генов, новый геном создается также в процессе скрещивания. Наследственная информация реализуется путем образования белков, специфичных для каждого организма.[ ...]
Пол - совокупность свойств, определяющих направленность бисексуальной потенции к развитою половых клеток, органов, цветков, растений в сторону формирования мужского или женского типа. Пол находит выражение в формировании растений, цветков или их элементов, обеспечивающих вос-произведепие потомства и передачу ему наследственной информации путем полового размножения.[ ...]
Бактериальные ДНК - это высокополимерные соединения, состоящие из большого числа нуклеотидов - полинуклеотиды с молекулярным весом около 4 млн. Молекула ДНК представляет собой цепь нуклеотидов, где расположение их имеет определенную последовательность. В последовательности расположения азотистых оснований закодирована генетическая информация каждого вида. Нарушение этой последовательности возможно при естественных мутациях или же под влиянием мутагенных факторов. При этом микроорганизм приобретает или утрачивает какое-либо свойство. У него наследственно изменяются признаки, т. е. появляется новая форма микроорганизма. У всех микроорганизмов - прокариотов и эукариотов - носителями генетической информации являются нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК. Лишь некоторые вирусы представляют собой исключение: у них ДНК отсутствует, а наследственная информация записана или отражена только в РНК.[ ...]
Таким образом, в органическом мире Земли можно выделить несколько крупных групп существ, имеющих общее происхождение, доказываемое наличием фундаментальных черт сходства в строении представителей. К таким чертам относятся: конвариан-тная редупликация, обмен веществ, способность к росту и развитию (онтогенез), общность механизмов реализации наследственной информации от гена до признака (рис. 2.15).[ ...]
Живая система при всей сложности ее организации состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. Следует подчеркнуть, что именно с молекулярного уровня начинаются разнообразные и чрезвычайно сложные процессы, лежащие в основе жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и другие.[ ...]
Изменчивость - свойство растений уклоняться в своих признаках и особенностях индивидуального развития от родительских форм. Различают изменчивость генотипическую, вызванную изменениями генных и хромосомных структур - мутациями или же возникающую в результате новой комбинации родительских генов в дочернем организме, и фенотипическую - моди-фикационную изменчивость проявления генов при реализации наследственной информации в разных внешних условиях.[ ...]
Однако жизнь - в первую очередь не структура, а процесс. Это постоянное обновление всех структур клетки и организма в целом. Все вещества, из которых построен организм и которые он вырабатывает, постоянно обновляются. Так, полупериод жизни некоторых выделяемых железами внутренней секреции гормонов составляет 1 - 5 мин, сахара в крови - 19 мин, гликогена в печени - 20-24 ч, гликогена в мышцах - 3-4 сут, белка в печени - 4-10, резервного жира - 16-20, а сократительных белков мышц - около 30 сут. Относительно стабильной является лишь хранящая наследственную информацию ДНК.[ ...]
Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна как в плане структуры, так и функции. Например, субстрат жизни целостен, т. к. представлен нуклеопротеидами, но в то же время дискретен, т. к. состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Нуклеиновые кислоты и белки являются целостными соединениями, однако тоже дискретны, состоя из нуклеотидов и аминокислот (соответственно). Репликация молекул ДНК является непрерывным процессом, однако она дискретна в пространстве и во времени, т. к. в ней принимают участие различные генетические структуры и ферменты. Процесс передачи наследственной информации тоже является непрерывным, но он дискретен, т. к. состоит из транскрипции и трансляции, которые из-за ряда различий между собой определяют прерывность реализации наследственной информации в пространстве и во времени. Митоз клеток также непрерывен и одновременно прерывен. Любой организм представляет собой целостную систему, но состоит из дискретных единиц - клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир также целостен, поскольку существование одних организмов зависит от других, но в то же время он дискретен, состоя из отдельных организмов.[ ...]
Когда воздействие выходит за границы толерантной области, то для сохранения интактности живой системы быстрые адаптивные перестройки в пределах возможности гомеостатических механизмов оказываются недостаточными. Включается более "высокий" механизм адаптации, сопряженный с репрессией одних и активацией других генов. Этот приспособительный акт называют акклимацией, или акклиматизацией. Для его завершения требуется больше времени, чем для осуществления гомеостатических перестроек. На реализацию предсущест-вующих программ генома при акклимации клетка затрачивает часы и даже дни.Самой медленной является эволюционная адаптация, которая осуществляется в результате накопления в геноме новой наследственной информации в течение многих поколений.[ ...]
Симптомами лучевой болезни первой степени являются слабость, головные боли, нарушение сна и аппетита, которые усиливаются на второй стадии заболевания, но к ним дополнительно присоединяются нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы, изменяется обмен веществ и состав крови, происходит расстройство пищеварительных органов. На третьей стадии болезни наблюдаются кровоизлияния и выпадение волос, нарушается деятельность центральной нервной системы и половых желез. У людей, перенесших лучевую болезнь, повышается вероятность развития злокачественных опухолей и заболеваний кроветворных органов. Лучевая болезнь в острой (тяжелой) форме развивается в результате облучения организма большими дозами ионизирующих излучений за короткий промежуток времени. Опасно воздействие на организм человека и малых доз радиации, так как при этом могут произойти нарушение наследственной информации человеческого организма, возникнуть мутации1.
Тезисы лекции
Тема лекции: МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. РЕАЛИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ.
Что такое наследственная информация?
Под наследственной информацией мы понимаем информацию о строении белков и характере синтеза белков в организме человека. Синоним – генетическая информация.
В хранении и реализации наследственной информации ведущую роль играют нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты – это полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Впервые нуклеиновые кислоты были открыты Ф. Мишером в 1869 г в ядрах лейкоцитов из гноя. Название происходит от латинского nucleus –ядро. Различают два вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК
Функции нуклеиновых кислот
ДНК хранит генетическую информацию. В ДНК находятся гены. РНК принимают участие в биосинтезе белка (т.е. в реализации наследственной информации)
Открытие роли ДНК в хранении наследственной информации. В 1944 г. Oswald Avery, Macklin McCarty, and Colin MacLeod представили доказательства того , что гены находятся в ДНК. Они работали с пневмококками, у которых есть два штамма: патогенный (S-штамм) и непатогенный (R- штамм). Заражение S-штаммом мышей приводит к их гибели
Если вводят R- штамм, то мыши выживают. Из убитых бактерий S-штамма выделили ДНК, белки и полисахариды и добавляли к R- штамму. Добавление ДНК вызывает трансформацию непатогенного штамма в патогенный.
История открытия строения ДНК.
Строение ДНК открыли в 1953 г Дж.Уотсон и Ф.Крик. В своей работе они использовали данные, которые получили биохимик Е.Чаргафф и биофизики Р.Франклин, М.Уилкинс.
Работа Е.Чаргаффа: В 1950 г. биохимик Ервин Чаргафф установил, что в молекуле ДНК:
1) А=Т и Г=Ц
2) Сумма пуриновых оснований (А и Г) равна сумме пиримидиновых оснований (Т и Ц): А+Г=Т+Ц
Или А+Г/Т+Ц=1
Работа Р.Франклин и М.Улкинс: В начале 50-х г.г. биофизики Р.Франклин и М.Уилкинс получили рентгенограммы ДНК, которые показали, что ДНК имеет форму двойной спирали. В 1962 г. Ф.Крик, Дж.Уотсон и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за расшифровку строения ДНК
Строение ДНК
ДНК – это полимер, который состоит из мономеров – нуклеотидов. Строение нуклеотида ДНК: нуклеотид ДНК состоит из остатков трех соединений:
1) Моносахарида дезоксирибозы
2) Фосфата - остатка фосфорной кислоты
3) Одного из четырех азотистых оснований – аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц).
Азотистые основания: А и Г – производные пурина (два кольца), Т и Ц- производные пиримидина (одно кольцо).
А комплементарен Т
Г комплементарен Ц
Между А и Т образуется 2 водородные связи, между Г и Ц - 3
В нуклеотиде атомы карбона в дезоксирибозе пронумерованы от 1’ до 5’.
К 1’-карбону присоединяется азотистое основание, а к 5’-карбону – фосфат. Нуклеотиды соединяются между собой фосфодиэфирными связями. В результате образуется полинуклеотидная цепьСкелет цепи состоит из чередующихся молекул фосфата и сахара дезоксирибозы.
Азотистые основания расположены сбоку молекулы. Один из концов цепи обозначают 5’, а другой - 3’ (по обозначению соответствующих атомов карбона). На 5’ – конце находится свободный фосфат, это начало молекулы. На 3’- конеце находится ОН-группа. Это хвост молекулы. Новые нуклеотиды могут присоединяться к 3’- концу.
Строение ДНК:
Согласно модели Крика –Уотсона, ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, которые свернуты в спираль. Спираль правая (В-форма)
Цепи в ДНК расположены антипараллельно. 5’-конец одной полинуклеотидной цепи соединяется с 3’-концом другой.
В молекуле ДНК видны маленькая и большая борозды.
В двух цепях азотистые основания расположены по принципу комплементарности и соединены водородными связями
А и Т – двумя водородными связями
Г и Ц - тремя
Основные свойства генетического кода:
Триплетность
Вырожденность (избыточность)
Специфичность
Неперекрываемость
Однонаправленность
Наличие инициирующего кодона (АУГ) и нонсенс-кодонов
Колинеарность
Универсальность
Под экспрессией гена понимают реализацию записанной в нем наследственной информации. Синтез белка – это процесс, который обеспечивает реализацию наследственной информации в клетке. Согласно центральной догме молекулярной биологии он идет в следующем направлении:
ДНК → иРНК → белок →признак.
Этапы синтеза белка
Транскрипция – синтез иРНК
Активация аминокислот и соединение с тРНК
Трансляция - синтез первичной структуры белка в рибосоме
Посттрансляционные процессы образование пространственных структур белка (вторичной, третичной, четвертичной), модификация аминокислот.
Транскрипция – это синтез иРНК. У эукариот трнаскрипция имеет свои осрбенности.
Ген эукариот состоит из экзонов и интронов. Интроны – не кодируют белок. Они вырезаются из иРНК. Таким образом, транскрипция у эукариот включает два этапа:
Синтез про-иРНК (незрелой иРНК), которая полностью комплементарна гену.
Процессинг-созревание иРНК. Процессинг включает:
сплайсинг (вырезание интронов и сшивание экзонов),
образование кэпа и поли-А-хвоста. Кэп (модифицированный гуанин) прикрепляется к начальному концу иРНК, поли-А-хвост – большое количество А-нуклеотидов прикрепляются к концу иРНК. Кэп и хвост обеспечивают стабильность иРНК в цитоплазме.
В клетках эукариот около 50 видов РНК (в связи с избыточностью генетического кода). Каждая тРНК имеет антикодон (для взаимодействия с кодоном иРНК) и акцепторный участок (куда присоединяется аминокислота). Соединение тРНК с аминокислотой катализирует фермент аминоацил-тРНК –синтетаза. Процессу предшествует активация аминокислот (соединение с остатком АТФ -АМФ).
Аминокислота+АТФ= Аминокислота+АМФ (АК+АМФ)
АК+АМФ +ТРНК =АК+ТРНК +АМФ
Трансляция.
Трансляция – синтез первичной структуры белка в рибосоме. Этапы трансляции:
Инициация – начало трансляции. Рибосома соединяется с иРНК и захватывает два кодона (первый – инициальный -оказывается в пептидильном центре). К инициальному триплету подходит тРНК с инициальным метионином. Образуется инициальный комплекс- рибосома, инициальный триплет, тРНК
Элонгация – синтез полипептида. Ко второму кодону иРНК подходит вторая тРНК с аминокислотой. Если антикодон тРНК комплементарен кодону иРНК, две аминокислоты соединяются пептидной связью. Затем первая тРНК выходит из рибосомы, рибосома перемещается на один триплет вперед. К этому триплету подходит новая тРНК с аминокислотой. Если антикодон тРНК комплементарен кодону иРНК, то между двумя последними аминокислотами вновь образуется пептидная связь и процесс повторяется. Процесс продолжается до тех пор, пока рибосома не дойдет до стоп-кодона
Терминация транскрипции – окончание. Рибосома доходит до стоп-кодона. Синтез полипептида останавливается.
Посттрансляционные процессы- образование вторичной, третичной, четвертичной структуры белка, модификация аминокислот Процесс может идти в цитоплазме, гранулярной ЭПС, комплексе Гольджи. После того как белок образовал третичную или четвертичную структуру, он может выполнить свои функции.
У прокариот кольцевидная ДНК , которая кодирует небольшое количество белков (у кишечной палочки более 4000). Для многих генов характерна оперонная регуляция активности.
Оперон – это группа структурных генов, которые кодируют белки-ферменты одного метаболического процесса и работы которых находится под контролем общих регуляторных генов. Опероны позволяют маленькой ДНК кодировать много белков.
Оперон был открыт в 1961 г. французскими учеными Жакобом и Моно. Они открыли лактозный оперон у кишечной палочки. Если кишечную палочку поместить в среду, содержащую лактозу, то она начинает вырабатывать три фермента, участвующих в метаболизме лактозы.
Ферменты кодируют три структурных гена:
lacZ - галактозидаза – расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу
Lac Y –фермент пермеаза (обеспечивает поступление лактозы в клетку)
lacA – трансацетилаза, участвует в удалении из клетки токсичных продуктов расщепления лактозы.
Ген-регулятор – кодирует белок-репрессор
Ген-промотор – место присоединения РНК-полимеразы для начала транскрипции
Ген-оператор. Если к нему присоединен белок-репрессор, то он блокирует транскрипцию.
Терминатор – на нем заканчивается транскрипция.
Оперон инактивирован, если белок-репрессор соединен с геном-оператором. Оперон в активном состоянии если в клетку попадает лактоза. Она соединяется с белком-репрессором и инактивирует его. Начинается синтез трех ферментов.
Отличия организации генома и экспрессии генов
у прокариот и эукариот
| Прокариоты | Эукариоты |
| ДНК кольцевидной формы, не соединена с белками, расположена в цитоплазме | ДНК линейная,соединяется с гистоновыми и негистоновыми белками, находится в ядре клетки |
| В генах нет интронов | Есть интроны |
| Мало генов (у кишечной палочки около 4000) | Много генов (у человека до 30000) |
| Есть опероны | Нет оперонов Каждый ген окружен группой регуляторных генов |
Регуляция экспрессии гена у эукариот.
В каждой клетке у эукариот экспрессируется 7-10% всех генов. Остальные гены находятся в репрессированном (неактивном) состоянии. У эукариот преобладает так называемый позитивный генетический контроль, при котором основная часть генома репрессирована, и регуляция идет путем активации необходимых генов.
На уровне транскрипции регуляция может идти следующими путями:
Контроль на уровне трансляции
Идет путем регуляции образования комплекса мРНК - стартовая тРНК- рибосома и изменении времени жизни иРНК за счет различных цитоплазматических факторов.
С помощью микроцитоплазматических РНК – маленьки РНК, которые соединяются с иРНК и блокируют трансляцию
Регуляция образования белков возможна и путем изменения быстроты и активности посттрансляционной модификации полипептидной цепи
Репарация ДНК – это исправление ошибок ДНК. Если ошибки остаются, то они могут привести к генным мутациям и генным болезням. Репарация поддерживает генетическую целостность организма и их выживание
1) Фоторепарация у прокариот. Облучение клетки ультрафиолетовыми лучами вызывает образование в ДНК тиминовых димеров. УФ лучи активируют фермент фотореактивации, который связывается с тиминовыми димерами и разрывают их.
2) Эксцизионная репарация у прокариот и эукариот - ферменты-нуклеазы вырезают ошибочное основание или участок поврежденной цепи ДНК, фермент ДНК-полимера 1 типа встраивает нормальные нуклеотиды, ферменты лигазы сшивают фрагменты.
3) Репарация во время репликации – самокоррекция ДНК
4) Пострепликационная репарация – если не удалены ошибочные нуклеотиды во время репликации, то происходит рекомбинация поврежденной цепи с цепью ДНК во второй дочерней молекуле и ошибка устраняется
5) SOS-репарация – при репликации ДНК- полимераза перескакивает место повреждения и продолжает репликацию без разрывов, но последовательность нуклеотидов меняется
Болезни репарации ДНК.
При нарушении репарации ДНК в клетках накапливаются мутации, что со временем приводит: 1) к развитию опухолей, 2) преждевременному старению, 3) наследственным заболеваниям – болезням репарации.
Наследственные болезни, которые обусловлены мутацией генов репарации ДНК, называются болезнями репарации ДНК. Пример - пигментная ксеродерма – генная болезнь с аутосомно-рецессивным типом наследования. У больных нарушена эксцизионная репарация ДНК , которые повреждены УФ лучами и др. мутагенами. Под действием солнечного света на коже появляются веснушки, пигментные пятна, со временем у 100% больных развивается рак кожи
Схема переноса генетической информации в клетке – центральная догма молекулярной биологии
От ДНК к ДНК – редупликация ДНК.
От ДНК к РНК – транскрипция.
Возможна передача информации от РНК на ДНК – обратная транскрипция (в жизненном цикле вирусов и у эукариот)
С РНК на белок – трансляция
100 р бонус за первый заказ
Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line
Узнать цену
Генетическая информация - программа свойств организма, получаемая от предков и заложенная в наследственных структурах в виде генетического кода. Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма.
Современная биология утверждает, что одна из главных черт жизни - это самовоспроизводимость. Самовоспроизводимость - это способность живого организма к размножению, рождению и выращиванию себе подобных.
Как известно, генетическая (наследственная) информация записана в цепи молекулы ДНК в виде последовательности более простых молекул - нуклеотидных остатков, содержащих одно из четырех оснований: аденин (А), гуанин (G) - пуриновые основания, цитозин (С) и тимин (Т) - пиримидиновые основания.
Таким образом, нам необходимо вспомнить, что мы знаем о молекуле ДНК.
Структура молекулы ДНК была изучена в 1953 г. Дж.Уотсоном и Ф.Криком. Они установили, что молекула ДНК состоит из двух цепей, образующих двойную спираль, которая закручена вправо (по часовой стрелке). К полимерному остову спиральной цепи ДНК (состоит из чередующихся остатков фосфата и сахара дезоксирибозы) «прикреплены» нуклеотидные остатки. Водородные связи возникают между пуриновым основанием одной цепи и пиримидиновым основанием другой цепи. Эти основания составляют комплементарные пары (от лат. complementum - дополнение). Образование водородных связей между комплементарными парами оснований обусловлено их пространственным соответствием. Пиримидиновое основание комплементарно пуриновому основанию. Водородные связи между другими парами оснований не позволяют им разместиться в структуре двойной спирали.
Цепи ДНК - комплементарны, т.е. имеется взаимное соответствие между их нуклеотидами, которые образуют уотсон-криковские пары Г-Ц и А-Т. Сами же цепи в двойной спирали антипараллельны.
Рис.1. Схематический вид молекулы ДНК
На рис.2 показана часть расшифрованной структуры молекулы ДНК.
Итак, напомним, что в основе самовоспроизводства лежит способность молекулы ДНК к удвоению, которое называется репликацией ДНК.
Репликация ДНК основана на принципе комплементарности, что хорошо иллюстрируется схемой, приведенной на рис.3.
Рис.3. Удвоение молекулы ДНК.
В живой клетке удвоение происходит потому, что две спиральные цепи расходятся, а потом каждая цепь служит матрицей, на которой с помощью особых ферментов собирается подобная ей новая спиральная цепь ДНК. В результате вместо одной ДНК образуются две, неотличимые по строению от родительской молекулы ДНК (рис.4).
Рис.4. Репликация ДНК
В результате создаются две двойные спирали ДНК (дочерние молекулы), каждая из которых имеет одну нить, полученную из материнской молекулы, и одну нить, синтезированную по комплементарному принципу.
Теперь обсудим, как происходит передача информации в клетке. Напомним, что у часток молекулы ДНК, служащий матрицей для синтеза одного белка, называется геном. Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех РНК: информационной (иРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). Процесс передачи информации идет двумя путями: - по каналу прямой связи (ДНК - РНК – белок); и по каналу обратной связи (среда - белок – ДНК).
Синтез белка происходит в рибосомах клетки. К ним из ядра поступает информационная (или матричная) РНК (иРНК), которая может проникать через порог ядерной мембраны. Что же такое иРНК?
иРНК это:
а) одноцепочечная молекула, комплементарная одной нити ДНК;
б) копия ДНК
в) копия не всей молекулы ДНК, а лишь ее части (по длине). Эта часть соответствует одному или группе рядом лежащих генов
г) молекула, образованная под действием специального фермента – РНК-полимеразы, которая, продвигаясь по нити ДНК, ведет синтез иРНК; данный процесс называется транскрипцией.
Как определяется длина части ДНК, с которой снимается копия в виде иРНК? В начале этой части и в ее конце находятся специфические последовательности нуклеотидов, которые может "узнавать" РНК-полимераза и таким образом "определять" участок считывания.
Весь процесс репликации, осуществляемый разными белками-ферментами, очень согласован, поэтому часто употребляют термин - работа «репликационной машины». Репликация идет с очень высокой точностью. ДНК млекопитающего состоит из 3 млрд. пар нуклеотидов, а в процессе воспроизведения допускается не более 3 ошибок.
При этом надо помнить, что синтез идет с большой скоростью - от 50 до 500 нуклеотидов/сек, поэтому в клетке существуют специальные корректирующие механизмы: ДНК-полимеразы дважды проверяют соответствие нуклеотидов исходной матрице.
Итак, в процессе синтеза белка иРНК, пройдя через ядерную мембрану, поступает в цитоплазму к рибосомам, где осуществляется:
а) расшифровка генетической информации,
б) синтез из аминокислот биополимерной макромолекулы белка.
Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортных РНК (тРНК). В клетке имеется столько аминокислот, сколько типов кодонов, шифрующих аминокислоты.
Генетический код
Генетическая информация заключена в последовательности нуклеотидов. Это значит, что строго определенная последовательность нуклеотидов соответствует определенной аминокислоте, а определенный порядок расположения и количество аминокислот соответствует, в свою очередь, определенной структуре белка.
Таким образом, иРНК несет генетическую информацию в виде генетического кода, который с помощью четырех символов (четыре нуклеотида А, Г, Ц, У)задает любую из 20 аминокислот.
Свойства генетического кода:
а). Код триплетен
Каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательностью 3-х нуклеотидов. Эта последовательность называется кодоном.
б). Код вырожден.
Каждая аминокислота кодируется более, чем одним кодоном (от 2 до 6 кодонов на одну аминокислоту).
в). Код однозначен.
Каждый кодон соответствует только одной аминокислоте.
г). Генетический код универсален, т.е. един для всех живых организмов планеты.
Таким образом, ген представляет собой чередование «слов из трех букв» - кодонов, образованных из четырехбуквенного алфавита.
Необходимо особо подчеркнуть универсальность генетического кода – с его помощью закодирована вся информация и о простейшем одноклеточном организме, и о человеке. Но в первом случае можно было обойтись и более простым кодом, а во-втором – лучше было бы использовать более совершенный (сложный) код. Поэтому единство генетического кода служит очень весомым аргументом в пользу единого эволюционного пути всего живого на Земле.
Программа «Геном человека»
Международная программа «Геном человека» посвящена решению проблемы картирования генов человека. Число генов в составе ДНК человека около 50-60 тысяч, что составляет только 3% общей длины ДНК; роль остальных 97% пока неясна.
В каждой клетке человека содержится 46 молекул ДНК, которые распределены в 23 парах хромосом. Хромосомы - это структуры, по которым распределена полная молекула ДНК. Суммарная длина всех 46 молекул ДНК в одной клетке человека равна около 2 метров. Полная же длина всех молекул ДНК в теле взрослого человека, состоящего из 5х1013 клеток, составляет 1011 км, что в тысячу раз превышает расстояние от Солнца до Земли.
К настоящему времени практически полностью расшифрована полная последовательность ДНК человека.
Главная задача исследований - изучить вариации ДНК в разных органах и клетках отдельных индивидуумов и выявить генетические различия между ними. Анализ таких различий позволит построить индивидуальные генные портреты людей, что даст возможность лучше лечить болезни. Кроме того, такой анализ позволит выявить различия между популяциями и выявить географические районы повышенного риска поражения генома людей.
Таким образом, благодаря геномным исследованиям стало ясно, что в ходе эволюции жизни на Земле сначала выделились представители архей, имеющих клетки без ядер, а позже - эукариот (состоящих из клеток с ядрами), включая человека.
Геномными исследованиями было выявлено также совпадение нуклеотидных последовательностей у неродственных видов. Это дает основания предположить, что в процессе эволюции происходил перенос генов от одного вида к другому. Например, оказалось, что геномы человека и мыши весьма близки - их нуклеотидные последовательности совпадают более чем на 90%.
Французские генетики обнаружили у мышей необычный механизм передачи наследственной информации, не связанный с геномной ДНК. Иногда у мышат могут проявляться признаки, характерные для их родителей, даже в том случае, если гены, определяющие эти признаки, у мышат отсутствуют. По-видимому, врожденные качества определяются не только унаследованными от родителей молекулами ДНК — общепризнанными носителями наследственной информации, — но и другими молекулами, прежде всего РНК, которые являются не только «результатами прочтения» записанной в ДНК информации, но и активно влияют на сам процесс «чтения», заставляя клетку «прочитывать» в генах то, чего там нет.
Ген Kit кодирует многофункциональный белок, влияющий, помимо прочего, на образование темного пигмента меланина. В свое время генетики, изучавшие работу этого гена у мышей, искусственно создали неработающий вариант гена, вставив в него большой «лишний» кусок ДНК. У мышей, гетерозиготных по этой мутации (то есть имеющих одну нормальную копию гена и одну измененную, Kit +/-) лапки и кончик хвоста остаются неокрашенными (белыми). Гомозиготы (обладатели двух испорченных копий гена, Kit -/- ) умирают вскоре после рождения.
Французские генетики из Университета Ниццы , скрещивая между собой гетерозигот Kit +/- , столкнулись с нарушением законов классической генетики. Согласно этим законам, четверть потомства должна была сразу погибать (генотип Kit -/- ), половина — иметь белые лапы и хвост (генотип Kit +/- ), и четверть — иметь нормальную окраску (генотип Kit +/+ ). Вместо этого из 57 выживших мышат, полученных от восьми скрещиваний, только три оказались нормально окрашенными, а остальные 54 имели белые лапы и хвост.
Генетический анализ показал, что из 54 белохвостых мышат 24 имеют генотип Kit +/+ , то есть у них попросту нет «гена белохвостости». Эти мыши обязаны были иметь нормальную окраску! Получалось, что мыши унаследовали от родителей некий врожденный признак, не унаследовав генов, ответственных за формирование этого признака.
Результаты нуждались в проверке. Ученые стали скрещивать гетерозигот Kit +/- с нормально окрашенными мышами дикого типа Kit +/+ . В этом случае половина потомства получает генотип Kit +/+ , половина — Kit +/- . То есть ожидалось распределение белохвостых и обычных мышат 1:1. Вместо этого опять почти все мышата оказались белохвостыми, хотя многие из них имели генотип Kit +/+ .
Если скрестить этих аномальных мышей (белохвостых, но не имеющих «гена белохвостости») друг с другом, то потомство их тоже оказывается белохвостым. Правда, в последующих поколениях проявления данного признака слабеют и в конце концов сходят на нет — фенотип (то есть строение организма, физические признаки) наконец приходит в соответствие с генотипом.
Таким образом, оказалось, что если хотя бы один из родителей мышонка (не важно, отец или мать) — белохвостый, то и мышонок с большой вероятностью будет белохвостым независимо от того, есть ли «ген белохвостости» у него самого.
Стало очевидно, что носителем наследственной информации в данном случае являются не гены и не ДНК. Что же тогда? Естественно, подозрение пало в первую очередь на РНК — второй класс «информационных» биополимеров живой клетки. Как известно, РНК выполняет роль посредника между генами (участками ДНК) и белками (которые определяют большинство фенотипических признаков). Наследственная информация, записанная в виде последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, сначала «транскрибируется» — переписывается в последовательность нуклеотидов РНК. Получившиеся таким путем молекулы РНК («транскрипты») подвергаются сложной обработке. Из них вырезаются лишние куски (интроны), к ним пришиваются особые сигнальные участки и т. д. В результате получается «зрелая матричная РНК», которая используется как инструкция (матрица) для синтеза белка.
Ученые предположили, что белохвостость мышонка с генотипом Kit +/+ может быть вызвана тем, что в оплодотворенную яйцеклетку, из которой он развился, попала родительская РНК, считанная с мутантной копии гена Kit . Хотя у самого мышонка обе копии гена Kit — нормальные, присутствие «мутантной» РНК может как-то повлиять на их работу, в особенности на процесс транскрипции (считывания) и последующих модификаций РНК.
Это предположение полностью подтвердилось. Исследователи обнаружили, что у гетерозигот Kit +/- с мутантной копии гена Kit считывается «мутантная» РНК, которая в дальнейшем распадается на фрагменты разной величины. Если выделить эти фрагменты и ввести их в контрольную оплодотворенную яйцеклетку (полученную от диких серохвостых родителей), из яйцеклетки развивается белохвостый мышонок с генотипом Kit +/+ . По-видимому, эти фрагменты РНК не только регулируют прочтение (транскрипцию) гена Kit , что приводит к снижению концентрации белка Kit в клетках, но и каким-то образом самовоспроизводятся, иначе они не могли бы передаваться в ряду поколений. Как же они могут самовоспроизводиться? Ведь изначально они были «считаны» с испорченной копии гена, которая была у родителей, но которой нет у потомства!
Механизм самовоспроизведения этих РНК пока неизвестен. По-видимому, они модифицируют процесс транскрипции «здорового» гена Kit или последующую обработку считанных с него РНК, так что в результате считанная со «здорового» гена РНК оказывается «мутантной». Это несколько напоминает механизм распространения так называемых прионных заболеваний («коровье бешенство»): появление «неправильно свернутого» белка стимулирует неправильное сворачивание других белковых молекул, и в результате возникает своеобразная цепная реакция формирования «мутантных» белков, хотя ген, кодирующий данный белок, при этом не изменяется.
Ученые также обнаружили, что в сперматозоидах белохвостых мышей Kit +/- резко повышено содержание РНК по сравнению с нормальными сперматозоидами. Это свидетельствует об активной транскрипции ряда генов, в том числе и гена Kit . В норме в сперматозоидах большинство генов «молчит» и РНК почти не образуется.
Надо сказать, что это не первый случай, когда у живых организмов обнаружена передача наследственной информации не через нуклеотидные последовательности ДНК, а иными способами. Существует даже специальный термин для таких явлений — эпигенетическое («надгенетическое») наследование. Роль РНК в эпигенетическом наследовании у высших животных удалось доказать впервые. Нечто подобное недавно было обнаружено у высших растений (Lolle et al., 2005. Genome-wide non-mendelian inheritance of extra-genomic information in Arabidopsis // Nature . V. 434. P. 505—-509).
Полученный французскими генетиками сенсационный результат, наряду с некоторыми другими открытиями последних лет, показывает, что классические представления о природе «наследственной информации» и механизмах ее «прочтения» слишком упрощенные. В действительности все гораздо сложнее. Приходится признать, что аналогии между живыми организмами и искусственными информационными системами (например, компьютерами), вошедшие в моду в конце XX века, в значительной степени неправомочны. В отличие от компьютера, в живых системах так называемая «информация», ее носители, а также «устройства» для ее прочтения и реализации оказываются слиты воедино и практически неразделимы. Например, РНК оказывается не только «результатом прочтения» генетического кода и средством передачи информации от ДНК к системе синтеза белка, но и активным участником и регулятором самого процесса «прочтения», способным менять смысл читаемых «сообщений». Не случайно некоторые ведущие теоретики в настоящее время ставят под сомнение саму применимость понятия «информация» к последовательностям нуклеотидов ДНК и РНК.