Хромосомы - материальные носители генетической информации

ВВЕДЕНИЕ
Хромосомы - органоиды клеточного ядра, совокупность которых определяет основные наследственные свойства клеток и организмов.
Хромосомы в совокупности с генами, заключенными в них, составляют во времени непрерывный ряд воспроизведения. Впервые схема воспроизведения хромосом была предложена в 1928 г. Н. К. Кольцовым: макромолекулы клетки, к которым относятся белки и нуклеиновые кислоты, должны воспроизводиться, по мнению исследователя, по матричному принципу. Хромосома является сложным надмолекулярным образованием. В ее состав входят белки, как гистоны, так и негистонового типа, а также двухзарядные катионы различных металлов, липиды и т. д.
Основные генетические функции хромосом (способность определять развитие разнообразных признаков, способность к самовоспроизведению) до начала 40-х годов XX в. большинство исследователей связывали с белками. Однако, именно ДНК была в дальнейшем выделена и определена как генетический материал у всех живых организмов, включая растения, животных, микроорганизмов и большинство вирусов.

ДНК — НОСИТЕЛЬ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота - представляет собой полимерную молекулу, состоящую их четырех оснований: двух пуриновых — аденина (А) и гуанина (G), и двух пиримидиновых — тимина (Т) и цитозина (С). Каждое из этих оснований соединенянтся с одной молекулой сахара — дезоксирибозой, и с кислотным остатком фосфорной кислоты, образуя таким образом отдельные дезоксирибонуклеотиды, которые и представляют собой мономеры, входящие в состав ДНК и образующие полидезоксирибонуклеотиды, или полинуклеотиды.
Дж. Уотсон и Ф. Крик построили молекулярную модель ДНК и описали основные её черты, объединив и проанализировав имевшиеся на тот момент данные рентгеноструктурного анализа.
Основные характеристики молекулы ДНК:
1. Число полинуклеотидных цепей, входящих в состав ДНК, равно двум,
2. Цепи образуют спирали, закрученные вправо и имеющие в каждом витке по 10 оснований.
3. Цепи закручены как вокруг друг друга, так и вокруг общей оси.
4. Цепи антипараллельны друг другу, то есть по отношению к кольцу дезоксирибозы последовательность атомов одной цепи противоположна таковой в другой цепи.
5. Снаружи спиралей расположены фосфатные группировки, а внутри - основания, расположенные по отношению к оси молекулы под прямым углом с интервалом 0,34 ммк.
6. Цепи удерживаются параллельно вместе благодаря водородным связям между основаниями.
7. Пары, образуемые основаниями аденином-тимином и гуанином-цитозином, являются в высшей степени специфичными. Таким образом, полинуклеотидные цепи друг другу комплементарны.
Рисунок 1. Структура молекулы ДНК

Эта модель и послужила основанием для предположения, что гены, участки ДНК, отличаются друг от друга чередованием пар нуклеотидов, и именно в виде последовательности нуклеотидов и закодирована наследственная информация. Логичным также выглядит предположение, что мутации представляют собой результат изменения последовательности чередования нуклеотидов.
В структуре ДНК запрограммировано воспроизведение генов благодаря комплементарности ее оснований, заключающееся в разъединении комплементарных полинуклеотидных цепей и достройке из нуклеотидов клетки новых цепей.
Можно сделать вывод, что в самой структуре ДНК заложена возможность конвариантной редупликации - способности живых организмов к воспроизводству себе подобных, мутации и повторному воспроизводству мутантных вариантов. Другими словами, свойства наследственности и изменчивости напрямую связаны со свойствами конкретного химического соединения, являющегося универсальным носителем наследственной информации.