химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

зменения, возникшие перед копированием или во время него. Молекулы ДНК

§ 8.1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

485

действительно редуплицируются (см. § 8.7), но это еще не объясняет смысла работы гена на языке химии и молекулярной физики. Еще в 1909 г. английский врач Гэррод предположил, что ген дикого типа ответствен за присутствие в организме определенного фермента. У особей, гомозиготных по соответствующему мутантному гену, этот фермент отсутствует. Так Гэррод объяснял наследственные, т. е. врожденные нарушения обмена, например фенилкетонурию— тяжелое наследственное заболевание, определяемое неспособностью организма разрушать фенилала-нин (см. [14]). Таким образом, функция гена состоит в синтезе определенного белка. Попытки введения молекулярных представлений в генетику делались и ранее — видимо, первая из них была предпринята еще в 1893 г. московским химиком Колли (см. [13]). В дальнейшем биосинтетическая функция генов выявлялась со все большей определенностью. Кольцов сформулировал соответствующую гипотезу вполне отчетливо, но полагал, что вещество гена — это белок (значение нуклеиновых кислот еще не было известно) [15]. Молекулярная биология установила, что нуклеиновые кислоты ответственны за биосинтез белковых цепей. Основной тезис молекулярной биологии, сформулированный Бидлом, гласит: «один ген — один фермент» (см., например, [16]). Сейчас этот тезис формулируется более точно: «один ген — одна белковая цепь».

Таким образом, на молекулярном уровне наследственность означает воспроизведение синтеза определенных белков в последующих поколениях, запрограммированного в ДНК. Генные мутации сводятся к изменениям этой программы, т. е. к изменениям в структуре ДНК. Молекулярная природа мутаций, их соответствие законам физики были раскрыты Тимофеевым-Ресовским, Дельбрюком и Циммером (см. [17, 18]). Напротив, так называемые модификации, т. е. ненаследуемые изменения, определяются изменением структуры и функционирования белков (ферментов) в онтогенезе и не затрагивают генетическую программу, т. е. структуру ДНК.

Построение молекулярной биологии ознаменовалось крупнейшими открытиями, сделанными за сравнительно короткое время. В 1953 г. Уотсон, Крик и Уилкинз установили методом рентгенографии вторичную структуру ДНК (см. стр. 489). История этого открытия ярко описана Уотсоном [19]. Структура ДНК — двойная спираль — непосредственно объясняет способность ДНК к конвариантной редупликации. Общее понимание биоеинтетиче-ской функции ДНК позволило сформулировать физическую проблему генетического кода (Гамов, 1954, см. гл. 9). В дальнейшем были выяснены детали процесса биосинтеза и характер участия в нем других нуклеиновых кислот — матричной и транспортной РНК—и нуклеопротеидов—рибосом. Эти успехи моле486

ГЛ. 8, ФИЗИКА НУКЛЕИНОВЫХ кислот

кулярной биологии тесно связаны с развитием генетики, физики и химии. Генетика обратилась к бактериям и вирусам, что позволило изучить химизм передачи наследственных признаков. Весьма существенным здесь оказалось открытие полового размножения у бактерий и, тем самым, возможности их гибридизации [20]. Явления, возникающие при конъюгации бактерий, изучены и описаны Жакобом и Вольманом [21]. Корнберг осуществил редупликацию ДНК in vitro (см. стр. 537). Успехи синтеза поли-нуклеотидов позволили решить проблему генетического года (см. гл. 9). Корана произвел синтез гена (см. гл. 9). Таким образом, ряд основных проблем наследственности и изменчивости был не только поставлен, но и решен. Это дало возможность обратиться к более сложным вопросам, еще далеким от решения — к диффе-ренцировке клеток, к эмбриогенезу и канцерогенезу.

Молекулярная биология тесно связала биологию с химией и физикой и полностью устранила возможности виталистического толкования явлений жизни. Построение молекулярной биологии знаменует революцию в естествознании, перестройку естественнонаучного мировоззрения на материалистической основе.

Обратимся к краткому рассмотрению биологической функциональности нуклеиновых кислот.

Доказательства генетической роли ДНК в целом неопровержимы. ДНК локализована в хромосомах, причем содержание ДНК в диплоидных (соматических) клетках разных тканей у особей одного и того же вида практически постоянно. В гаплоидных половых клетках количество ДНК вдвое меньше, чем в соматических [22]. Содержание ДНК в клетках удваивается при митозе, т.е. при удвоении хромосом.

Шредингер поставил вопрос о причинах поразительной стабильности наследственного вещества, построенного из легких атомов, в ряде поколений [18]. ДНК действительно обладает высокой метаболической стабильностью. Меченный Р32 аденин не включается в ДНК неделящихся клеток. При делении клеток в среде, содержащей меченые атомы, последние включаются во вновь образуемую ДНК, но в дальнейшем сохраняются в ней, не участвуя более в метаболизме. Высокая стабильность ДНК определяется ее специфической вторичной структурой (см. § 8.2). Сегодня вопрос, поставленный Шредингером, решен. Вместе с тем доказано участие ДНК в мутагенезе. Установлен

страница 175
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
защитная плёнка на номер автомобиля
ремонт дверей авто без покраски в крылатском
курсы бухгалтеров с аттестацией
купить скамья парковая чугунная дешево

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)