ДНК обеспечивает хранение закодированного миллиарды лет назад полного комплекта генов для передачи наследственной информации у живых организмов.
Различают два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК), которые обеспечивают хранение наследственной информации, и рибонуклеиновые кислоты (РНК), играющие основную роль в реализации генетической информации.
Молекулы ДНК, расположенные в ядре каждой клетки, упакованы в нитеобразные структуры, называемые хромосомами.
В организме человека около 30 триллионов клеток - в каждой клетке 46 молекул ДНК. Все они получены из одной оплодотворенной клетки зародыша во время роста и развития организма.
Интересно, что в клетке ясеня тоже 46 молекул ДНК, правда, в них закодирован ясень от корней до верхушек ветвей и листьев.
***
Умно построена ДНК, изображенная на рисунке, вот смотрите.
Для кодирования любой из двадцати аминокислот, достаточно трёх последовательных нуклеотидов, называемых триплетами.
Существует четыре типа нуклеотидов, в которых фосфатная группа и пентоза одинаковы, а азотистые основания бывают четырех типов:
- аденин (А);
- гуанин (Г);
- цитозин (Ц);
- тимин (Т) в ДНК или урацил (У) в РНК.
http://proza.ru/2024/03/02/814
Молекула ДНК представляет собой правильную спираль, образованную двумя полинуклеотидными цепями, закрученными друг относительно друга вокруг общей оси. Диаметр спирали постоянен вдоль всей ее длины и равен 20 А (ангстрем равен десятимиллионной доле миллиметра).
Для сравнения, диаметр атома водорода равен 2 А. В выпрямленном состоянии ДНК клетки человека достигает 85 мм в длину и содержит примерно 220 миллионов пар звеньев, использующихся для кодирования генома.
В ДНК, показанной на рисунке, структуру каждой цепи поддерживают высокопрочные фосфодиэфирные связи – атом фосфора с четырьмя атомами кислорода и двумя атомами водорода.
Фосфодиэфирные связи играют ключевую роль во всех процессах жизни на Земле, прочно поддерживая костяк молекул ДНК.
Нуклеотиды присоединены к цепи ДНК через 3-й и 5-й углероды пентозы (или по-другому дезоксирибозы). Соединительными атомами служат два атома кислорода ближайшего фосфата (рисунок в начале).
В каждом из трех последовательных нуклеотидов, содержащих код одной аминокислоты, может содержаться от одного до четырех аминокислот.
Причем имеется криптозащита данных, построенная следующим образом.
В другой ветви ДНК, имеется такая же последовательность нуклеотидов, где азотистые основания аминокислот первой и второй цепи ДНК прочно соединяются друг с другом через атомы водорода, но обязательно - тимин соединяется с аденином, цитозин соединяется с гуанином.
Кроме того если в левой цепи идет соединение с 3-м атомом углерода, то в другой цепи соответствующая аминокислота соединяется через 5-й атом углерода. Такая закономерность получила название "правило Чаргоффа".
Этот способ защиты данных от искажения называют комплементарностью.
Любое другое соединение двух ветвей ДНК считается ошибочным, и код аминокислоты не считывается. Однако ошибок в правилах соединения нуклеотидов ученые ни разу не обнаружили, то есть ДНК изначально кодировалась правильно!
ДНК были разработаны и закодированы миллиарды лет назад, потому и устойчивы, что имеют криптозащиту за счет намеренно введенной избыточности.
Сами химические связи подчиняются законам квантовой механики и имеют огромную прочность и устойчивость. О крепости химических связей можно судить по прочности кристаллов углерода в алмазе.
Информационная емкость ДНК составляет 704 терабайта на кубический миллиметр, что очень сильно опережает емкость современных носителей информации.
Специальные методы окраски показали, что хромосомы состоят из чередующихся темных участков, названных учеными дисками: С, Т, R, G, N, Q.
Напомним, что в одной хромосоме содержится один ДНК. Диски хромосом исследуются учеными разными методами, в том числе электронными микроскопами.
Что известно науке:
С–диски содержат коды, обеспечивающие взаимодействие ДНК с белками при делении клетки.
Т–диски содержат коды, защищающие ДНК от разрушения и обеспечивают контакт с ядерной мембраной клетки.
R–диски содержат коды ДНК для сложнейшего домашнего хозяйства клетки (синтез, транспортировка, репликация, репарации, рекомбинация, трансляция и т.д.).
Гены ДНК R–дисков постоянно включены и представлены в клетке многими копиями, расположенными в одном ДНК или в разных ДНК.
G–диски содержат коды ДНК, которые могут включаться и выключаться и они по-разному функционируют в разных тканях на разных этапах онтогенеза.
Онтогенез – это индивидуальное развитие организма, совокупность физиологических и биохимических преобразований, которые претерпевает организм от момента его рождения до конца жизни.
Онтогенез включает рост, то есть увеличение массы и размеров организма, а также дифференцировку клеток.
Термин "онтогенез" был введен в 1866 году Т. Геккелем и представляет собой реализацию наследственной информации.
http://proza.ru/2024/03/02/795
Q–диски содержат "мусорные" коды ДНК, они слабо изучены, хотя их доля составляет более 90 процентов.
Продолжение: http://proza.ru/2024/03/02/1063