Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик объяснили, каким образом может передаваться генетическая информация. Это происходит в три этапа : репликация ( копирование родительской ДНК с образованием дочерних ДНК ); транскрипция ( переписывание генетической информации в форме РНК ); трансляция ( перевод информации с РНК на белковую форму ).

Ряд вирусов имеет одноцепочечную молекулу ДНК, но у большинства ДНК - содержащих вирусов ДНК двухцепочечная, и она линейна или замкнута в кольцо. В клеточных организмах ДНК содержится в хромосомах. Бактериальная хромосома содержит гораздо большую по размерам молекулу ДНК, также свёрнутую в кольцо.

Хромосомы эукариот представляют собой линейную молекулу ДНК. Эукариотическая ДНК обматывает белковые частицы – гистоны, располагающиеся вдоль ДНК через определённые интервалы, образуя хроматин – волокна, из которых состоят хромосомы. Комплексы участков ДНК и гистонов называются нуклеосомами. Нуклеосомы упорядочены в пространстве, за счёт чего достигается плотная упаковка ДНК в хромосоме.

При нагревании или других экстремальных условиях спираль ДНК расплетается, и её цепи разделяются. Если этот процесс не дошел до конца, то он легко обратим вспять. При полной денатурации обратный процесс будет протекать значительно медленнее : комплементарным участкам цепей сначала нужно « отыскать » друг друга, после чего две цепи сравнительно быстро « застёгиваются » наподобие молнии, вновь образуя двойную спираль.

Структурными генами называются участки ДНК, кодирующие белковые цепи, т - РНК и р - РНК. В классической биологии гены определяли как часть хромосомы, определяющей какой - то наследственный признак. Более точное определение дала молекулярная биология : ген – фрагмент генетического кода, который может синтезировать только один определённый полипептид или РНК.

В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная спираль ДНК в живых организмах существует в разных формах. На рисунке представлены формы A, B и Z (слева направо)

синтез белковых молекул ; образование информационной РНК ; рибосомной РНК.

Многие молекулы мутагенов вставляются ( интеркалируют ) между двумя соседними парами оснований. Большинство этих соединений, например, этидий, дауномицин, доксорубицин и талидомид имеют ароматическую структуру. Для того, чтобы интеркалирующее соединение могло поместиться между основаниями, они должны разойтись, расплетая и нарушая структуру двойной спирали. Эти изменения в структуре ДНК мешают транскрипции и репликации, вызывая мутации. Поэтому интеркалирующие соединения часто являются канцерогенами, наиболее известные из которых бензопирен, акридины, афлатоксин и бромистый этидий. Несмотря на эти негативные свойства, в силу их способности подавлять транскрипцию и репликацию ДНК, интеркалирующие соединения используются в химиотерапии для подавления быстро растущих клеток рака.

Интеркалированное химическое соединение, которое находится в середине спирали бензопирен, основной мутаген табачного дыма бензопирен

Надцарство Прокариоты ( Доядерные) Бактерии Архебактерии (выделяют метан) цианобактерии Актиномицеты (грибки лучистые) Микоплазмы (возбудители заболеваний воспалительного характера). Микобактерии (палочки, способные к образованию нитчатых форм, некоторые возбудители заболеваний) Хламидобактерии (группа нитчатых бактерий. откладывают гидроокись железа)

Одни из наиболее древних прокариот ; Большинство – хемоавтотрофы ; У некоторых конечным продуктом обмена веществ является метан ; Широко распространены в природе.

Бактерии (физиологические свойства) анаэробные аэробныелитотрофы миксотрофы хемотрофы фототрофы органотрофы

Наличие пигментов ; Многие фиксируют молекулярный азот ; Входят в состав лишайников.

Характерно ветвление клеток ; Образуют гифы. Размножаются делением клеток или фрагментацией гиф ; Симбионты ( азотофиксирующие ) и паразиты ( туберкулёз, проказа, воспаление оболочек мозга, кожи ).

В бактериальной клетке отсутствует ядро, хромосомы свободно располагаются в цитоплазме. Кроме того, в клетке бактерии отсутствуют мембранные органоиды : митохондрии, ЭПС, аппарат Гольджи и пр. Снаружи клеточная мембрана покрыта клеточной стенкой. Большинство бактерий передвигаются пассивно, с помощью водных или воздушных течений. Только некоторые из них имеют органеллы движения – жгутики.

Оболочка клетки состоит из наружного слизистого слоя, клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Слизистый капсульный слой находится снаружи клетки и выполняет защитную функцию. Прочность стенки обеспечивает муреин, вещество полисахаридной природы.

кокки ( имеют округлую форму ); бациллы ( имеют палочковидную форму ); спириллы ( имеют форму спирали ); вибрионы ( имеют форму запятой ).

бациллы стрептококки спириллы

1 - гранулы поли-В-оксимасляной кислоты, 2 - жировые капли, 3 - включения серы, 4 - трубчатые тилакоиды, 5 - пластинчатые тилакоиды, 6 - выросты цитоплазматической мембраны, 7 - хроматофоры (участки протопласта, несущие пигмент), 8 - нуклеоид, 9 - рибосомы прокариотической клетки, 10 - цитоплазма, 11 - слизистая капсула, 12 - жгутики, 13 - клеточная оболочка, 14 - мезосома, 15 - газовые вакуоли, 16 - ламеллярные структуры, 17 - гранулы полисахаридов, 18 - гранулы полифосфатов, 19 - цитоплазматическая мембрана, 20 - базальное тельце.

Подвижность бактерий обеспечивается жгутиками

Деление бактериальной клетки

Спорообразование