ՌՆԹ

Ռիբոնուկլեական թթուն (ՌՆԹ) մոլեկուլ է, որ նուկլեոտիդ միավորների մի երկար շարան է պարունակում: Ամեն նուկլեոտիդ բաղկացած է մի ազոտային հիմքից, մի ռիբոզ շաքարից, և մի ֆոսֆատից: ՌՆԹ-ն շատ նման է ԴՆԹ-ին, սակայն տարբերվում է մի քանի շատ փոքր կառուցվածքային մանրամասերում՝ բջիջում, ՌՆԹ-ն ընդհանրապես միապարուրաձև է, իսկ ԴՆԹ-ն երկպարուրաձև. ՌՆԹ նուկլեոտիդները ռիբոզ են պարունակում, իսկ ԴՆԹ-ն դեզօքսիռիբոզ է պարունակում (մի տեսակ ռիբոզ, որ մի թթվածնի ատոմ պակաս ունի). և ՌՆԹ-ն ԴՆԹ-ի թիմին հիմքի փոխարեն ուրացիլ հիմքն է պարունակում:
ՌՆԹ-ն ԴՆԹ-ից է տրանսկրիպացվում՝ ԴՆԹ պոլիմերազներ անվամբ ֆերմենտների միջոցով, և ընդհանրապես ուրիշ ֆերմենտների միջոցով հավելյալ մշակվում է: ՌՆԹ-ն սպիտակուցների կառուցման հարցում կենտրոնական է:
Տարբեր տեսակների ՌՆԹ-ներ գոյություն ունեն, որոնցից են՝
  • Լրաբեր կամ ինֆորմացիոն ՌՆԹ
    Հիմնական ֆունկցիան գենետիկական տեղեկատվության տեղափոխումն է ԴՆԹ-ից ռիբոսոմ, որտեղ նրանք «որոշում են» սպիտակուցների ամինաթթվային կազմը։
  • Ռիբոսոմային կամ մատրիցային ՌՆԹ
    Էական դեր են խաղում սպիտակուցների սինթեզում բոլոր օրգանիզմների բջիջներում: Այն կազմում է ռիբոսոմի զանգվածի գրեթե 60% (40% - սպիտակուց)։ Ռիբոսոմները պարունակում են երկու հիմնական ռ-ՌՆԹ-ներ և 50-ից ավելի ռիբոսոմային սպիտակուցներ։
  • Փոխադրող կամ տրանսպորտային ՌՆԹ
    Փոխադրող ՌՆԹ, ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) տարատեսակ։ Կազմված է 76-90 նուկլեոտիդներից: Ինֆորմացիոն ՌՆԹ-ի սպիտակուցների ամինաթթվային հաջորդականության միջև կապողն օղակն է։ Այն ռիբոսոմ է փոխադրում ինֆորմաթիոն ՌՆԹ-ի երեք նուկլեոտիդային հաջորդականությանը համապատասխան ամինաթթու։ Այսպիսով փողադրող ՌՆԹ-ները սպիտակուցի սինթեզի կարևորագույն տարրերից են։

Գենետիկա

Բոլոր կենդանի էակները նման են իրենց ծնողներին, նրանք ժառանգում են նախորդ սերունդների հատկանիշները: Իսկ թե ինչպես է տեղի ունենում ժառանգական հատկանիշների փոխանցումը, ուսումնասիրում է գենետիկան:
Բույսերի և կենդանիների բոլոր տեսակներն իրարից տարբեր են, մեկ տեսակի ներկայացուցիչները նույնպես բոլորովին միանման չեն: Օրինակ՝ մանուշակի ծաղիկները կարող են լինել բազմագույն, իսկ սարդերի արուները էգերից խոշոր են. այդպիսի տարբերությունների մի մասը բացատրվում է ժառանգականությամբ, որը ապահովում է հատկանիշների փոխանցումը սերունդներին:

 Քրոմոսոմներ և գեներ

Հատկանիշները սերունդներին փոխանցվում են քրոմոսոմներ կոչվող գոյացությունների միջոցով: Դրանք գտնվում են բջիջների կորիզների ներսում, և յուրաքանչյուր բջիջ լիակատար տեղեկություն է կրում ամբողջ օրգանիզմի կառուցվածքի մասին: Բջջի կորիզում պարունակվում են շատ քրոմոսոմներ: Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր զույգը. զույգերից մեկը մայրական քրոմոսոմն է, մյուսը՝ հայրականը: Բույսերի և կենդանիների բոլոր տեսակները միմյանցից տարբերվում են քրոմոսոմների թվով: Օրինակ՝ մարդկանց քրոմոսոմները 46-ն են և գոյացնում են 23 զույգ:
Քրոմոսոմը բաղկացած է գեներից, որոնցում պարփակված է ժառանգական հատկանիշների մասին տեղեկությունը: Գեներում «գրված է», թե ինչպիսին է լինելու երեխայի աչքերի և մազերի գույնը, ինչպես նաև շատ ուրիշ հատկանիշներ: Բջջի բոլոր քրոմոսոմները միմյանցից տարբերվում են, սակայն նույն հատկանիշը հսկող գեները զույգ են կազմում: Այսինքն յուրաքանչյուր հատկանիշ որոշվում է 2 գենով: Ավելի բարդ հատկանիշները, օրինակ` մարդու մարմնի կառուցվածքը, որոշվում են շատ գեների համատեղ գործունեությամբ: Գեներն ազդում են հատկանիշների զարգացման վրա՝ կանոնավորելով սպիտակուցների սինթեզը: Օրգանիզմի բջիջներում պարունակվում են հազարավոր տարբեր սպիտակուցներ: Յուրաքանչյուր գեն կարգավորում է մեկ կամ մի քանի սպիտակուցների սինթեզը:

Գեների ժառանգաբար փոխանցումը

Բույսերի և կենդանիների նոր օրգանիզմն առաջանում է 2 հատուկ սեռական բջիջների միաձուլումից (յուրաքանչյուր ծնողից` 1 բջիջ): Դրանք օրգանիզմի մյուս բջիջներից տարբերվում են նրանով, որ ունեն քրոմոսոմների ոչ լրիվ հավաք. նրանք կրում են քրոմոսոմների միայն կեսը՝ յուրաքանչյուր զույգից՝ մեկը: Բեղմնավորման ժամանակ արական և իգական սեռական բջիջների միաձուլման արդյունքում քրոմոսոմային հավաքը վերականգնվում է, և նոր օրգանիզմը մորից ստանում է ժառանգական տեղեկության մեկ, հորից՝ մյուս կեսը:

Գերիշխող (դոմինանտ) գեներ

Ժառանգական հատկանիշները որոշվում են մեկ զույգ առաջացնող 2 գենի գործունեությամբ, սակայն նրանցից ո՞րն է գործում, որը` ոչ, կամ՝ գուցե՞ նրանք միասին են աշխատում: Բանն այն է, որ սովորաբար ժառանգած գեներից մեկը մյուս գենի նկատմամբ գերիշխող է, և հատկանիշի զարգացման վրա գերակշռող ազդեցություն է ունենում հենց նա: Օրինակ՝ սիսեռի հատիկն ունի գեներ, որոնք պատասխանատու են սերմերի կնճռոտ կամ հարթ մակերևույթի համար: Սովորաբար բույսը, որը 2 ծնողից ստացել է հարթ մակերևույթով սերմի գենը, կարտադրի միայն հարթ մակերևույթով սերմեր, իսկ բույսը, որը կրում է կնճռոտության 2 գեն, առաջացնում է կնճռոտ մակերեվույթով սերմեր: Սակայն հարթ մակերևույթի զարգացումը հսկող գենը գերիշխող է կնճռոտ մակերևույթով սերմերի գենի նկատմամբ: Այսինքն, եթե բույսը կրում է գեն, ապա նրա մոտ կզարգանան միայն հարթ սերմեր: Գերիշխելու հատկությամբ են բացատրվում նաև բույսերի և կենդանիների թաքնված գեները, որոնք ոչ մի ձևով ի հայտ չեն գալիս:

Գենային ճարտարագիտություն

Գենետիկայի գաղտնիքների մեջ թափանցումը տվել է ժառանգականությունը ղեկավարելու և մարդու համար օգտակար հատկանիշներով բջիջներ ստեղծելու հնարավորություն: Օրինակ՝ միկրոօրգանիզմները (մանրադիտակային միաբջիջ օրգանիզմներ, ինչպիսիք են բակտերիաները և խմորասնկերը) կարելի է փոխել այնպես, որ նրանք սկսեն արտադրել վակցինաներ, շիճուկներ, հորմոններ և այլ նյութեր, որոնք սովորաբար արտադրվում են մարդու օրգանիզմում: Գենային ճարտարագիտությունը կարող է բազմաթիվ գործնական կիրառություններ ունենալ, սակայն մարդիկ խուսափում են դրա լայն կիրառությունից: Որքան էլ հրապուրիչ է այն միտքը, որ հնարավոր կդառնա արհեստական ճանապարհով ստեղծել հատուկ ընտրված հատկանիշներով երեխա, այնուամենայնիվ մարդու կլոնավորումն այսօր արգելված է:

Սեռական քրոմոսոմներ

Արական և իգական օրգանիզմների տարբերությունը պայմանավորված է նրանց սեռական քրոմոսոմներով: XX քրոմոսոմ ունեցող օրգանիզմը կլինի իգական սեռի, XY ունեցողը՝ արական:

Շրջակա միջավայրի ազդեցությունը

Օրգանիզմի ոչ բոլոր հատկանիշներն են բացատրվում ժառանգականությամբ. դրանց մի մասը զարգանում է արտաքին ազդեցությունների և դաստիարակության արդյունքում: Օրինակ՝ մարդը ձեռք է բերում կարդալու և գրելու ունակություն ուսուցման ընթացքում: Ուրիշ հատկանիշներ ու հատկություններ ի հայտ են գալիս ժառանգականության և շրջակա միջավայրի փոխազդեցության արդյունքում: Օրինակ՝ մարդու մարմնի ձևերն ու ուրվագծերը ժառանգական հատկանիշներ են, սակայն դրանք կախված են նաև ընդունած սննդի քանակից և կատարած ֆիզիկական վարժություններից:

Միտոզ

Միտոզը էուկարիոտ բջջի կորիզի բաժանումն է` քրոմոսոմնների թվի պահմանմամբ: Ի տրաբերություն մեյոզի, միտոտիկ բաժանումը տեղի է ունենում առանց բարդությունների, քանի որ չի ներառում պրոֆազի ընթացքում հոմոլոգ քրոմոսոմների կոնյուգացիա:
Միտոզի փուլերը.Միտոզը բջջային ցիկլի մի հատվածն է, սակայն այն բավականին բարդ է և իր մեջ ներառում է հինգ փուլեր`պրոֆազ, պրոմետաֆազ, մետաֆազ, անաֆազ, տելոֆազ:
Քրոմոսոմների կրկնորինակների ստեղծումը կատարվում է ինտերֆազիժամանակ և միտոզի փուլում քրոմոսոմները արդեն կրկնապատկված են:
- Պրոֆազի փուլում տեղի է ունենում հոմոլոգ քրոմոսոմների (զույգերի) կոնդենսացիա և սկսվում է բաժանման վերետենի ձևավորումը: Մարդու և կենդանիների բջիջներում սկվում է ցենտրիոլների հեռացումը, ձևավորվում են բաժանման բևեռները:
- Պրոմետաֆազը սկսվում է բջջի կորիզի թաղանթի քայքայմամբ:Քրոմոսոմները սկսում են շարժվել, նրանց ցենտրոմերները կոնտակտի մեջ են մտնում ցենտրիոլների միկրոխողովակների հետ, իսկ բևեռները շարունակում են իրարից հեռանալ:
- Մետաֆազի ընթացքում քրոմոսոմների շարժումը դադարում է, նրանք տեղավորվում են բջջի այսպես կոչված հասարակածի վրա` բևեռներց հավասարաչափ հեռավորության վրա, մի հարթության մեջ` առաջացնելով մետաֆազային թիթեղիկ: Կարևոր է նշել, որ այս դիրքում նրանք մնում են բավականին երկար ժամանակ, որի ընթացքում բջջի մեջ կատարվում են նշանակալից վերփոխումներ, որից հետո միայն կարող է տեղի ունենալ քրոմոսոմների իրարից հեռացումը: Այս է պատճառը, որ մետաֆազը ամենահարմար պահն է քրոմոսոմններիքանակի հաշվարկման:
- Անաֆազի ընթացքում քրոմոսոմները հեռանում են իրարից դեպի հանդիպակած բևեռներ. վեջինները նույնպես շարունակում են իրարից հեռանալ:
- Տելոֆազում արդեն առանձնացված քրոմոսոմների խմբերի շուրջ ձևավորվում են բջջի կորիզների թաղանթներ, որոնք ապակոնդենսացվում են և առաջացնում են երկու դուստր կորիզներ:

Նուկլեինաթթու

Նուկլեինաթթու բարձրամոլեկուլային օրգանական միացություն, կենսապոլիմեր, որը կազմված է նուկլեոտիդներից։ Նուկլեինաթթուներ դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) և ռիբոնուկլեինաթթուն (ՌՆԹ) առկա են բոլոր կենդանի օրգանիզմների բջիջներում։ Նրանք կարևորագույն դերն ունեն ժառանգական ինֆորմացիայի պահպանման, փոխանցման և իրականացման մեջ։
Պարունակվում են բոլոր օրգանիզմների բջիջներում։ Նուկլեինաթթուները հայտնաբերել է շվեյցարացի գիտնական Ֆրիդրիխ Միշերը (1868)։ Տարբերում են նուլեինաթթուների 2 գլխավոր տիպ՝ ռիբոնուկլեինաթթուներ (ՌՆԹ) և դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուներ (ԴՆԹ)։ Նուկլեինաթթուների մոլեկուլները, նուկլեոտիդներից բաղկացած, երկար պոլիմերային շղթաներ են։ ՌՆԹ-ի կազմի մեջ որպես ածխաջուր մտնում է ռիբոզը, իսկ ազոտային հիմքերն են՝ ադենինը, գուանինը, ցիտոզինը և ուրացիլը, իսկ ԴՆԹ-ն կազմում են համապատասխանաբար դեզօքսիռիբոզը և ադենինը, գուանինը, ցիտոզինը, թիմինը։ Նուկլեինաթթուներում փոքր քանակությամբ հանդիպում են նաև պուրինների և պիրիմիդինների այլ ածանցյալներ՝ մինորային թթվեր։

ԴՆԹ

Դեզօքսիռիբոնուկլեական թթուն (ԴՆԹ) նուկլեինաթթու է, որը պարունակում է բոլոր ճանաչված կենդանի օրգանիզմների և որոշ հարուցիչների զարգացման և գործունեության մեջ օգտագործվող հրահանգները: ԴՆԹ մոլեկուլների հիմնական դերը տեղեկության երկարատև պահպանումն է: ԴՆԹ-ն հաճախ համեմատվում է մի խումբ պլանների կամ մի բաղադրատոմսի հետ, կամ մի կոդի, քանի որ պարունակում է բջիջների ուրիշ բաղադրիչների կառուցման օգտակար հրահանգները, ինչպիսիներից են սպիտակուցները և ՌՆԹ մոլեկուլները: ԴՆԹ-ի այն մասերը, որոնք այս ծագումնաբանական տեղեկությունն են պարունակում կոչվում են գեներ, իսկ ԴՆԹ-ի մնացորդ շարանները կառուցման նպատակներ ունեն, կամ այս ծագումնաբանական տեղեկության օգտագործման կարգավորման մասնակից են:
Քիմիապես, ԴՆԹ-ն երկու երկար պոլիմերներ է պարունակում, որոնք բաղկացած են նուկլեոտիդ անվամբ հասարակ միավորներից, և իրենց հիմնուղին կազմված է շաքարներից և ֆոսֆատի խմբերից, որոնք եթերական կապերով են միացած: Այս երկու պարույրները իրար հակառակ կողմերով են ընթանում, և այդ պատճառով էլ հակազուգահեռ են: Ամեն շաքարի միացած է նուկլեոհիմք անունով չորս տեսակ մոլեկուլներից մեկը:
Այդ չորս մոլեկուլներն են՝
  1.  գուանինը
  2. ցիտոզինը
  3. ադենինը
  4. թիմինը:
Այս չորս հիմքերի հերթականությունն է հիմուղու ուղղությամբ, որ տեղեկություն է ծածկագրում: Այս տեղեկությունը կարդացվում է ծագումնաբանական կոդի օգնությամբ, որը ամինոթթուների հերթականությունն է հատկանշում սպիտակուցների մեջ: Կոդը կարդացվում է ԴՆԹ-ի ձգումները համեմատ նուկլեաթթույի ՌՆԹ-ի մեջ ընդօրինակելով, տրանսկրիպցիա անվամբ ընթացքում: Բջիջների մեջ, ԴՆԹ-ն կազմակերպվել է քրոմոսոմ անունով X-աձև կառուցվածքների մեջ: Այս քրոմոսոմները նախկան բջիջային բաժանման կրկնակվում են, ԴՆԹվերարտադրություն անվամբ ընթացքում: Եվկարիոտական օրգանիզմները (անասունները, բույսերը, սնկերը, և պրոտիստները) իրենց ԴՆԹ-ի մեծ մասը բջիջի կորիզում են պահում և դրա որոշ մասը միտոքանդրիումներում (անասունները և բույսերը) և քլորոպլաստներում (միայն բույսերը): Սակայն պրոկարիոտները (բակտերիաները և արկաեաները) իրենց ԴՆԹ-ն իրենց բջջապլազմայում են պահում: Քրոմոսոմներիմեջ, հիստոն անունով սպիտակուցները ԴՆԹ-ն սեղմում և կազմակերպում են: Այս սեղմված կառուցվածքներն են ԴՆԹ-ի և մյուսսպիտակուցների միջև փոխազդեցությունները առաջնորդում, օգնելով կառավարել թե ԴՆԹ-ի որ մասերն են տրանսկրիպցայվում: