Наследственный аппарат клеток. Кодирование и реализация биологической информации

В основе наследственности лежит способность всех живых организмов накапливать, хранить и передавать наследственную информацию. Эта одна из важнейших качественных особенностей живой материи связанная с нуклеиновыми кислотами – ДНК и РНК. Ведущее значение принадлежит ДНК – самой длиной молекуле живых организмов, сосредоточенной а ядрах клеток и представляющих их наследственный аппарат. Большая длина молекула ДНК дает возможность «записать» на ней, как на телеграфной ленте, все основные свойства будущего организма и программу его развития. Такая «запись» осуществляется с помощью специального «нуклеинового языка», или «нуклеинового кода», сущностью которого является изменение порядка следования четырех химических соединений, входящих в состав ДНК.

На такой нуклеиновой «ленте» можно выделить отдельные самостоятельные участки, включающие в себя описание программы развития данного признака. Их называют генами. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет собой программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками и некоторыми другими веществами, молекулы ДНК в ядре образуют – хромосомы. У человека в ядрах его соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых клеток их число равно – 23. Однако при оплодотворении количество хромосом вновь становится равным 46. Такой набор хромосом называют – диплоидным, а одинарный набор – гаплоидным.

Все 46 хромосом можно разбить на пары, из них 22 близки по форме и генному составу. Эти хромосомы называют гомологичными. 23 пара половые хромосомы X и Y. Абсолютного сходства между гомологичными хромосомами нет. В каждой гомологичной хромосоме всегда содержится большое число генов, контролирующих развитие различных признаков. Например в одной хромосоме может находится ген, обеспечивающий карий цвет глаз, а др. – голубой.

Эти маленькие различия в геномном составе гомологичных хромосом имеют большое значение и лежат в основе изменчивости организмов – свойства потомства отличатся от родителей рядом признаков. Действительно, в процессе образования половых клеток гомологичные хромосомы расходятся в различные клетки, а в результате оплодотворения они объединяются в новые пары. Значительные изменения генного состава хромосом могут осуществляться и в результате прямого обмена между гомологичными хромосомными участками, содержащими десятки генов.