Сёння наўрад ці каго-небудзь здзівіш такімі паняццямі, як спадчыннасць, геном, ДНК, нуклеатыдаў. Усе ведаюць пра двайны спіралі ДНК і што менавіта яна адказная за фарміраванне ўсіх прыкмет арганізма. Але не ўсе ведаюць аб прынцыпах яе прылады і падпарадкаванасці асноўным правілах Чаргаффа.
Не многія адкрыцця ганаруюцца звання выбітных у XX стагоддзі. Але адкрыцця Эрвіна Чаргаффа (1905-2002), выхадца з Букавіны (г. Чарнаўцы, Украіна), несумненна, ставяцца менавіта да такіх. Хоць ён і не атрымаў Нобелеўскую прэмію, да канца сваіх дзён ён лічыў што Джэймс Уотсан і Фрэнсіс Крык скралі яго ідэю аб двухцепочечной спіральнай структуры ДНК і яго нобелеўскую прэмію.
Універсітэты Польшчы, Германіі, ЗША і Францыі ганарацца тым, што гэты выдатны біяхімік выкладаў у іх. Акрамя фундаментальных правілаў Чаргаффа для ДНК, ён вядомы яшчэ адным – залатым правілам. Менавіта так называюць яго навукоўцы-біёлагі. А гучыць залатое правіла. Э. Чаргаффа так: «One of the most insidious and nefarious properties of scientific models is their tendency to take over, and sometimes supplant, reality». Простай мовай, гэта значыць – не кажаце прыродзе, што ёй трэба рабіць, і яна не скажа вам, куды варта пайсці вам з усімі сваімі прэтэнзіямі. Для многіх маладых навукоўцаў гэта правіла Эрвіна Чаргаффа стала своеасаблівым дэвізам навуковага пошуку.
Нагадаем асноўныя фундаментальныя паняцці, неабходныя для разумення наступнага тэксту.
Геном - сукупнасць ўсяго спадчыннага матэрыялу дадзенага арганізма.
Манамеры ўтвараюць палімеры - структурныя адзінкі, якія злучаюцца ў высокамалекулярныя арганічныя малекулы.
Нуклеатыдаў – аденин, гуанінь, тимин і цитозин – манамеры малекулы ДНК, арганічныя малекулы, адукаваныя фосфарнай кіслатой, вугляводам з 5 атамамі вугляроду (дезоксирибозы або рыбоза) і пурынавых (аденин і гуанінь) або пиримидинового (цитозин і тимин) падставы.
Больш:
Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы
Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...
Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?
Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...
Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету
Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кіслата, аснова спадчыннасці арганізмаў, уяўляе сабой падвойную спіраль, адукаваную з нуклеатыдаў з вугляводнай складнікам – дезоксирибозой. РНК – рібанукляінавай кіслата, адрозніваецца ад ДНК прысутнасцю ў складзе нуклеатыдаў вуглявода рыбоза і заменай тимина на урацил.
Група навукоўцаў Калумбійскага універсітэта ў Нью-Ёрку на чале з Э. Чаргаффом у 1950-1952 гадах займалася хроматографией ДНК. Што ў яе склад уваходзіць чатыры нуклеатыдаў, ужо было вядома, але пра яе спіральнай структуры яшчэ ніхто не ведаў. Шматразовыя даследаванні паказалі. Што ў малекуле ДНК колькасць пурынавых падстаў роўна колькасці пиримидиновых. А дакладней, колькасць тимина заўсёды роўна колькасці аденина, а колькасць гуанінь адпавядае колькасці цитозина. Гэтая равность азоцістых падстаў – правіла Чаргаффа для дэзаксірыбануклеінавай і рібанукляінавай кіслот.
Менавіта гэта правіла стала той апорай, на якую арыентаваліся Уотсан і Крык пры выводзінах структуры малекулы ДНК. Іх двухцепочечная спіральна закручаная мадэль з шарыкаў, дроту і фігурак патлумачыла гэта роўнасць. Іншымі словамі, правілы Чаргаффа заключаюцца ў тым, што тимин злучаецца з аденином, а гуанінь - з цытазінам. Менавіта гэта суадносіны нуклеатыдаў ідэальна ўкладвалася ў прасторавую мадэль ДНК, прапанаваную Уотсанам і Крыкам. Адкрыццё структуры малекулы дэзаксірыбануклеінавай кіслаты падштурхнула навуку да адкрыццяў больш шырокага ўзроўню: прынцыпаў зменлівасці і спадчыннасці, біялагічнай сінтэзу ДНК, тлумачэння эвалюцыі і яе механізмаў на малекулярным узроўні.
Сучасная навука фармулюе дадзеныя фундаментальныя палажэнні наступным трыма пастулатамі:
У 1990-х гадах з адкрыццём тэхналогій секвенирования (вызначэнне паслядоўнасці нуклеатыдаў ў доўгіх участках) ДНК правілы Чаргаффа атрымалі сваё пацвярджэнне.
У старэйшых класах школы і ў універсітэтах вывучэнне малекулярнай біялогіі абавязкова прадугледжвае рашэнне задач на правіла Чаргаффа. Толькі называюць гэтыя задачы пабудовай другой ланцужкі ДНК на падставе прынцыпу камплементарнасці (прасторавай ўзаемадапаўняльнасці пурынавых і пиримидиновых нуклеатыдаў). Да прыкладу, у ўмове даецца паслядоўнасць нуклеатыдаў у аднаго ланцуга – ААГЦТАТ. Ад навучэнца або студэнта патрабуецца аднавіць другую ланцужок на падставе матрычнай ланцужкі ДНК і першага правілы Чаргаффа. Адказ будзе такой: ГГАТЦГЦ.
Іншы тып задач прапануе разлічыць вага малекулы ДНК, ведаючы паслядоўнасць нуклеатыдаў у адной ланцужку і ўдзельная вага нуклеатыдаў. Першае правіла Чаргаффа ў біялогіі лічыцца асноватворным для разуменняасноў біяхіміі і малекулярнай генетыкі.
Э. Чаргафф працягваў займацца вывучэннем складу ДНК, і праз 16 гадоў пасля адкрыцця першага закону ён падзяліў малекулу на дзве асобныя ніткі і выявіў, што колькасць падстаў роўна не дакладна, а толькі прыблізна. Гэта і ёсць другое правіла Чаргаффа: у асобнай ніткі дэзаксірыбануклеінавай кіслоты колькасць аденина прыблізна роўна колькасці тимина, а гуанінь - цитозину.
Парушэнні роўнасці апынуліся прама прапарцыйныя даўжыні аналізаванай ўчастка. Дакладнасць захоўваецца на даўжыні ў 70-100 тысяч пар нуклеатыдаў, але на даўжынях ў сотні пар і менш падстаў яно ўжо не захоўваецца. Чаму ў адных арганізмаў працэнт гуанінь-цитозина вышэй адсотка аденина-тимина ці наадварот, навука пакуль не патлумачыла. Бо ў звычайных геному арганізмаў роўнае размеркаванне нуклеатыдаў, хутчэй, выключэнне, чым правіла.
З развіццём тэхнік секвенирования геномаў выявілася, што ў адзіночнай ланцужку ДНК змяшчаецца прыблізна аднолькавая колькасць камплементарных адзіночных нуклеатыдаў, пар нуклеатыдаў (динуклеотидов), тринуклеотидов і так далей - да олигонуклеотидов (участкаў у 10-20 нуклеатыдаў). Гэтаму правілу падпарадкоўваюцца генома ўсіх вядомых жывых арганізмаў, за зусім не вялікім выключэннем.
Так, двое бразільскіх навукоўцаў – біёлаг Майкл Ямагиши і матэматык Раберта Херай – выкарыстоўвалі тэорыю мностваў, каб прааналізаваць неабходныя для паслядоўнасці нуклеатыдаў, каб яны прыводзілі да выканання правілы Чаргаффа. Яны вывелі чатыры ўраўненні мностваў і пратэставалі 32 геному вядомых відаў. І аказалася што фрактально-падобныя заканамернасці верныя для большасці відаў, уключаючы кішачную палачку, раслін і чалавека. А вось вірус імунадэфіцыту чалавека і паразітычная бактэрыя, якая выклікае хуткае завяданне аліўкавых дрэў, зусім не падпарадкоўваюцца заканамернасцям правілы Чаргаффа. Чаму? Адказ пакуль не знойдзены.
Біяхімікі, біёлагі-эвалюцыяністы, цитологи і генетыкі і сёння б'юцца над загадкамі ДНК і механізмамі атрымання ў спадчыну. Нягледзячы на дасягненні сучаснай навукі, чалавецтва далёка ад разгадкі светабудовы. Мы пераадолелі гравітацыю, асвоілі касмічную прастору, навучыліся змяняць генома і вызначаць паталогію плёну на ранніх стадыях развіцця зародка. Але мы ўсё так жа далёкія ад разумення ўсіх механізмаў прыроды, якія яна стварала мільярды гадоў на планеце Зямля.
Article in other languages:
HI: https://tostpost.com/hi/education/19817-chargaff-chargaff.html
ZH: https://tostpost.com/zh/education/17708-chargaff-chargaff.html
Alin Trodden - аўтар артыкула, рэдактар
"Прывітанне, Я Алін Тродден. Я пішу тэксты, чытаю кнігі і шукаю ўражанні. І я нядрэнна ўмею распавядаць вам пра гэта. Я заўсёды рады ўдзельнічаць у цікавых праектах."
Навіны
Сачыненне на тэму "Апісанне знешнасці мамы"
Каб навучыцца правільна выкладаць свае думкі, неабходна часцей пісаць сачыненні. Сучасная школьная праграма прадугледжвае абавязковае напісанне заданні на тэму "Апісанне знешнасці чалавека". Мамы - самыя блізкія людзі, таму выкана...
Што Мендзялееў вынайшаў для патрэб арміі. Гісторыя і лёс вынаходкі
Д. І. Мендзялееў быў геніяльным рускім навукоўцам-энцыклапедыстам, які зрабіў шмат важных адкрыццяў для розных абласцей навукі і тэхнікі. Многім вядома, што ён з'яўляецца аўтарам «Асноў хіміі» і перыядычнага закона хім...
Германскае грамадзянскае ўкладанне
Германскае грамадзянскае ўкладанне – звод законаў грамадзянскага права, які быў прыняты рэйхстагам у 1896 годзе, а ў дзеянне ўступіў чатырма гадамі пазней, у 1900 годзе. Структура кодэкса грунтуецца на пандектной сістэме, з ...
Што такое арганізаванасць і якога чалавека называюць арганізаваным
Уменне кіраваць сваім часам – гэта талент, якім валодае зусім невялікая колькасць людзей. Арганізаванасць мае на ўвазе правільнае і рацыянальнае выкарыстанне ўсіх 24 гадзін у сутках. Вельмі важна задумацца над тым, якога чал...
За што ўзнагароджвалі ордэнам Чырвонай Зоркі? Баявыя ордэны і медалі Савецкага Саюза
Баявы ордэн Чырвонай Зоркі калі-то быў самай жаданай і ганаровай узнагародай, атрымаць якую было магчыма, толькі здзейсніўшы ваенны подзвіг на карысць краіны. Знешні аблічча ў ордэна вельмі просты і лаканічны. Выкананы ён быў з ср...
Раскулачванне - гэта што такое? Палітыка раскулачвання ў СССР: прычыны, працэс і наступствы
Калі казаць проста і коратка, раскулачванне – гэта масавая канфіскацыя маёмасці ў сялян у 30-я гады мінулага стагоддзя, за якой стаяць мільёны жыццяў і лёсаў. Цяпер гэты працэс прызнаны незаконным, яго ахвярам пакладзена пак...
Заўвага (0)
Гэтая артыкул не мае каментароў, будзьце першым!