Перш за все, хочеться сказати, що молекулярна біологія - це наука, яка досліджує закономірності спадковості організмів на молекулярному рівні. З її допомогою стає зрозумілим, як саме реалізується спадкова інформація від батьків у їхніх нащадках.
Батьки передають своєму потомству молекули ДНК (містить на собі гени), яка несе на собі інформацію про певні ознаки. У дітей, спадкова інформація мусить себе реалізувати, утворивши білки (в тому числі й різні ферменти, які прискорюють реакції метаболізму), які й забезпечують вияв ознаки (оскільки великий вміст в організмах займають саме білки).
Дуже важливо знати центральну догму молекулярної біології, без якої розв’язування задач неможливе:
ДНК та РНК - нуклеїнові кислоти, які складаються з багатьох нуклеотидів. Є 5 видів нуклеотидів (А, Т, Г, Ц, У), проте ДНК або РНК мають по 4 типи нуклеотиди. У ДНК це А, Т, Г, Ц. РНК замість Т має У.
Кожен нуклеотид складається з 3 компонентів: пентози (рибоза у РНК чи дезоксирибоза у ДНК), азотистої основи (назва ідентична назві нуклеотида: в аденіну - аденінова азотиста основа)
Кожен нуклеотид складається з 3 компонентів: пентози (рибоза у РНК чи дезоксирибоза у ДНК), азотистої основи (назва ідентична назві нуклеотида: в аденіна - аденінова азотиста основа) та залишку фосфатної кислоти:
.png)
ДНК має 2 антипаралельні ланцюги, які з'єднані водневими зв'язками між комплементарними нуклеотидами. Комплементарність - чітка відповідність основ у протилежних ланцюгах (згідно з правилами Чаргаффа):
Уотсон і Крік, які розшифрували модель будови ДНК, встановили, що сусідні нуклеотиди (в 1 ланцюгу) з'єднані між собою фосфодиефірними зв'язками (на малюнку видно, що він виникає між пентозою 1 нуклеотида та фосфатом 2 нуклеотида), а комплементарні нуклеотиди двох протилежних ланцюгів - водневими (причому між Аденіном і Тиміном є 2 водневі зв'язки, а між Гуаніном і Цитозином - 3).
Два сусідні нуклеотиди в нуклеїнових кислотах розміщені на відстані 0,34 нм (це потрібне для визначення довжини нуклеїнової кислоти!). Кожен нуклеотид має відносну молекулярну масу 345 (для визначення маси гена чи ДНК або РНК).
Транскрипція - це процес переписування спадкової інформації з одного ланцюга ДНК (кодуючого) на молекулу іРНК. Тому при розв’язуванні задачі обов'язково слід з'ясувати, який нам подано ланцюг ДНК (кодуючий чи некодуючий). Якщо кодуючий, тоді згідно правила комплементарності, можемо одразу писати іРНК (бо вона утворюється на основі кодуючого, як видно на малюнку нижче). Якщо є поданий некодуючий ланцюг ДНК, то слід спочатку написати кодуючий, а вже потім іРНК.
Трансляція - процес утворення первинної структури білка на матриці (основі) молекули іРНК (коли "мову" послідовності нуклеотидів іРНК ми перекладаємо на "мові" послідовності амінокислот у білку, бо білок складається з амінокислот). При цьому користуємося стандартною таблицею "Генетичного коду":
Оскільки 1 амінокислота має відносну молекулярну масу 100, то для того щоб визначити масу білка, необхідно знати скільки у нього є амінокислот, а потім кількість амінокислот помножити на 100.
Час, за який 1 амінокислота приходить (прикріпившись на тРНК) до рибосоми, яка розміщена на іРНК за 0,2 секунди. Отож, можна визначити тривалість синтезу білка, знаючи кількість амінокислот, помноживши на 0,2 с.
Антикодон - це триплет (3 нуклеотиди) на тРНК, який комплементарний до триплету іРНК - кодону. Отже, при чіткій відповідності антикодону з кодоном, може відбутися їх взаємодія та прихід відповідної амінокислоти за допомогою тРНК. Не забувайте: амінокислоти шукаємо на основі іРНК, а не тРНК:
Наприклад, на малюнку видно, що кодон на іРНК - УГУ відповідає за амінокислоту цистеїн; а антикодон на тРНК до нього - АЦА.
