Что такое гены? Кратко

Ген — это участок ДНК, кодирующий молекулу какого-нибудь белка. Они имеют различные формы, которые называются аллели, отвечающие за свойства, передаваемые родителями своим отпрыскам, согласно законам наследственности. Совокупность всей генетической информации организма называется геномом.

13-летний Проект «Геном человека» завершился в 2003 году. Эта грандиозная работа была проведена при участии специалистов со всего мира: была совершена попытка расшифровать последовательности из 3,2 миллиарда пар оснований в ДНК человека, или примерно 25 000 генов.

В результате было установлено, что в среднем ген состоит из 3000 пар оснований, но разница между генами может быть огромной, например, существуют гены с 2,4 миллиона пар оснований.

С помощью Проекта «Геном человека» удалось установить, какую роль определенные последовательности генов играют в таких заболеваниях, как рак молочной железы и мышечная дистрофия. Кроме того, в ходе Проекта было обнаружено, что только 2 процента геномов кодируют информацию для синтеза белка, и роль остальных ДНК пока остается загадкой.

Что такое гаметы? Кратко

Гаметы — это половые клетки животных и растений, размножающихся половым путем. Мужские гаметы называются сперматозоиды, а женские — яйцеклетки.

Гаметы образуются в процессе деления клеток, называемого мейозом, в результате которого клетка производит четыре копии себя вместо двух, поэтому гаметы содержат половину обычного набора хромосом — по одной из 23 пар хромосом, обычно встречающихся в клетках человека.

Во время мейоза происходит «обмен хромосомами» — каждая пара хромосом обменивается генетическим материалом, в результате чего у гамет появляются новые комбинации генов.

Во время оплодотворения яйцеклетка и сперматозоид соединяются и образуют зиготу, которая содержит по две копии каждой хромосомы, причем одна половина каждой хромосомы пришла из яйцеклетки и одна — из сперматозоида. Из одной этой клетки после ее деления образуется эмбрион. У большинства млекопитающих хромосомы X и Y определяют пол. При наследовании Х-хромосом от обоих родителей плод будет женского пола (XX), а если он наследует X от мамы, a Y от папы, то пол будет мужским (XY).

Что такое вирусы? Кратко

Вирусы — это крошечные скопления генетического материала, способного заражать клетки живых организмов, в том числе животных, растений и бактерий. Вирусы не могут самостоятельно размножаться. Они атакуют клетки хозяина и размножаются с помощью его репродуктивной системы.

Вирусы состоят из РНК или ДНК, защищенной белковой оболочкой, а размер их, как правило, не превышает 10-300 нанометров (миллиардная доля метра). Они заражают организмы, проникая в мембрану клетки и распространяя свой генетический груз, а обреченным клеткам приходится его воспроизводить. Новые вирусы накапливаются внутри клетки-хозяина, пока не разрывают ее, и тогда они попадают наружу. Однако некоторые вирусы в течение многих лет способны находиться в состоянии покоя внутри клетки.

Растениям вирусы часто передают насекомые, которые на этих растениях питаются. Простуда и грипп передаются человеку через кашель и чихание, а некоторые вирусы передаются половым путем, среди них вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). К счастью, наша иммунная система успешно борется с большинством вирусных инфекций, а многие помогает предотвратить вакцинация.

Что такое белки? Кратко

Белки — это крупные сложные молекулы, которые играют важную роль в жизни клеток. Они состоят из длинных цепочек, куда входят сотни или тысячи более простых молекул, называемых аминокислотами. Среди них есть «незаменимые аминокислоты», которые наш организм не производит, поэтому важно, чтобы они были в нашем рационе.

Некоторые белки выступают в роли антител — они предотвращают распространение болезни, атакуя чужеродные частицы, такие как вирусы, и блокируя им доступ к клеткам. Также существуют рецепторы и ферменты, без которых были бы невозможны тысячи химических реакций в клетках и образование новых белков, проходящее путем прочтения генетического кода ДНК.

В растениях и животных белки образуются с помощью разных последовательностей из 20 главных аминокислот. Определенная последовательность аминокислот называется первичной структурой белка. При образовании в клетке нового белка он формирует линейную цепь аминокислот и образует вторичную структуру, а затем и третичную с помощью процесса сворачивания белка.

Рецепторы в биохимии. Кратко

В биохимии рецептором называют молекулу белка в мембране или цитоплазме клетки, к которой прикрепляются сигнальные молекулы, такие как гормоны, и сообщают порядок химического поведения. Например, гормон инсулин регулирует уровень сахара в крови, прикрепляясь к рецептору в мышце или печени и стимулируя реакции, ускоряющие всасывание сахара.

Сигнальные молекулы прикрепляются к определенным рецепторам благодаря тому, что у них подходящие для этого размер, форма и электрический заряд, так же, как ключ имеет подходящую форму для замка. После этого в клетке происходят химические изменения. Многие лекарства имитируют сигнальные молекулы, чтобы добиться нужного эффекта. Например, морфин имитирует эндорфины, отвечающие за хорошее самочувствие, и снимает боль.

Другие препараты прикрепляются к рецепторам, чтобы заблокировать распространение эффекта, производимого сигнальными молекулами. Примером могут служить антигистаминные препараты, которые облегчают аллергию, блокируя химические вещества гистамины, вызывающие сыпь, зуд и чихание.