Предмет естествознания и проблемы моделирования, страница 11

Молекула ДНК является носителем кода, который управляет химизмом всего живого. Основные кирпичики, из которых построена ДНК, – это нуклеотиды, связанные друг с другом в длинную полинуклеотидную цепь. Молекула состоит из двух антипараллельных полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом по принципу комплементарности: напротив аденина стоит тимин, напротив гуанина – цитозин. Вся молекула ДНК имеет по всей длине равную ширину  и напоминает по внешнему виду скрученную лестницу. На одной цепи ДНК записана информация о химических превращениях, происходящих в клетке. Другая цепь является матрицей.

Гены, открытые Г. Менделем, на самом деле не что иное, как отрезки смысловой цепи ДНК. У человека их около 20 тыс. При делении клетки ДНК определенным образом сворачивается и образует новую структуру – хромосому. Все ДНК человека помещаются в 46 хромосом.

РНК – той же природы, что и ДНК. Информация, содержащая в гене ДНК, переписывается на матричные, или информационные РНК (мРНК, или иРНК). В цитоплазме находятся молекулы РНК еще двух классов– рибосомальные РНК (рРНК), они входят в состав рибосом, и – транспортные РНК (тРНК), и они оба играют ключевую роль в окончательной сборке молекулы белка. Процесс сборки белка представляет собой присоединение определенной молекулы тРНК, несущей на себе аминокислоту, к молекуле иРНК и рибосоме.  

Белки – это цепочки аминокислот. Под действием взаимодействий между боковыми группами аминокислот, а также между аминокислотами и окружающей их водой белок принимает трехмерную форму.

Второй уровень живых систем - клеточный уровень организации.

Клетка – это уже «кирпичик» организации системы более высокого уровня организации – многоклеточного организма.Установлено, что:

1. все живые организмы состоят из одной или нескольких клеток.

2. химические реакции, происходящие в живых организмах, локализованы внутри клеток. Там осуществляется обмен веществ (дыхание, питание, выделение), раздражимость, движение, рост и развитие.

3. все клетки ведут начало от других клеток.

4. в клетках содержится наследственная информация, которая передается от одного поколения к следующему.

По сложности и красоте устройства живая клетка не уступает звездам и галактикам. Ее тщательно отлаженный механизм совершенствовался миллиардами лет эволюции. Сами клетки имеют различный уровень организации: у одних есть ядро – эукариоты (животные, растения и грибы), другие его не имеют – прокариоты (бактерии, сине-зеленые водоросли). Размер эукариотов значительно превышает размер прокариотов (иногда более чем в тысячу раз).

Прокариоты не имеют мембранных органелл. Клетка состоит из плазматической мембраны, цитоплазмы и клеточной стенки. Обособленного ядра нет, имеется кольцевая двухцепочечная ДНК в центре цитоплазмы. В ДНК содержится до 1,5 тыс. генов, большинство которых представлены в виде одной копии.

У эукариотов (растения, животные и грибы) имеется ядро, в котором находятся хромосомы, образованные линейными двухцепочечными ДНК. В зависимости от вида число генов варьирует от 5 тыс. до 200 тыс. 45% всех генов представлено несколькими копиями, а число копий одного гена может достигать нескольких тысяч.

В эукариотических клетках имеются органеллы: эндоплазматическая сеть, где происходит синтез белков, аппарат Гольджи используемый как склад, вакуоли, лизосомы, необходимые для пищеварения, хлоропласты и митохондрии. Хлоропласты осуществляют в растениях фотосинтез, а митохондрии – энергетические станции клетки. Они осуществляют внутриклеточное дыхание. У растений и грибов клетки есть клеточная стенка. У животных клеточная стенка отсутствует. Многие клетки имеют органеллы передвижения – реснички, жгутики, ложные ножки. У одноклеточных организмов есть светочувствительные глазки, специальные приспособления для определения силы тяжести.

Третий уровень живых систем - уровень многоклеточного организма (организменный)