Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Рис. 9. ДНК — линейный биополимер. Она слагается из нуклеотидов, структура одного из них представ­лена на этом рисунке.

существ — их способно­сти воспроизводить по­коление за поколением себе подобные новые живые существа. Глав­ную роль в передаче на­следственных признаков у всех живущих су­ществ, начиная с бакте­риофага, выполняет оп­ределенное вещество. Оно называется дезоксирибонуклеиновой кислотой или сокращенно ДНК. ДНК является линей­ным биополимером, она слагается из отдельных кирпичиков, так называемых нуклеотидов, как молекула белка из аминокислот. Но аминокислот 20, а нуклеотидов всего 4. Струк­тура одного из них представлена на рисунке 9. Заключенная в рамку часть — общая для всех четырех нуклеотидов, а придаток, изображенный в виде язычка, у них разный. Эти придатки называются соответственно аденином, гуанином, тимином и цитозином. В последующем мы будем обозначать их первыми буквами: А, Г, Т и Ц. ДНК, свойственные каждому виду бакте­рий, растений или животных, отличаются от ДНК любого другого вида числом составляю­щих их нуклеотидов и порядком их сочетания

Рис. 10. Вверху — сочетание нуклеотидов в молекуле ДНК: две параллельные цепи, соединенные мостиками между нуклеотидами А, Г, Т и Ц. Внизу показано размножение моле­кулы ДНК.

друг с другом совершенно так же, как отли­чаются друг от друга различные белки. Верхняя часть рисунка 10 показывает, как сочетаются нуклеотиды в молекуле ДНК в две параллель­ные цепи, связанные одна с другой через при­датки А, Г, Т и Ц. Обратите внимание на то, что Т связывается только с А, Ц только с Г! Поэтому последовательность нуклеотидов в од­ной цепи определяет и размещение нуклеотидов в другой.

Подобно цельному живому организму, ДНК, содержащиеся в его клетках, способны к самовоспроизведению. Как происходит раз­множение молекул ДНК, показано в нижней части того же рисунка. Начинается с того, что цепочки расходятся, расцепляются. Затем к каждой из них начинают пристраиваться свободные молекулы нуклеотидов, содержащие­ся в окружающей среде, следуя строго тому же закону: Т пристраивается к А (или на­оборот) и Ц к Г. В результате из одной моле­кулы ДНК образуются две, совершенно тож­дественные с исходной молекулой.

Размножение ДНК воспроизведено в про­бирках, вне живого организма, как обыкновен­ная химическая реакция. Для этого достаточно ввести ДНК, выделенную из какого-либо орга­низма, в среду, содержащую все четыре необхо­димых нуклеотида (обязательно все четыре, ина­че реакция не пойдет) и особый фермент — полимеразу, которая «сшивает» пристраивающиеся молекулы нуклеотидов в новую цепочку. Для успеха опыта необходимо лишь предварительно расщепить исходные молекулы очищенной ДНК на две отдельные цепочки. Это достигается простым нагреванием ДНК в течение 10 минут.

Так же происходит «размножение» ДНК в живых организмах, например при заражении бактерии бактериофагом. Бактериофаг пред­ставляет собой свернутую в виде спирали моле­кулу ДНК, наполовину заключенную в бел­ковый чехольчик. При заражении бактерии соответствующим бактериофагом (например, дизентерийной бактерии антидизентерийным бактериофагом) ДНК бактериофага внедряется в бактерию, а белковый чехольчик остается снаружи. В теле бактерии появляется новый «хозяин» — чужеродная ДНК — и начинается тот же самый процесс, который только что был описан как пробирочная реакция. В резуль­тате бактерия погибает, и из нее выходит новое поколение бактериофагов — в точности таких же молекул ДНК, заключенных в такие же белковые чехольчики. Нечто подобное проис­ходит с вирусами.

502