7: Обробка інформації
- Page ID
- 2507
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Природа біологічної інформації, як вона копіюється та передається, як її читають та інтерпретують та як вона породжує клітинну діяльність, яку ми можемо спостерігати, є предметом цієї глави. Іншим видом інформації також вважається, ближче до кінця глави- молекулярна інформація, яку клітини отримують і посилають один одному. Накладена на інструкції в генах, ця інформація надає клітинам постійні підказки як про власний внутрішній стан, так і про навколишнє їх середовище. Взаємодія цих двох видів інформації відповідає за форму і поведінку всіх живих організмів.
- 7.1: Прелюдія до обробки інформації
- Оскільки істоти звикли вважати себе винятковими, люди, безумовно, повинні бути смиренні, щоб зрозуміти, що інструкції для створення однієї з наших власних проживають у молекулі настільки простий, що вчені протягом дуже довгого часу не вірили, що може містити достатньо інформації, щоб побудувати навіть просту клітинку. Але велика кількість доказів, накопичених за минуле століття, підтримує твердження Ларісона Кадмор, що інформація для створення вас і мене (і всіх інших видів живих істот у світі
- 7.2: Гени та геноми
- Протягом багатьох років вчені задавалися питанням про природу інформації, яка спрямована на діяльність клітин. Які молекули несли інформацію, і як інформація передавалася з покоління в покоління? Ключові експерименти, проведені між 1920-ми і 1950-х роками, переконливо встановили, що цю генетичну інформацію несе ДНК. У 1953 році з з'ясуванням структури ДНК вдалося почати дослідження того, як ця інформація передається, і використовується
- 7.3: Реплікація ДНК
- Єдиний спосіб зробити нові клітини - це поділ вже існуючих клітин. Одноклітинні організми піддаються поділу, щоб виробляти більше клітин, як вони самі, тоді як багатоклітинні організми виникають через поділ однієї клітини, як правило, заплідненої яйцеклітини. Кожен раз, коли клітина ділиться, вся її ДНК повинна бути вірно скопійована, щоб копію цієї інформації можна було передати дочірній клітині. Цей процес називається реплікацією ДНК.
- 7.4: Ремонт ДНК
- Очевидно, що якщо ДНК є майстерною копією інструкції для організму, то важливо не помилитися при копіюванні ДНК, щоб перейти на нові клітини. Хоча коректура ДНК-полімеразами значно підвищує точність реплікації, в клітині існують додаткові механізми для подальшого забезпечення того, що знову реплікована ДНК є вірною копією оригіналу, а також для відновлення пошкодження ДНК протягом нормального життя клітини.
- 7.5: Транскрипція
- У попередніх розділах ми обговорювали реплікацію ДНК клітини та механізми, за допомогою яких цілісність генетичної інформації ретельно підтримується. Що роблять клітини з цією інформацією? Як послідовність в ДНК контролює те, що відбувається в клітині? Якщо ДНК - це гігантська інструкція, що містить усі «знання» клітини, які копіюються та передаються з покоління в покоління, для чого потрібні інструкції? А як клітини використовують цю інструкцію для?
- 7.6: Обробка РНК
- Поки що ми розглянули механізм, за допомогою якого інформація в генах (ДНК) транскрибується в РНК. Нещодавно зроблена РНК, також відома як первинна розшифровка, додатково обробляється, перш ніж вона стане функціональною. І прокаріоти, і еукаріоти обробляють свої рибосомальні і переносять РНК.
- 7.7: Переклад
- Переклад - це процес, за допомогою якого інформація в мРНК використовується для направлення синтезу білків. Як ви дізналися у вступній біології, в еукаріотичних клітині цей процес здійснюється в цитоплазмі клітини, великими РНК-білковими машинами, званими рибосомами. Рибосоми містять рибосомну РНК (рРНК) і білки. Білки і рРНК організовані в дві субодиниці, велику і малу.
- 7.8: Експресія генів
- Описані до сих пір процеси транскрипції і перекладу говорять про те, які етапи беруть участь в копіюванні інформації з гена (ДНК) в РНК і синтезі білка, спрямованого послідовністю розшифровки. Ці кроки необхідні для експресії генів, процесу, за допомогою якого інформація в ДНК направляє вироблення білків, необхідних клітині.
- 7.9: Сигналізація
- Інтуїтивно очевидно, що навіть одноклітинні організми повинні вміти відчувати особливості свого середовища, такі як наявність поживних речовин, якщо вони хочуть вижити. Окрім можливості отримувати та реагувати на інформацію з навколишнього середовища, багатоклітинні організми також повинні знаходити способи, за допомогою яких їх клітини можуть спілкуватися між собою.
Мініатюра: подвійна спіраль ДНК. Зображення, що використовується з дозволу (суспільне надбання; NIH - Інститут досліджень геному).