11_2.6.7

Исследование биологических моделей

Рассмотрим процесс репликации (копирования) ДНК.

Качественная описательная модель. Нуклеотиды аде- нин, тимин, гуанин и цитозин являются «кирпичиками» (генетическим алфавитом), из которых строится ДНК, со­держащая генетическую информацию организма. Клетки организма данного вида (даже принадлежащие разным тка­ням) содержат ДНК с одинаковой нуклеотидной последова­тельностью, и эта последовательность не зависит ни от пита­ния, ни от окружающей среды, ни от возраста организма. При этом нуклеотидный состав ДНК, а значит и генетичес­кая информация, разных видов различен.

Формальная модель. Репликация (копирование) ДНК в ходе деления клеток начинается с разделения двух цепей, каждая из которых становится матрицей, синтезирующей нуклеотидную последовательность новых цепей. Специаль­ные белки-ферменты расплетают ДНК, удерживают матри­цу в разведенном состоянии и вращают молекулу ДНК.

Правильность репликации обеспечивается точным соот­ветствием комплементарных пар оснований. Азотистые основания нуклеотидов могут соединяться друг с другом только в определенном порядке (аденин с тимином, гуа­нин — с цитозином).

Репликация (копирование) катализуется несколькими ДНК-полимеразами. После репликации дочерние спирали закручиваются обратно уже без затрат энергии и каких-либо ферментов.

Интерактивная компьютерная модель (рис. 2.8). В этой модели показан синтез комплементарной цепи ДНК. Азотистые основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин) об­означены условными значками разного цвета. Цепь синтези­руется слева направо. Реакция обеспечивается ДНК-полиме- разой, перемещающейся вдоль цепи.

Репликация и транскрипция ДНК Модель 8.5. Синтез комплементарной цепи ДНК

В процессе репликации требуется, чтобы обеспечивалась комплементарность нуклеотидов (аденин соединяется толь­ко с тимином, а гуанин — с цитозином). Это придуманный природой способ избежать ошибок при синтезе двойной спи­рали ДНК.

Кнопка Старт позволяет запустить интерактивную мо­дель, кнопка Стоп — приостановить анимацию, кнопка Сброс — вернуть модель в исходное состояние.