Эволюция — Википедия

Таким образом, эволюция в данной популяции не будет происходить. Эволюция происходит в течение периода времени, превышающего срок жизни одного поколения, и заключается в изменении наследуемых черт организма. Статья Уотсона и Крика была опубликована в Nature 25 апреля. В 1990-х годах у некоторых из рибозимов была изучена пространственная структура.

Как одна и та же мРНК может направлять синтез белка в клетке четырьмя различными способами, выяснили российские ученые. Результаты работы опубликованы в авторитетном журнале Scientific Reports. Наша работа посвящена изучению механизмов биосинтеза белка, в том числе в условиях клеточного стресса. В ней освещается три аспекта. Обычно в клетку доставляют ДНК: она проникает в ядро, запускает там процессы синтеза новых РНК, и только потом эти РНК попадают в цитоплазму и могут принять участие в получении белков.

При попадании в цитоплазму она освобождается и сразу начинает участвовать в производстве белков: ей остается только встретиться с рибосомой. Факторы клеточного стресса вынуждают клетку приостановить биосинтез белка (либо «переформатировать» его), пока система не придёт в равновесие.

Почему у рибосомы сумма 40S и 60S равна 80S

Для производства белка в клетке существует специальная молекулярная машина под названием рибосома, которая, двигаясь вдоль мРНК, считывает с неё информацию тройками. Этот коэффициент зависит от нескольких параметров, в том числе от формы частицы. Обнаружить точку старта — это нетривиальная задача, поскольку триплеты в мРНК никак не обозначены. Найти в матрице то место, с которого следует начать читать триплеты, рибосоме помогают специальные белки (факторы инициации трансляции).

Клеточный стресс и переформатирование белкового синтеза

Для того чтобы рибосома связалась с мРНК и начала синтез белка, ей нужно пройти несколько стадий. Это открытие сделал ещё в 90-е годы профессор МГУ имени М.В. Ломоносова Иван Шатский. В результате рибосомы перестают распознавать стартовые кодоны на всех мРНК, кроме тех, которые пользуются другими факторами инициации. Кроме того, в надежде, что новая дисциплина откроет возможности понимания фундаментальных основ жизни, в неё пришли многие химики и физики.

Согласно одному из определений молекулярной биологии, эта дисциплина характеризует структуру, функции и отношения между этими двумя типами макромолекул. Однако в 1930-х — 1940-х годах не было ясно, какие именно исследования приведут к цели, если эта цель вообще достижима. В том числе проводились исследования в коллоидной химии, биофизике, радиобиологии и кристаллографии. Они позволили выделять и характеризовать отдельные гены, в том числе из весьма сложно устроенных живых организмов, включая человека.

С конца XVIII в. все большее внимание уделялось описанию особенностей химических молекул, производящихся живыми организмами. Этот мир населяли коллоиды, химические соединения, структура и свойства которых оставались неясными.

Все дороги хороши — выбирай на свой вкус

Биохимики изучали структуру и функции молекул, из которых состоит живая материя. Между 1900 и 1940 гг. были описаны центральные процессы метаболизма: пищеварение и усваивание питательных веществ, в частности, углеводов. Поэтому изучение структуры и функции белков стало одной из важнейших задач биохимии.

Как клетки сопротивляются стрессу

Тем не менее, химическая природа генов и молекулярные механизмы их действия оставались загадкой. В 1869 г. Иоганн Фридрих Мишер открыл вещество, которое он назвал нуклеином. Позже он очистил образец из спермы лосося, и в 1889 г. его ученик, Рихард Альтман, назвал его нуклеиновой кислотой. Однако поначалу предполагалось, что четыре нуклеотида соединены между собой в короткие цепи одинаковой структуры. В 1937 г. Уильям Астбери получил первые результаты рентгеноструктурного анализа ДНК, но не сумел сделать выводы о её структуре.

В 1980-х годах было показано, что некоторые РНК способны к аутокаталитическому расщеплению

Группа Полинга в 1948 г. на основании таких же исследований обнаружила, что в пространственной структуре многих белков имеются более или менее крупные части в виде спирали. Первую точную модель ДНК Уотсон и Крик построили в 1953 г. на основании данных, полученных к этому моменту Франклин. В 1957 г. Крик предложил формулу, которая получила известность как «центральная догма молекулярной биологии». Были сомнения даже в способности этой макромолекулы к образованию любой спиральной структуры.

Хотя идею о гидрофобных взаимодействиях поддержал сам Джон Бернал, она в 1930-х годах была отвергнута вместе с гипотезой о циклолах Лайнусом Полингом и другими исследователями

Кроме информационной РНК и РНК, входящей в структуру рибосом, в синтезе белка участвовали также транспортные РНК, доставляющие аминокислоты к рибосоме. Эта цель стала достижимой благодаря кристаллизации в 1971 г. тРНКPHE из дрожжей.

Это были первые глобулярные РНК кроме транспортных, у которых стало возможно изучать пространственную структуру. Как особый класс биологических молекул, белки были определены ещё в XVIII в. Антуаном де Фуркруа. Широко известными примерами таких белков к началу XIX в. считали яичный альбумин, альбумин из сыворотки крови, фибрин и клейковинупшеницы.

Даже само слово альбумин было предложено ещё Плинием Старшим и происходит от латинского выражения albus ovi (белок яичный). К их удивлению, у всех белков формула оказалась приблизительно одинаковой: C400H620N100O120, различными были лишь содержание серы и фосфора, присутствовавшие в относительно небольших пропорциях.

Однако в то время были и натуралисты, которые размышляли об эволюционном изменении организмов, происходящем в течение длительного времени. История молекулярной биологии начинается в 1930-х годах с объединения ранее отдельных биологических дисциплин: биохимии, генетики, микробиологии и вирусологии. Лишь в 1934 г. Торбьёрн Касперссон и Эйнар Хаммерстен показали, что ДНК — это полимер. Трансфекция — способ, позволяющий доставлять ДНК и РНК в живую клетку.