Генетическая информация

Генети́ческая информа́ция — информация о строении белков, закодированная с помощью последовательности нуклеотидов — генетического кода — в генах (особых функциональных участках молекул ДНК или РНК).

Генетическая информация определяет морфологическое строение, рост, развитие, обмен веществ, психический склад, предрасположенность к заболеваниям и генетические пороки организма. Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК: информационной (иРНК) (её также называют матричной РНК, мРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). При этом генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции, а затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции.

Процесс передачи информации может идти:

• в направлении ДНК → РНК → белок

в направлении РНК → ДНК при обратной транскрипции.Передача генетической информации в направлении от белка к нуклеиновым кислотам, по-видимому, невозможна, в частности, из-за свойства вырожденности генетического кода.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Знание строения и свойств биополимеров и биорегуляторов позволяет познать сущность биологических процессов. Так, установление строения белков и НК позволило развить представления о матричном биосинтезе белка и роли НК в сохранении и передаче генетической информации.

А. А. Дроздов, Органическая химия

Для РНК-содержащих вирусов передача генетической информации возможна с помощью ревертазы, передающей информацию о структуре белка от РНК к ДНК, являющейся комплементарной РНК.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Микробиология, 2009

Трансформация – передача генетической информации в виде изолированных фрагментов ДНК при нахождении реципиентной клетки в среде, содержащей ДНК-донора. Для трансдукции необходимо особое физиологическое состояние клетки-реципиента – компетентность. Это состояние присуще активно делящимся клеткам, в которых идут процессы репликации собственных нуклеиновых кислот. В таких клетках действует фактор компетенции – это белок, который вызывает повышение проницаемости клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, поэтому фрагмент ДНК может проникать в такую клетку.

Ксения Викторовна Ткаченко, Микробиология: конспект лекций

Затем вирусу, чтобы жить и развиваться, необходимо перевести свою генетическую информацию на понятный клетке-хозяину язык, т. е. информацию, записанную в форме полимерной молекулы РНК, превратить в ДНКовую форму (рис. 8, см. вклейку после с. 64). Для этого клетка синтезирует белок-фермент, закодированный в вирусном геноме, под названием «обратная транскриптаза». Этот фермент и осуществляет образование на РНК однонитевой ДНК-копии. Затем с помощью того же фермента достраивается вторая нить ДНК. И, наконец, новоиспеченная двунитевая ДНК-копия вируса с помощью специального вирусного фермента интегразы встраивается внутрь ДНК клетки-хозяина. Такое состояние вируса получило название прови-руса. ДНК провируса имеет размер около 10 тыс. пар нуклеоти-дов (п.н.) и окружена с обеих сторон одинаковыми последовательностями нуклеотидов, называемыми длинными концевыми повторами (LTR – сокращенно от англ. long terminal repeats), размером по 600–700 п.н. каждый (рис. 7). B этих длинных концевых повторах содержатся все необходимые для регуляции работы генов элементы, которые и управляют работой вирусных генов в новом для них месте.

Вячеслав Тарантул, Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса, 2005

· реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка и небелковых молекул: образование аппарата белкового синтезаинформационной, рибосомальной и транспортной РНК.

Александр Седов, Гистология человека: конспект лекций для вузов

Как и большинство других генов, ламин-А состоит из экзонов, то есть участков ДНК. Эти участки кодируют ту или иную часть аминокислотной последовательности белка. Также в составляющую ламина-А входят интроны, так называемые некодирующие участки. В процессе первичного «прочтения» генетической информации и образуется молекула РНК, она является полной копией гена. Далее происходит удаление интронов и «сшивание» экзонов в одну взрослую матричную РНК. Она в дальнейшем используется и как «инструкция» для синтеза белка.

Ю. В. Виноградова, Питание и диета для тех, кому за 40, -1

– инициацию (опухолевую трансформацию) – первый шаг, сущность которого составляет быстрое и необратимое изменение на генетическом уровне в виде мутации (стойкого изменения) ДНК – наследственной структуры, ответственной за хранение генетической информации и передачи ее от клетки к клетке. Однако трансформированные таким образом клетки остаются неактивными без дополнительных стимулов к делению и процесс может оборваться;

А. В. Алясова, Заболевания молочной железы. Профилактика и методы лечения, -1

5) реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка и небелковых молекул: образование аппарата белкового синтеза (информационной, рибосомальной и транспортных РНК).

Гистология, -1

Вирусы имеют свою эволюционную историю, в определенной степени независимую от эволюции организмов, в которых они реплицируются. В то же время вирусы активно участвуют в эволюции животных и человека. Генетический материал вирусов в химическом отношении сходен с генетическим материалом всех клеток. Участие вирусов в эволюции высших организмов осуществляется благодаря широкому распространению и интеграции вирусного генома в геном хозяина, что способствует захвату и внедрению части генетической информации одного организма в генетический аппарат другого. Сейчас накопилось значительное число работ, подтверждающих, что вирусы как один из факторов эволюции участвуют в мутации и рекомбинации генетического аппарата клеток человека. Известна способность многих вирусов встраиваться в человеческий геном и сохраняться в нем на протяжении многих лет без каких-либо видимых последствий для организма. Обнаружены около 500 ретровирусов, интегрированных в геном человека. Точные последствия такой интеграции большинства известных ретровирусов для человечества неизвестны, но нельзя исключить, что эти вирусы способствовали отделению человека как самостоятельного вида Ноmо sapiens от линии развития остальных гоминид.

В. М. Волжанин, Вирусные болезни человека, 2015

В соответствии с данным открытием можно ли считать, что первые формы жизни, вероятно – доклеточные, тоже обходились без белков, а значит, и без рибосом? Вообще с биохимической точки зрения, у живого есть две характерные особенности. Это хранение и передача генетической информации и катализ всех химических реакций в клетке. Мы знаем, что нуклеиновые кислоты несут ответственность за хранение и передачу информации, а белки – за катализ. И здесь кроется главная загадка эволюции жизни. А при зарождении жизни, что появилось раньше – информация или катализ, т. е. нуклеиновые кислоты или белки? Можно полагать, что в начале жизни были именно РНК. Это привлекательная гипотеза, потому что была обнаружена способность РНК участвовать и в другой каталитической реакции без помощи белков – в сборке нуклеотидов в длинные цепи. Такая сборка лежит в основе возникновения первой самовоспроизво-дящейся системы – неотъемлемого признака живой природы» (Чек, 1988, с. 31–33).

Ю. А. Колесник, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

Первое решение проблемы «неупрощаемой сложности» наметилось в конце 1970-х годов. Тогда были открыты РНК, обладающие каталитической активностью, или рибозимы. До того РНК считалась лишь скромным посредником между ДНК и белками – ведь обычно в клетке генетическая информация копируется с ДНК на РНК, и потом по «оттиску» РНК синтезируются белки. Были, правда, известны вирусы, хранящие генетическую информацию на молекулах РНК, и часть из них способна даже переписывать генетическую информацию с РНК на ДНК. Но с открытием рибозимов стало понятно, что РНК может заменять белки в качестве катализаторов химических реакций.

Михаил Никитин, Происхождение жизни. От туманности до клетки, 2016

Однако дивный новый мир микробной эволюции оказался недолговечным – эволюционная геномика вновь запутала картину самым неожиданным образом. Первый полный бактериальный геном был секвенирован в 1995 году, а первый геном археи – в 1996-м[48]. Вскоре после этого прорыва установился экспоненциальный темп секвенирования геномов со временем удвоения около 20 месяцев для бактерий и около 34 месяцев для архей (см. рис. 3–1). Сравнительный анализ сотен секвенированных бактериальных геномов и десятков геномов архей привел к важнейшему выводу: микробы определенно эволюционируют, но их эволюция сильно отличается от той, что описана СТЭ (Doolittle, 1999b; Woese and Goldenfeld, 2009). Ключевым стало осознание того, что геномы прокариот ведут себя не так, как если бы они были стабильными, точно наследуемыми носителями генетической информации организма (вида). Геномы микробов оказались чрезвычайно динамичными, неоднородными образованиями, которые относительно стабильны лишь на коротких интервалах времени, имеют свою характерную скорость распада и существуют в динамическом равновесии между различными формами жизни, которые отличаются по принципам геномной организации. В «мире прокариот» эти взаимосвязанные и постоянно взаимодействующие формы жизни включают не только бактерии и археи, но также различные плазмиды, вирусы и другие мобильные элементы. В этой новой, динамической парадигме прокариотической эволюции традиционная концепция видов с четко определенным, стабильным геномом теряет существенную, если не большую часть своей применимости (Doolittle and Zhaxybayeva, 2009). Становится осмысленнее говорить о сериях «пангеномов» на всех уровнях, от пангенома, например, Escherichia coli или любого другого «вида» бактерий или архей, до пангенома всех прокариот (Lapierre and Gogarten, 2009; Mira et al., 2010).

Е. В. Кунин, Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции, 2012

Химические превращения в молекулах ДНК обусловлены в первую очередь свойствами самих молекул. Окружающая внутриклеточная среда влияет на проявление тех или иных свойств ДНК, однако не может их изменить[5]. Изменения ДНК не направлены на какие-либо определённые трансформации строения и свойств НС и организма. Такая направленность возникает под влиянием естественного отбора изменившихся и новых элементов и свойств внутри организма и в условиях внешней среды. Эволюция генома любого биологического вида обусловлена его внутренними свойствами и является самодостаточной. Именно поэтому количество рождающихся при образовании НС нервных клеток значительно превышает то, которое может адаптироваться в составе НС, и большое число нейронов гибнет. Процесс формирования из поколения в поколение организмов направления изменений их ДНК можно назвать «самостроительством» ДНК и, соответственно, генома биологического вида. Генотип содержит всю генетическую информацию, которую унаследовал организм. Активность генов, которая выражается в свойствах НС и организма, зависит как от самих молекул ДНК, так и от окружающей их среды. Эта среда влияет на вероятность экспрессии определённых генов, что выражается в формировании конкретных свойств НС и организма в целом и проявлении этих свойств в поведении.

Александр Григорьев, Анатомия рационального поведения, -1

3. Трансформация – передача генетической информации в виде изолированных фрагментов ДНК при нахождении реципиентной клетки в среде, содержащей ДНК-донора.

К. В. Ткаченко, Микробиология, -1

1) обеспечивает сохранение и передачу генетической информации от клетки к клетке и от организма к организму (репликация);

Е. А. Козлова, Общая биология, -1

Биологический энциклопедический словарь (1986) дает следующие формулировки: «Наследование, передача генетической информации от одного поколения организмов другому. Поскольку на основе этой информации происходит развитие признаков организмов, говорят и о наследовании признаков, хотя наследуются, строго говоря, не признаки, а гены» (с. 394) и «Наследственность, свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями. Наследственность реализуется в процессе наследования или воспроизведения в ряду поколений специфического характера обмена веществ и индивидуального развития в определенных условиях внешней среды» (с. 395).

А. И. Шаталкин, «Философия зоологии» Жана Батиста Ламарка: взгляд из XXI века, 2009

Согласно вирусной теории, причина – активация вируса, приводящая к нарушению генного аппарата клетки. И та и другая теории говорят о том, что преобразование клеток в злокачественную опухоль происходит из-за нарушения генетической информации в одной или нескольких клетках под воздействием каких-либо внешних факторов.

Глеб Погожев, Народный лечебник Болотова, 2013

Каждая клетка организма человека (и любого другого многоклеточного существа) потенциально способна дать начало новому организму. Так как, являясь потомком клетки-родоначальницы, она содержит в своем ядре ту же самую генетическую информацию (ДНК, заключенную в хромосомы), необходимую и достаточную для воссоздания целого организма. При определенных условиях эта потенциальность способна реализоваться, что доказали опыты по клонированию (успешные для животных некоторых видов, но не для человека). Например, широко известная овечка Долли появилась на свет из клетки-химеры – зиготы, у которой ее «родное» ядро было заменено на ядро клетки молочной железы взрослой овцы. В результате Долли стала ее точной копией (клоном).

В. В. Карелин, Тайна Жизни глазами науки и традиции, 2015

Клетка – элементарная, универсальная единица живой материи – имеет упорядоченное строение, обладает возбудимостью и раздражимостью, участвует в обмене веществ и энергии, способна к росту, регенерации (восстановлению), размножению, передаче генетической информации и приспособлению к условиям среды. Совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, одинаковое строение и функции, называется тканью. По морфологическим и физиологическим признакам различают четыре вида ткани: эпителиальную соединительную, мышечную и нервную.

Н. Е. Ветков, Курс лекций по физической культуре, 2015

В ходе КЦ обеспечивается функция воспроизведения клеток и передачи генетической информации. КЦ включает собственно митотическое деление и интерфазу – промежуток между делениями.

Р. П. Самусев, Общая и частная гистология, 2010

Молекулы РНК и ДНК не могут возникнуть без ферментов, но сами ферменты не могут возникнуть без генетической информации, закодированной в этих молекулах.

А. В. Фомин, О том, что будет, когда тебя не будет, 2014

Не менее существенное влияние на человека оказывает гравитация. Для нормального протекания процессов передачи генетической информации необходима вполне определенная ориентация хромосом, которая в земных условиях обеспечивается действием сил притяжения.

М. Ю. Трещалин, Энергетическая концепция жизни. Часть I. Внешние энергетические факторы. Энергоинформационный обмен и одаренность человека, 2016

ДНК – двухцепочечная спираль, в то время как РНК – одноцепочечная, более гибкая спираль, похожая на веревку; она легче претерпевает изменения и имеет большое значение для появления новых нуклеотидных последовательностей у вирусов. Крик сформулировал «основную догму молекулярной биологии» – «от ДНК к РНК и белку», объясняющую поток генетической информации внутри клетки. По мнению некоторых, Крик не отличался догматизмом, но его имя оказалось связанным с догмой. С точки зрения молекулярных биологов, ДНК была доминантой на протяжении полувека, но в настоящее время ее догоняет по значимости РНК. С точки зрения эволюции РНК предшествовала ДНК, поэтому прямо противоположная догма тоже возможна: и РНК может превратиться в ДНК. Это мы почерпнули у вирусов. Поэтому, дорогой читатель, потребность в молекулярной биологии практически отпала. Многие детали можно опустить, а некоторые приводятся в глоссарии.

Карин Мёллинг, Вирусы: Скорее друзья, чем враги, 2017

– Во времена Дарвина, – говорит доктор Октар, – организмы исследовали с помощью примитивных технологий. Теория опиралась только на силу воображения. А о ДНК и генетической информации вообще и не подозревали. Ныне ученые ищут в них «руку» Создателя, а не случайные процессы. Ведь подсчитано: если бы человек появился на Земле в результате эволюции, то с учетом частоты мутаций и скорости биохимических процессов для его создания из неких первичных клеток понадобилось много больше времени, чем возраст самой Вселенной.

А. В. Фомин, Доказательства существования Бога, 2008

Нарушение этих процессов приводит к сокращению времени жизни м-РНК, ее быстрому разрушению нуклеазами и, следовательно, невозможности трансляции генетической информации.

В. Ю. Барсуков, Патологическая физиология, -1

На протяжении столетий и у средневековых знахарей, и у современных паразитологов не было ответа на вопрос, что такое трихомонада и каково ее происхождение. Буквально несколько месяцев назад генетикам удалось прочесть геном трихомонады. Самым большим откровением для них стал тот факт, что у трихомонады – крошечного жгутикового паразита – вдвое больше генов, нежели у человека. При этом по сравнению с человеческим геном размер трихомонады меньше в 20 раз. Это означает, что упаковка ее генетической информации весьма плотная, иными словами, в геноме трихомонады находится около сотни генов бактериального происхождения – именно количество и облегчает трихомонаде крепость крепления к клеткам мочеполовых путей организма хозяина.

Анастасия Фадеева, Паразиты. Лучшие способы профилактики и очищения, 2011

Мендель выяснил, что если скрещивать особи гороха из первого гибридного поколения (все с красными цветами) друг с другом, то примерно ? их потомков унаследуют красные цветки, но ? унаследует белые. Это согласовывалось с наблюдением, что у внуков могут проявляться какие-то признаки их дедушек и бабушек, которые не проявлялись у родителей. В данном случае унаследованный признак белых цветков незаметно сохранялся в растениях гороха с красными цветками. Мендель исследовал более 29 тысяч особей гороха, и такая большая выборка позволила ему показать, что данное соотношение 3:1 доминантных признаков к рецессивным у “внуков” близко к математически точному. Это навело его на мысль, что в основе наследования генетической информации лежат некие дискретные невидимые невооруженным глазом сущности. Впоследствии эти сущности были изучены и названы генами.

Александр Панчин, Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей, 2016