Серия «ДНК»

5

В чём причина возникновения рака?

Серия ДНК

Одним из наиболее грозных заболеваний являются злокачественные новообразования.

Поэтому настала пора выяснить, в чём же причина появления этих опухолей. Почему клетки из нормально функционирующих внезапно превращаются в клетки, которые, как сумасшедшие, начинают усиленно размножаться и в конечном итоге образуют опухоли?

Говорят, что, зная причину того или иного действия, мы на 50 % уже на пути к победе.

Группа исследователей под руководством И Чин Ванна из Национального университета Чэн Кун представила первые доказательства молекулярного механизма, с помощью которого табачный канцероген, называемый никотинпроизводным нитрозаминкетоном, стимулирует выработку фермента ДНК-метилтрансферазы 1 в клетках.

Это происходит в результате того, что никотинпроизводный нитрозаминкетон активирует несколько типов белков, которые подавляют деградацию ДНК-метилтрансферазы 1, в результате чего происходит накопление этого фермента в клетках. При метилировании за счёт фермента метилтрансферазы происходит присоединение метильной группы к цитозину в молекуле ДНК.

Метилтрансфераза в больших количествах встречается в раковых клетках у курильщиков.

Исследователи полагают, что аналогичный механизм может иметь место и при других заболеваниях, связанных с курением, а также в ряде других случаев рака.

Метилтрансфераза…

Получается, что активация этого фермента и есть причина возникновения рака?

Давайте напомним процесс деметилирования:

Цитозин → 5-метилцитозин → 5-гидроксиметилцитозин → 5-формилцитозин → 5-карбоксицитозин → цитозин

Важный вклад в изучение механизмов деметилирования ДНК внесли исследования группы учёных во главе с профессором И Чжаном (Yi Zhang). В частности, были исследованы промежуточные продукты, участвующие в процессе деметилирования.

При деметилировании всей ДНК после конечного перехода к цитозину молекула резко раскручивается.

Первым этапом этого процесса является метилирование цитозина, при котором образуется 5-метилцитозин. И главное: этот процесс катализируется ферментом метилтрансферазой!

Этот белок отвечает за пуск процесса деметилирования. Можно предположить, что при гиперактивации этого фермента произойдёт его накопление в клетке, что заставит ДНК постоянно удваиваться.

В итоге это приведёт к безудержному размножению клеток с последующим образованием опухоли.

Показать полностью
5

Длина одного нуклеотида РНК

Серия ДНК

Для своих исследований мне нужно было узнать длину одного нуклеотида молекулы РНК. Искала эту информацию в интернете, но таких данных не нашла.

Оказалось, что эта информация пока неизвестна, поэтому пришлось провести вычисления, чтобы найти этот параметр РНК.

Известно, что РНК может принимать только А-форму спирали ДНК из-за гидроксильной группы у рибозы.

А-форма ДНК необходима в тех процессах, где образуются ДНК–РНК-комплексы, так как РНК заставляет цепь ДНК принимать А-форму. Таким образом, для вычислений были использованы параметры А-ДНК.

Но в разных источниках были неодинаковые данные.

Результаты для вычислений были взяты на сайте «Академик»: «А-ДНК — это… Что такое А-ДНК?» Сайт Genetics_dictionary.Academic.ru. Поисковик: Яндекс.

Вычисления:

Параметры А-ДНК таковы: на один виток приходится 11 пар нуклеотидов, шаг спирали или расстояние между витками составляет 2,56 ангстрема, диаметр спирали — 23 ангстрема.

Длина одного нуклеотида РНК

Представим треугольник: «ВС»— 0,256нм;

«АВ» — один виток молекулы РНК.

Окружность спирали с диаметром— 2,3 нм.

Окружность спирали вычисляем по формуле: π∙D.

Получаем: 3,14∙2,3 нм – 7,222 нм.

То есть, «АС» — 7,222 нм.

По теореме Пифагора вычисляем «АВ».

«АВ» = √52,157284+0,065536 = √52,22282 = 7,2265358 ≈ 7,23 нм.

Длина одного витка РНК — 7,23 нм.

Теперь надо рассчитать длину одного нуклеотида РНК:

7, 23 нм : 11 = 0, 6572727 ≈ 0, 66 нм.

Получаем результат:

Длина одного нуклеотида РНК составляет: 0, 66 нанометров.

Показать полностью 1
2

Почему ДНК раскручивается? Возможно, ответ связан с деметилированием

Серия ДНК

Как известно, при делении клетки сначала происходит раскручивание ДНК, а затем — удвоение этой молекулы и последующие процессы. Но нас интересует именно процесс раскручивания, поскольку это один из начальных этапов деления клетки. При таком грозном заболевании, как рак, вначале также происходит раскручивание ДНК.

Поняв этот механизм, мы, возможно, окажемся на шаг ближе к разгадке того, как возникают опухоли.

Итак, как происходит раскручивание ДНК?

При метилировании цитозина к нему добавляется метильная группа (—CH₃), источником которой является S-аденозилметионин. Этот процесс катализируется ферментами — ДНК-метилтрансферазами. В результате добавления метильной группы изменяется электронная структура молекулы. Согласно предлагаемой модели, это может влиять на взаимодействие участков ДНК и способствовать её более сильному скручиванию под действием электростатических сил (F).

При последующих этапах деметилирования происходят следующие превращения:

Цитозин → 5-метилцитозин → 5-гидроксиметилцитозин → 5-формилцитозин → 5-карбоксицитозин → цитозин

Важный вклад в изучение механизмов деметилирования ДНК внесли исследования группы учёных во главе с профессором И Чжаном (Yi Zhang). В частности, были исследованы промежуточные продукты, участвующие в процессе деметилирования.

При деметилировании всей ДНК после конечного перехода к цитозину молекула резко раскручивается, при этом образуется энергия, необходимая для репликации и других биохимических процессов. Это можно сравнить с сильно скрученной веревкой: если отпустить один конец, она раскручивается.

Показать полностью
4

Неизвестная закономерность в ДНК

Серия ДНК
Неизвестная закономерность в ДНК

Оказывается, есть и такое в ДНК. Так что же это за закономерность?

Для этого нужно внимательно посмотреть на структуру ДНК и понять, почему она так ровно закручена вокруг своей оси.

Всё оказывается просто. Для этого надо подсчитать количество электронов в каждой комплементарной паре, которые, как нам известно, состоят из двух азотистых оснований. Причём аденин соединён с тимином двумя водородными связями, а гуанин соединён с цитозином тремя водородными связями.

У тимина (C₅H₆N₂O₂ — 66) суммарное количество электронов в ДНК — 65, у комплементарного основания аденина (C₅H₅N₅ — 70) — 69, у цитозина (C₄H₅N₃O — 58) в молекуле — 57, у гуанина (C₅H₅N₅O — 78) в ДНК — 77.

Комплементарные пары:

Аденин + тимин = 69 + 65 = 134

Гуанин + цитозин = 77 + 57 = 134

Таким образом, комплементарность азотистых оснований в ДНК, в том числе, определяется суммарным количеством электронов в парах. Это число — 134.

Великий Пифагор говорил: «Числа правят миром». И в этом случае он оказался как никогда прав!

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества