Molekula DNA: ravni strukturne organizacije

Molekula DNA - polinukleotida monomerne enote, ki so štiri deoksinukleotid (dAMF, DGMP, DCMP in dTMP). Razmerje in zaporedje teh Nukleotidi v DNA različnih organizmov so različni. Poleg glavnih dušikovih baz v DNA vsebuje tudi druge manjše baze deoksiribonukleotide s 5-metilcitozin, 5-oksimetiltsitozin, 6-methylaminopurine.

Ko je bila možnost uporabe metode rentgensko kristalografijo za preučevanje bioloških makromolekul in dobimo popolno rentgenskih, je bilo mogoče ugotoviti molekularno strukturo DNK. Omenjeni način temelji na dejstvu, da snop vzporednih rentgen vpada na atomi kristalne grozda, tvori difrakcijski vzorec, ki je v glavnem odvisna od atomske mase atomov in njihov položaj v prostoru. V 40. letih prejšnjega stoletja se je razvila teorija o tridimenzionalni strukturi molekule DNA. U. Astbury je to dokazal deoksiribonukleinska kislina je kup nadgrajenih ravninskih nukleotidov.

Primarna struktura molekule DNA

Po primarni strukturi nukleinskih kislin pomeni sekvenco razporeditve nukleotidov v polinukleotidni verigi DNA. Nukleotidi so skupaj povezani z fosfodiesterske vezi, ki se oblikujejo med skupine OH v legi 5 enega nukleotida in deoksiriboznega -OH skupina v legi 3 druge pentoze.

Biološke lastnosti nukleinskih kislin določajo kvalitativni odnos in zaporedje nukleotidov vzdolž polinukleotidne verige.

Nukleotidni sestavi DNA v organizmih različnih taksonomskih skupin je specifičen in se določi z razmerjem (G + C) / (A + T). Z uporabo specifičnostnega faktorja smo določili stopnjo heterogenosti nukleotidnega sestavka DNA v organizmih različnega izvora. Tako je v višjih rastlinah in živalih razmerje (G + C) / (A + T) nekoliko spreminja in ima večjo vrednost od 1. mikroorganizmi specifičnost koeficientom močno razlikuje - od 0,35 do 2,70. Hkrati somatske celice te biološke vrste vsebujejo DNK istega nukleotidnega sestavka, torej lahko rečemo, da je DNA ene vrste enaka vsebnosti HS parov baz.

Določanje heterogenosti sestave DNA nukleotida s specifičnim koeficientom še ne vsebuje informacij o njegovih bioloških lastnostih. Slednje je posledica drugačnega zaporedja posameznih nukleotidnih mest v polinukleotidni verigi. To pomeni, da so genetske informacije v molekulah DNA kodirane v določenem zaporedju svojih monomernih enot.

Molekula DNA vsebuje nukleotidne sekvence, namenjene za začetek in zaključek sinteznih procesov DNA (replikacija), sinteza RNA (transkripcija), sinteza beljakovin (oddajanje). Obstajajo nukleotidna zaporedja, ki služijo za vezavo specifičnih aktivacijskih in inhibitornih regulatornih molekul ter nukleotidnih zaporedij, ki nimajo nobenih genskih informacij. Obstajajo tudi spremenjena področja, ki molekulo ščitijo pred delovanjem nukleaze.

Problem nukleotidne sekvence DNK do zdaj ni bil popolnoma rešen. Določitev nukleotidnih zaporedij nukleinskih kislin je zamudno postopek, ki omogoča uporabo nukleaze metode cepitev specifičnih molekul na ločenih fragmentov. Do danes je bila za večino tRNK različnih izvorov ugotovljena popolna nukleotidna sekvenca dušikovih baz.

Molekula DNA: sekundarna struktura

Watson in Crick sta oblikovala model dvojne vijačnice deoksiribonukleinske kisline. V skladu s tem modelom se dve polinukleotidni verigi zavita drug proti drugemu in tako oblikujeta nekakšno spiralo.

Njihove dušične baze so v notranjosti strukture, hrbtenica fosfodiestra pa zunaj.

Molekula DNA: terciarna struktura

Linearna DNA v celici ima obliko podolgovate molekule, je pakirana v kompaktno strukturo in zaseda samo 1/5 volumna celice. Na primer, dolžina človeške kromosomske DNA doseže 8 cm in je pakirana tako, da se prilega kromosomu z dolžino 5 nm. To pakiranje je možno zaradi prisotnosti spiraliziranih struktur DNK. Iz tega sledi, da se lahko dvojna vijačnica DNA v vesolju nadalje določi v določeni terciarni strukturi - nadgrajena. Superspiralna konformacija DNA je značilna za kromosome višjih organizmov. Takšna terciarna struktura se stabilizira z kovalentne vezi z aminokislinskimi ostanki, ki tvorijo proteine, ki tvorijo kompleks nukleoproteinov (kromatin). Zato, DNA evkariontske celice je povezan z beljakovinami pretežno osnovne narave - histoni, pa tudi s kislinskimi proteini in fosfoproteini.