Deoksiribonukleinska kislina. Model Crick in Watson

Prve informacije o kemijskih lastnostih deoksiribonukleinske kisline sega v leto 1868. V 20. stoletju je do začetka štiridesetih dokazano, da je molekula linearni polimer. Monomerične enote so nukleotidi, ki jih sestavljajo dušikova baza, fosfatna skupina in pentoza (petogljični sladkor).

Deoksiribonukleinska kislina lahko bazo dveh vrst: pirimidina (timin (T) in citozin (C)) in purina (adenin (A), gvanin (G)). Spojina se izvaja z uporabo nukleotidna fosfodiestersko vez.

Biologists Creek in Watson leta 1953, ki je osnova Analiza rentgenske difrakcije DNA kristali, je prišel do zaključka, da je naravna molekula sestavljena iz par polimernih verig, ki tvorijo dvojno vijačnico. Polinukleotidne verige, ki so ranjene drug na drugega, se držijo skupaj vodikove vezi, ki so oblikovane med komplementarnimi (medsebojno ustreznimi) bazami v nasprotnih verigah. V tem primeru se pari oblikujejo le, kot sledi: adenin-timin, gvanin-citozin. Stabilizacijo prve izvedemo z dvema, drugi pa s tremi vodikovimi vezmi.

Dvonivojna deoksiribonukleinska kislina ima dolžino, izračunano s številom parov medsebojno ustreznih nukleotidov (bp). Za tiste molekule, ki so sestavljene iz milijonov in tisoč parov, so enote MN.p. itd. Na primer, deoksiribonukleinska kislina kromosom predstavlja ena dvojna vijačnica. Njegova dolžina je 263 m.

Denaturacija DNA (taljenje) je proces, v katerem se redna dvojna vijačnica linearne molekule prehaja v tuljavo podobno stanje. Med taljenjem je molekula dvojne helixe razdeljena v neodvisne verige. Temperatura, pri kateri se stopi polovica Deoksiribonukleinske kisline, se raztopi tališče. Odvisno je od kvalitativne molekulske sestave.

Kot smo že omenili, sta para G-C stabilizirana s tremi, paro A-T pa z dvema vodikoma. V skladu s tem večji delež prvih parov bo stabilnejša molekula. Pri denaturaciji z valovno dolžino 260 nm se absorpcija svetlobe poveča. Ta hiperhromski učinek omogoča zagotavljanje nadzora nad sekundarno molekularno strukturo. Če se raztopina staljene kisline počasi ohladi, se med dopolnilnimi verigami lahko oblikujejo šibke vezi, lahko se pojavi spiralna struktura, ki je enaka rojeni (prvotni). Ta metoda DNA za renaturacijo in denaturacijo temelji na metodi hibridizacije molekul. Uporablja se pri študiji strukture nukleinske kisline.

Molekula dvojne helix, ki nosi genske podatke, mora izpolnjevati dve glavni zahtevi. Prvič, se mora ponoviti (razmnoževati) z visoko natančnostjo in drugič, kodirati sintezo proteinskih molekul. Deoksiribonukleinska kislina, katere model je opisala Crick in Watson, v celoti izpolnjuje te zahteve. Ugotovljeno je bilo, da v skladu z načelo komplementarnosti, vsaka veriga v molekuli je lahko matrika, ki tvori novo medsebojno povezano verigo. Zaradi ene stopnje replikacije se tako pojavlja par hčerinskih molekul, ki imajo nukleotidno sekvenco, ki je enaka tisti v originalu molekula DNA. Poleg tega ta veriga strukturnega gena v kodirani protein določa aminokislinsko zaporedje.

Od odkritja DNA in načela komplementarnosti so bili ugotovljeni procesi, ki so odgovorni za dešifriranje dednih podatkov in regulacijo pri sintezi genskih snovi. Poleg tega se je razvila tudi teorija rekombinantnih molekul.