Funkcije DNA in njegove strukture

V središču vitalne aktivnosti celic živih organizmov so funkcije bioloških polimerov: nukleinske kisline, ogljikovi hidrati, beljakovine in lipidi. Biopolimeri so sestavljeni iz monomerov, ogljikovodičnih struktur, ki vključujejo tudi dušik, kisik, žveplo in fosfor.

V 19. stoletju se je začela študija o strukturi snovi, ki tvorijo živo celico, vendar so bile funkcije DNA, proteinov, RNK in njihove strukture dokončno določene v 20. stoletju.

Friedrich Misher leta 1868 je izločil celična jedra levkocitov, ki vsebujejo fosfor in jo imenujeta nuklein. Potem je Richard Altman leta 1889 ugotovil, da ta snov vsebuje posebno kislino in beljakovine. Takrat so najprej slišali izraz "nukleinska kislina". Vendar, dokler funkcija nukleinske kisline še vedno je daleč.

DNA-deoksiribonukleinske kisline so največji biološki polimeri, sestavljeni iz več sto monomerov - deoksiribonukleotidov. V svoji sestavi razen sladkorja (deoksiriboznega), vsebuje 4 vrste nukleotidov: adenin - a, timidin - T, citozin - C, gvanin - G.

Prvič je bila DNA označena kot nukleinska kislina živalskega izvora, saj je bila izolirana od timusa živali in RNA, sproščena iz pšenični kalčki - zelenjava. Menili so, da je biokemijska razlika med celicami dirksence in živali. Vendar pa je sredi dvajsetega stoletja ugotovljeno, da RNA in DNK je del vse celice.

Neposredno je struktura nukleinskih kislin začela študirati Erwina Chargaffha, ki je leta 1953 ugotovil, da nukleotidi, ki so del istih kislin, tvorijo paro s strogim vzorcem.

Povezava vedno eno pirimidina in purin bazo enega, T = C, A = T. To pomeni, adenin veže timidina in gvanin - s citozin.

Za funkcijo DNA je nujno, da povezavo v prvem primeru zagotavljata 2 vodikova para, v drugi pa tri.

Pravilo Chargaff je bila osnova, na kateri sta Watson in Crick zgradila strukturo dvojne vijačnice DNK.

V tej molekuli, kot pri proteinskih molekulah, so primarne, sekundarne in terciarne strukture različne.

Primarna struktura je linearna sekvenca monomerov v eni verigi.

Seveda se v naravi DNA ne pojavlja v obliki ene verige, ampak tukaj govorimo o primarni strukturi biopolimera, ki določa vse njegove lastnosti.

Sekundarna struktura je prostorska značilnost biopolimera. Pri DNA je polinukleotid dve verigi, od katerih je vsak zvite v pravem vijačnico, in da sta oba istočasno zvije v smeri urinega kazalca okoli skupne osi. Te verige združujejo sile vodikove vezi. Terciarno strukturo DNK določimo z nadaljnjo spiralo molekule.

Velik korak naprej je bil dosežen z odkritjem, da funkcije DNA vsebujejo prenos in shranjevanje genskih informacij. DNA vsebuje dedni program o strukturi beljakovin, specifičnih za vsak organizem. Skupaj z molekulami RNK prenašajo dedne informacije iz telesa v telo. Funkcija DNK vključuje tudi izvajanje genetskih informacij. Sodelujejo v procesih transkripcije, replikacije in prevajanja, s čimer zagotavljajo sintezo različnih proteinov.