Kakšna je sestava DNK sladkor? Kemijska osnova strukture DNK

Neverjetno je videti, kako so podobni starši in otroci med seboj. Ali pa se, nasprotno, popolnoma razlikujejo od bratov in sester ter od očeta in matere. Zakaj je to tako in od česa je odvisno? Katere strukture so odgovorne za ohranjanje, konsolidacijo, prenos in manifestacijo lastnosti potomcev staršev?

Ta vloga sodi v nukleinske kisline, ki tvorijo kromosome. To so molekule, ki opravljajo funkcije vseh procesov, povezanih z dednostjo in spremenljivostjo. Posebna prerogativa v tem pripada molekule DNK.

Zgodovina odkrivanja nukleinskih kislin

Dolgo časa takšne molekule niso bile znane. Vendar pa je leta 1869 znanstvenik Mischer odkril mešanico DNA in RNA kot rezultat raziskav, nato pa je uspel ugotoviti, da pripadajo kislinam. To je naredil na podlagi študij levkocitov v gnojilu.

Od takrat se je začela aktivna študija teh spojin. Mnogi znanstveniki so poskušali ugotoviti kemijsko sestavo DNA in RNA. Razumeti njihovo naravo, bistvo strukture in biološko vlogo. Velik prispevek k temu poslu so naredili ljudje, kot so:

• A. N. Belozersky.
• Thomas Morgan.
• C. Mostovi.
• A. Muller.
• G. de Vries.
• A. Sturtevant.
• GA Nadson.
• A. S. Serebrovsky.
• NP Dubinin.
• TS Filippov in drugi.

V obdobju od leta 1900 do danes je vrsta nukleinskih kislin, kemičnih baz struktura DNA, njegove značilnosti in biološki pomen. Odkritja so bila omogočena, da se lahko ta molekula šteje za univerzalno osnovo vseh živih bitij.

Raziskave na področju genetike so omogočile vzpostavitev odnosa med DNA, genoma in kromosomi, da bi dešifrirali genetsko kodo številnih živih bitij. To je bilo pomembno za razumevanje strukture bivalne narave, mehanizme njenega delovanja.

Določena je bila tudi kemična sestava kromosomov. Ugotovljeno je bilo, da je njihova osnova molekula nukleinske kisline s specifično strukturo.

DNA: splošna značilnost

Popolno dekodiranje okrajšave imena - deoksiribonukleinska kislina. Skupaj z RNA, ta kislina pripada številnim nukleinskim kislinam. Njeno ime je bilo podano za dejstvo, da struktura DNK vključuje sladkor. Njegovo ime je deoksibrioza.

Kemična sestava DNA in RNK je zelo podobna, razlika je predvsem v ogljikovem hidratu, ki tvori molekulo. RNA je riboza.

Na splošno je molekula deoksiribonukleinske kisline kompleksna dvojno verižna makromolekula z veliko molekulsko maso in raznoliko sestavo. Zato je grafična predstavitev te povezave najpogosteje v obliki dveh pramenov, ki sta združeni s prečnimi koraki-povezavami.

Leta 1953 so Chargaff in njegovi sodelavci odkrili popolnoma notranjo strukturo in sestavo molekule, kar je bilo zelo pomembno za molekularno biologijo in znanost kot celoto. Očitno je, da sestava DNA vsebuje sladkor petih ogljikovih baz (pentoze), purinske in pirimidinske baze ter ostanke ortofosforne kisline.

To je omogočilo, da ne samo še naprej dešifriramo same strukture spojine, temveč tudi proučujemo lastnosti, fizikalne in kemične lastnosti. Biološka vloga in pomen za organizem je bila opredeljena kot temeljna, univerzalna in specifična za vsako bitje.

Kemična sestava

Če označimo notranji atomski in molekularni sestavek molekule nukleinske kisline, lahko razlikujemo več osnovnih vrst spojin:

• pentoza - deoksiriboza (ogljikov hidrat monosaharid);
• organske baze - purin (adenin in gvanin), pirimidin (citozin in timin);
• ostanke fosforne kisline s prostimi vezmi.

To je na splošno vse kemične osnove strukture DNA. Druga stvar je, da kombinacija vseh teh komponent ni enostavna, ampak je kompleksen in edinstven proces. Tako deoksribroza, baze in ostalo anorgansko kislino skupaj tvorijo nukleotid. Iz nukleotidnih zaporedij je dodana celotna struktura molekule kot celote.

Edinstven je vrstni red, v katerem bodo organske baze nameščene ena za drugo in v povezavi s sosednjo verigo. Nukleotidna sekvenca je izdelana v skladu z določenimi načeli, od katerih je glavna komplementarnost (stroga korespondenca purinskih in pirimidinskih komponent). To omogoča vsakemu živemu bitju lastno genetsko kodo, edinstveno, prirojeno in globoko specifično.

Fenotipsko se to manifestira v obliki dedovanja popolnoma drugačnih značilnosti, v dejstvu, da ni dveh identičnih ljudi (razen identičnih dvojčkov), značilnih lastnosti videza.

Kakšen sladkor vsebuje DNK?

Osnova katerekoli organske snovi je ogljikova veriga atomov. Molekula DNA ni bila izjema. Navsezadnje je struktura DNK sladkor, in sicer sestavljena iz zaporedja petih ogljikovih atomov, združenih v ciklični strukturi. Isto molekulo prekine mostni kisik, ki vstopa v splošni cikel.

Kemična sestava sladkorja je izražena z naslednjo empirično formulo: C₅H₁₀O podjetju₄. Ta molekula - aldopentoza, ki vsebuje pet atomov ogljika, je vdrl v cikel. Poleg tega eden od atomov verige namesto hidroksilne skupine vsebuje le vodik, zato je v imenu sladkorja obstajala taka predpono kot "deoksi", to je brez kisika.

Kemično sestavo sladkorja je odkril in preučil Phibus Lieven, ki je leta 1929 odkril celotno strukturo in kemijsko naravo spojine.

Osnove v sestavi molekule

Organske baze, ki sestavljajo nukleinsko kislino DNK, lahko razdelimo v dve glavni skupini.

1. Purin - kompleksne strukture, ki jih sestavljata dva ogljikova cikla - petčlanski in šestčlanski. Ti vključujejo adenin in gvanin, ki dopolnjujeta pirimidinske baze v deoksiribonukleinski kislini.
2. Pirimidin - šestčlasti ogljikovi cikli. To vključuje timin in citozin.

Izkazalo se je torej, da struktura DNK vključuje sladkor in bazo, združena in vezana na radikal fosforna kislina. Skupaj je to nukleotid. Splošna struktura dvojno vijačnico molekulami nukleotidov DNA med seboj vežejo v skladu s pravilom dopolnjevanja: adenin lokaciji ustreza timin, gvanin in - citozin.

Vrste razmerij med delci

Glavne vrste povezav med sestavnimi deli DNA so naslednje:

• vodik;
• kovalenten polar;
• sile medmolekularne privlačnosti;
• van der Waalsovo interakcijo.

To omogoča dvostransko strukturo v treh konformacijah:

• primarno linearno sekvenco nukleotidov;
• sekundarno - spiralno zvita vsaka žarilna nitka in oba blizu drug drugemu;
• terciarni - kompleksen konformacijski globul v močno spiralno molekulo.

Tako je dejstvo, da struktura DNA vsebuje sladkor, baze in kisle ostanke, osnova svoje strukture in tal za izvajanje številnih interakcij in nastajanja kemičnih vezi.

Vrednost DNA za organizme

Obstaja nekaj najpomembnejših točk:

1. Molekule obravnavane kisline so vključene v kemično sestavo kromosomov, ki določajo individualnost vseh živih organizmov.
2. DNA je osnova za sintezo kompleksnih polipeptidnih verig, ki so odgovorne za kodiranje in prenos dednih lastnosti.
3. Deoksiribonukleinska kislina je osnova za transkripcijo, to je primarna sinteza RNA, nato proteina.

Takšni procesi se pojavljajo pri vseh organizmih. To nam omogoča, da to strukturo imenujemo univerzalna enota vseh živih bitij.

Replikacija molekule

Ta proces je podvojitev molekule DNA, ki poteka spontano s porabo energije v živih organizmih. Glavna sestavina je DNA polimeraza, encim, ki katalizira in nadzoruje celotno sintezo.

Bistvo replikacije je, da je vsak od nitkov molekule razdeljen in podvojil svoje linearne sekvence. Kot rezultat procesa se oblikujejo dve novi molekuli DNA, od katerih vsaka vsebuje eno staro polipeptidno verigo in drugo popolnoma novo, zgrajeno po načelo komplementarnosti.

Vrednost postopka je, da potomcem zagotovi genetske podatke v celoti.