Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Юров Воинова.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
4.74 Mб
Скачать

Структура днк

Молекула ДНК представляет собой двойную спираль: две параллельные цепи нуклеотидов, закрученные относительно друг друга и поддерживающие свою структуру за счет водородных связей. Нуклеотид является органическим соединением, состоящим из дезоксирибозы (углеводной функциональной группы), фосфатной группы и одного из 4-х азотистых оснований (гетероциклических соединений): аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) или тимина (Т). Аденин и гуанин являются пуриновыми гетероциклическими соединениями, тогда как цитозин и тимин — пиримидиновыми. ДНК образуется за счет того, что дезоксирибозная компонента и фосфатная группа каждого из нуклеотидов последовательно связываются, образуя остов спиральной молекулы, к которому присоединяются азотистые основания. Каждый пятый атом углерода (5’) дезоксирибозной компоненты нуклеотида связывается с каждым третьим атомом углерода (3’) последующего нуклеотида посредством ковалентных связей с фосфатной группой. Комплементарные азотистые основания (А комплементарен Т, а Г — Ц) образуют друг с другом водородные связи — процесс спаривания нуклеотидов. Двунитевая молекула ДНК — антипараллельна, т.е. последовательность нуклеотидов одной нити является обратной последовательности другой. Это является причиной того, что макромолекула ДНК спиральна, а также гарантирует возможность образования однонитевой ДНК, которая необходима для корректного воспроизведения последовательностей ДНК в ходе их копирования или репликации. Следует также отметить, что соотношения количества нуклеотидов А:Т и Г:Ц в любом организме составляют 1:1 (правило Чаргаффа).

Синтез днк

Синтез новых молекул ДНК называется репликацией (Рис. 2.1). Первой стадией этого процесса является разрыв водородных связей между нуклеотидами и образование однонитевых последовательностей ДНК при воздействии ферментов ДНК-хеликаз и других специфических белков, которые сохраняют структуру ДНК в ходе репликации. Участком образования однонитевой ДНК, которая служит матрицей (матричная нить) для копирования ДНК, является структура в виде латинской буквы Y, называемая репликационной вилкой. Обе матричные нити создают основу для синтеза новых последовательностей ДНК согласно правилу комплементарности Чаргаффа. Комплемениарные нуклеотиды присоединяются к 3’ концу образующейся последовательности ДНК за счет взаимодействия ДНК полимеразы I на одной матричной нити (непрерывный синтез ДНК), тогда как синтез ДНК на другой матричной нити происходит за счет образования небольших двунитевых последовательностей ДНК, фрагментов Оказаки (прерывистый синтез ДНК). После разделения двух матричных нитей фермент ДНК праймаза использует рибонуклотиды (мономеры макромолекулы РНК) для формирования РНК-затравки (небольшие последовательности РНК, участвующие в процессе репликации).

Рисунок 2.1. Полуконсервативная репликация ДНК. Комплиментарные нуклеотиды присоединяются к 3’ концу матричной нити, а дочерняя нить реплицируется за счет образования фрагментов Оказаки.

Рибонуклиновая кислота (РНК) отличается от ДНК тем, что (1) она — однонитевой полимер, (2) углеводная компонента РНК представляет собой рибозу, (3) вместо тимина в её последовательность входит урацил (У). Небольшие последовательности РНК располагаются в начале каждого нового фрагмента Оказаки, и играют важную роль в обеспечении прерывистого синтеза ДНК, затем ДНК полимераза I присоединяет нуклеотиды в прерванной последовательности (между фрагментами Оказаки) на матричной нити и удаляет эти последовательности РНК. Далее, фермент ДНК лигаза связывает (сшивает) разрозненные фрагменты Оказаки и образует дочернюю двунитевую последовательность ДНК. Процесс репликации является полуконсервативным, поскольку в ходе его образуется две идентичные двунитевые молекулы ДНК, в каждой из которых одна нить — матричная, а другая — новообразованная.