Спаривание азотистых оснований в днк
Взаимодействия, стабилизирующие структуру:
- Водородные связи между парами оснований.
-электростатические взаимодействия с противоионами (Mg+2 , белками), содержащими положительно заряженные боковые цепи аминокислот – гистонами.
- гидрофобные взаимодействия между азотистыми основаниями, которые уложены стопкой внутри спирали.
Физические свойства ДНК
М.Вес равен от 107 до 1010 дальтон. Поглощает Днк при 260 нм.
Двойную спираль можно разделить нагреванием (денатурацией) на одиночные нити, разрывая нековалентные связи. Этот процесс называется плавлением, увеличивается поглощение света.
При медленном охлаждении структура двойной спирали снова восстанавливается, что называется ренатурацией (Мармур и Доти).
Денатурация ДНК играет важную роль в генной инженерии.
Разделение двойной спирали днк на одиночные нити
В зависимости от рН среды, ионной силы, концентрации воды и т.п. конфигурация двойной спирали может меняться. Существует более 10 форм ДНК, которые различаются количеством пар оснований приходящихся на один виток, углом наклона оснований к вертикальной оси.
Наиболее изучены А-, В-, С- и Т-формы ДНК: - А-форма ДНК связана с передачей информации от ДНК к РНК, - В - форма – с биосинтезом ДНК
С - форма - с хранением, упаковкой ДНК.
В последние годы появились данные о возможности существования левозакрученной биспиральной молекулы ДНК-Z-формы и SBS формы ДНК, у которой полидезоксирибонуклеотидные цепи располагаются бок о бок (лесенкой, без закручивания). Такая форма ДНК обеспечивает легкое распаривание и расхождение цепей ДНК, что очень важно при биосинтезе ДНК.
Третичная структура ДНК
Двухцепочечная спираль ДНК на отдельных участках может подвергаться дальнейшей укладке в суперспираль. Может приобретать кольцевую форму, или свертываться в клубок.
Суперскрученная структура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме. Суперспирали соединяются с белками (гистонами), упакованными в бороздах, обеспечивая тем самым стабильность третичной структуры ДНК.
3. Биологическая роль днк и рнк
В клетках животных или растений ДНК находится в ядре в составе хромосом В хромосомах ДНК связана с белками гистонами и протаминами. Каждая хромосома содержит 1 ДНК. У человека 46 хромосом, которые образуют 23 пары.
Микрофотография Х-хромосомы Рис. 5. Фото ДНК
(слева) и Y-хромосомы (справа)
ДНК хранитель генетической информации, необходимой для кодирования структуры всех белков и всех РНК каждого вида организма, она регулирует синтез компонентов клеток и тканей.
В 1945 г. Бидл и Татуш выдвинули гипотезу «Один ген-один фермент» , согласно которой каждый ген контролирует синтез одного фермента. Так как фермент – это белок, то «Один ген- один белок». Правильно говорить по Бензеру – «Участок ДНК определенной длины содержит информацию, необходимую для синтеза одной полипептидной цепи»
Ген - отрезок ДНК определенной длины, кодирующий синтез 1 белка. Такой участок ДНК называется цитроном. Если белок состоит из 2 цепей, то его синтез определяется двумя цитронами, которые могут быть расположены либо рядом, либо на расстоянии в геноме. В цитроне закодирована информация о последовательности аминокислот в синтезируемом белке.
Схема расположения генов в хромосомах называется хромосомной картой.
Последовательность трех нуклеотидов в гене – кодон, кодирует 1 аминокислоту. Для кодирования всех 20 аминокислот белковой молекулы число возможных нуклеотидных триплетных кодонов составляет 64.