Вопрос 25. Химическая структура днк.Первичная и вторичная структура.

ДНК состоит из нуклеотидов ,в состав которых входит сахар -дезоксирибоза,фосфат и одно из азотистых оснований -пурин(аденин(А) или гуанин(Г)) или пиримидин(тимин(Т) и цитозин(Ц))

Особенности:

1.молекула включают две полинуклеотидные цепи,связанные между собой водородными связями м/у азотистыми основаниями по принципу комплементарности. А одной цепи связывается 2-мя водородными связями с Т другой цепи,а м/у Г и Ц 3-ые связи.Связи прочные и сохраняется равное расстояние м/у цепями на всей протяженности.

Структура ДНК была смоделирована в 1953г Уотсоном и Криком

2.Антипараллельность- 5"-конец одной полинуклеотидной цепи в ДНК соединяется с 3"-концом другой цепи и наоборот

от 5" к 3"

к 3"от 5"Схема строения молекулы ДНК

ДНК закручены вокруг своей оси.Чаще встречаются правозакрученные спирали (B-ДНК),реже левозакрученные (Z-ДНК)d=2нм, Lшага 3.4нм .В каждый виток входит 10пар нуклеотидов.

Первичная и вторичная структура ДНК

Первична структура-линейный полимер-цепь последовательно расположенных нуклеотидов ,соединенных фосфодиэфирными связями.Число нуклеотидов в одной цепи может составлять от нескольких тысяч до миллиона.В состав входит одно из азотистых оснований(А,Г,Ц или Т),пентоза-дезоксирибоза и остаток фосфата. Дезоксирибонуклеотиды различаются только азотистыми основаниями. Характеристики первичной структуры:

-число нуклеотидов

-типы нуклеотидов

-порядок расположения нуклеотидов

Формирование первич.структуры обеспечивается 2-мя типами связей:

-гликозидными(м/у азотистым основанием и С)

-фосфодиэфирными связями м/у нуклеотидами

Вторичная структура-двойная спираль,образованая 2-мя полинуклеотидными,антипараллельными цепями,соединенными водородными связями м/у комплементарными азотистыми основаниями.

Избирательность взаимодействия А-Т 2 водородные связи, Г-Ц 3 водородные связи в молекуле НК-это комплементарность. Стабильность двойной спирали обеспечивается и другими связями.Азотистые основания располагаются внутри спирали, сахарофосфатные основы по периферии(определяют антипарллельную направленность цепей)На поверхности спирали формируют 2 желобка:большой(место связывания с белками)и малый (место связывания с антибиотиками)

Ряд закономерностей количественного содержания азотистых оснований Чаргаффа

1.А=Т,Г=Ц; 2. А/Т=Г/Ц; 3 А+Г=Т+Ц

4.А+Т/Г+Ц≠1(константа вида, коэффициент специфичности,характеристика вида).

Наиболее распространенная форма двойной спирали- В-форма

Искревления и изгибы 2-й спирали бывают:

-если последовательно располагаются два А в одной цепи и два Т в другой

-такие пары встречаются в каждом витке

-частота встречаемости повторов А-Т, разделенных участками из 4-6 Г-Ц пар-высокая

Деформация спирали важна для:

-формирования хромосом(наматывания ДНК на белковые коры нуклеосом)

-регуляция экспрессии генов(специфического связывания ДНК с соответствующими регуляторными белками)

Внутри одной цепи ДНК соседние нуклеотиды соединены фосфодиэфирными связями, которые формируются в результате взаимодействия между 3'-гидроксильной (3'—ОН) группой молекулы дезоксирибозы одного нукдеотида и 5'-фосфатной группой (5'—фосфат) другого. Асимметричные концы цепи ДНК называются 3' (три прим) и 5' (пять прим). Полярность цепи играет важную роль при синтезе ДНК (удлинение цепи возможно только путём присоединения новых нуклеотидов к свободному 3'-концу). Так как водородные связи нековалентны, они легко разрываются и восстанавливаются. Цепочки двойной спирали могут расходиться как замок-молния под действием ферментов (хеликазы) или при высокой температуре. Направления от 3'-конца к 5'-концу в двух цепях, из которых состоит молекула ДНК, противоположны (цепи «антипараллельны» друг другу).

Комплементарность двойной спирали означает, что информация, содержащаяся в одной цепи, содержится и в другой цепи. Обратимость и специфичность взаимодействий между комплементарными парами оснований важна для репликации ДНК и всех остальных функций ДНК в живых организмах.