Краткие сведения о структуре днк

1. Мономером является нуклеотид, который состоит из нуклеозида и остатка фосфорной кислоты. Нуклеозид, в свою очередь, состоит из азотистого основания и сахара (дезоксирибозы, которая относится к пентозам).

Азотистые основания:

Пурины: аденин и гуанин (в молекуле 2 гетероцикла: 6- и 5- членные).

Пиримидины: тимин, цитозин и урацил (в молекуле одно 6 – членное кольцо).

В 1949 – 1951 гг. группа американских ученых под руководством Эдвина Чаргаффа установила важные закономерности химического состава ДНК, которые были названы правилами Чаргаффа:

1) Содержание пуринов (А+Г) = содержанию пиримидинов (Т+Ц).

2) Содержание А = содержанию Т.

3) Содержание Г = содержанию Ц.

2. Нуклеотиды образуют полинуклеотидные цепи: углеродный атом в 5' – положении дезоксирибозы одного нуклеотида через остаток ортофосфорной кислоты соединяется с углеродным атомом в 3' – положении соседнего нуклеотида. Число полинуклеотидных цепей равно двум. Антипараллельность – противоположная ориентация двух цепей.

3. Каждая цепь образует спираль по 10 пар оснований в каждом витке; длина одного витка – 3,4 нм. Диаметр спирали – 1,7 нм.

4. Цепи закручены одна вокруг другой, и обе вместе - вокруг общей оси. Такая спираль называется плектонемически закрученной, т. е. её компоненты нельзя разделить без раскручивания. Спираль имеет одну мелкую бороздку (шириной 12 А) и одну глубокую (шириной 22 А).

5. Молекулы сахара и фосфатные группировки находятся снаружи спирали (это – сахаро – фосфатный остов), а основания – внутри, где они расположены с интервалом 0,34 нм под прямым углом к оси молекулы.

6. Цепи удерживаются вместе водородными связями между основаниями (2 связи между А и Т, 3 – между Г и Ц).

7. Пары, образуемые основаниями, всегда специфичны (А соответствует Т, а Т – А и Г соответствует Ц, а Ц – Г); т. е. основания и цепи комплементарны друг другу (принцип дополнения: если известна последовательность одной цепи, то легко предсказать последовательность другой).

8. Последовательности нуклеотидов – это и есть та информация, которая определяет структуру белков и их уникальность.

9. Существуют 5 форм ДНК:

- В – форма, правозакрученная (при движении вдоль оси вверх спирали поворачиваются вправо); основное состояние ДНК в кристаллах и растворе;

- А – форма, правозакрученная, более плотно упакованная, чем В – форма; ДНК переходит в эту форму при транскрипции, в месте контакта с РНК-полимеразой;

- Z – форма – левозакрученная; образуется в плазмидах при суперспирализации и в междисках политенных хромосом дрозофилы;

- С – форма – правозакрученная, по степени растянутости промежуточнач между А и В; существует при пониженной концентрации Na и влажности 44-66 %;

- D – форма – правозакрученная, закручена сильнее, чем В-ДНК и имеет глубокий малый желоб (удобную полость для воды и ионов); встречается только в АТ-богатых участках фага Т2.

Пространственную структуру ДНК расшифровали в 1953 г.:

Джеймс Уотсон (р. 1928 г.) – американский биохимик,

Френсис Крик (р. 1916 г.) – английский физик,

Морис Уилкинс (р. 1916 г.) – английский физик (рентгеноструктурный анализ ДНК).

Они предложили пространственную модель ДНК в виде двойной спирали, за что в 1962 г. стали лауреатами Нобелевской премии.