Генетическая роль и строение днк

Впервые генетическая роль ДНК была установлена в опытах по изучению трансформации у бактерий. В 1928 г. Ф. Гриффит показал, что при введении в организм животных совместно с непатогенными штаммами пневмококков убитых нагреванием клеток патогенного штамма животные погибали от пневмонии. Однако если животным вводили отдельно непатогенный штамм или клетки убитого патогенного штамма, то заболевания пневмонией не наблюдалось. В связи с этим возникло предположение, что какое-то вещество, содержащееся в убитых клетках патогенного штамма, передаёт клеткам непатогенного штамма способность противостоять иммунной системе животных и поражать их пневмонией. Наблюдаемое явление назвали трансформациейбактерий.

Для выявления трансформирующего фактора из убитых клеток были выделены в очищенном состоянии ДНК, белки и некоторые другие химические компоненты, которые стали вводить в организм животных совместно с клетками непатогенного штамма. Проводя такие опыты, О. Эйвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти в 1944 г. установили, что трансформирующим фактором у пневмококков является ДНК. Таким образом, они впервые показали, что наследственная способность одной клетки осуществлять определённую биохимическую функцию может передаваться другой клетке путём введения в неё ДНК, выделенной из первой клетки. После этого в ряде других опытов с вирусами, бактериями и высшими организмами было подтверждено, что именно молекулы ДНК являются носителями генетической информации, определяющей наследственные свойства организмов.

Открытие генетической роли ДНК послужило активным импульсом для дальнейшего изучения состава, строения и свойств нуклеиновых кислот. При изучении химического состава ДНК Э. Чаргаффом были выяснены закономерности нуклеотидного состава ДНК, которые получили название правилаЧарграффа. Молекулы ДНК подвергали гидролизу, в ходе которого расщеплялись не только фосфодиэфирные связи, соединяющие остатки нуклеотидов, но и внутринуклеотидные связи между азотистым основанием и дезоксирибозой, а также между дезоксирибозой и остатком фосфорной кислоты.

После гидролиза определяли содержание азотистых оснований. При этом было отмечено, что в составе ДНК любых организмов мольные соотношения пар оснований аденина и тимина, а также гуанина и цитозина всегда равны. Наблюдалось также равенство между суммой пуриновых и суммой пиримидиновых оснований, тогда как суммарное количество аденина и тимина заметно отличалось от суммарного содержания гуанина и цитозина. Используя сокращенные обозначения, отмеченные закономерности в содержании азотистых оснований в составе ДНК можно записать в виде следующих соотношений:

А = Т; Г= Ц; А+Г = Т+Ц; А+Т≠ Г+Ц

Изучение нуклеотидного состава ДНК различных организмов показало, что соотношение пар азотистых оснований А+Т/Г+Ц является важным показателем специфичности ДНК у разных организмов. Каждый вид организмов имеет свойственный ему нуклеотидный состав ДНК. В таблице 13 показано содержание азотистых оснований в ДНК животных, растений и микроорганизмов.