Monomer DNA. Koji monomeri tvore molekulu DNA?

Nukleinske kiseline,

Od trenutka dešifriranja struktura DNA, provodi Watson i Crick 1953, počinje ozbiljan studija utvrđeno je da je deoksiribonukleinska kiselina - polimer i DNA monomeri su nukleotidi. Njihove vrste i strukturu proučavat će nas u ovom radu.

Nukleotidi kao strukturne jedinice nasljednih informacija

Jedno od temeljnih svojstava žive materije je očuvanje i prijenos informacija o strukturi i funkcijama i stanice i cijelog organizma. Tu ulogu igra deoksiribonukleinska kiselina, i DNA monomeri - nukleotidi su jedinstveni "cigle", od kojih je konstruirana jedinstvena konstrukcija supstancije nasljedstva. Razmotrimo što su znakovi vodili živu prirodu, stvarajući superhelix nukleinske kiseline.

Kako se stvaraju nukleotidi

Da bismo odgovorili na ovo pitanje, trebamo znanje iz područja kemije organskih spojeva. Posebno se prisjetimo da u prirodi postoji skupina koje sadrže dušik i heterocikličkih glikozida spojenih monosaharida pentoze - (riboza ili dezoksiriboza). Oni se nazivaju nukleozidi. Na primjer, adenozin i druge vrste nukleozida prisutni su u citosolu stanice. Oni ulaze u reakciju esterifikacije s molekulama ortofosforne kiseline. Proizvodi ovog postupka bit će nukleotidi. Svaki monomer DNK, a četiri njih, ima ime, na primjer, gvanin, timin i citozin nukleotid.

Purin monomeri DNA

U biokemiji se usvaja klasifikacija koja dijeli DNA monomere i njihovu strukturu u dvije skupine: na primjer, purin je adeninski i gvaninski nukleotidi. U svom sastavu sadrže derivati ​​purina - organska tvar koja ima formulu C₅H₄N₄. Monomera DNA - gvanin nukleotid sadrži purinsku bazu dušične spojen na N-deoksiriboznog glikozidnom vezom bude u betokonfiguratsii.

Pirimidinski nukleotidi

Baze dušika, nazvan citidin i timidin, su derivati ​​organske tvari pirimidina. Njegova formula C₄H₄N₂. Molekula je šesteročlani ravni heterocikl koji sadrži dva dušikova atoma. Poznato je da se umjesto timin nukleotida u molekulama ribonukleinske kiseline, kao što je rRNA, tRNA, mRNA, sadržavao uracil monomera. U procesu transkripcije, za teret informacije s molekule DNA u gen mRNA timin nukleotida zamijenjen adenin, adenin nukleotida i - da uracil u nastajanju mRNA lancu. To znači da će sljedeći unos biti fer: A - Y, T - A.

Chargaffovo pravilo

U prethodnom poglavlju smo već djelomično dotaknuo na načelima poštivanja monomera u DNK lanaca i složenih genskih mRNA. Poznatog biokemičara E. Chargaff uspostavljen prilično jedinstveno svojstvo molekula deoksiribonukleinske kiseline, naime, da se količina adenine nukleotida u njemu je uvijek jednaka timina, citozina i gvanina -. Glavni teorijski temelj načela Chargaff služio kao proučavanje Watson i Crick, odrediti koji monomeri tvore molekulu DNA, a ono što oni imaju prostornu organizaciju. Drugi uzorak reproduciraju do Chargaff i naziva princip komplementarnost, označava kemijski afinitet purinskim i pirimidinskim bazama i njihovu sposobnost interakcije između njih da bi se formirale vodikove veze. To znači da je raspored monomera u oba lanca DNA strogo deterministički Tako, nasuprot prvom lanca DNA može biti samo T i drugi koji imaju dvije vodikove veze između njih. Za razliku od gvaninskog nukleotida, može se smjestiti samo citozin. U ovom slučaju, između dušikovih baza, formiraju se tri vodikove veze.

Uloga nukleotida u genetskom kodu

Provesti, a reakcija se odvija u ribosoma biosinteze proteinskog, postoji informacija o pomični mehanizam sastava aminokiselina peptidne sekvence nukleotida u mRNA aminokiselina. Ispalo je da tri susjedna monomera nose informacije o jednoj od 20 mogućih aminokiselina. Ovaj se fenomen zove genetskog koda. U rješavanju problema molekularne biologije koristi se kako za određivanje aminokiselinskog sastava peptida tako i na razjašnjavanje pitanja: koji monomeri čine molekulu DNA, drugim riječima, koji je sastav odgovarajućeg gena. Na primjer, triplet (kodon) AAA u genu kodira aminokiselinski fenilalanin u proteinskoj molekuli, au genetskom kodu će odgovarati tripletu UUU u mRNA lancu.

Interakcija nukleotida u procesu redukcije DNA

Kao što je ranije objašnjeno, strukturne jedinice, DNA monomeri su nukleotidi. Njihova specifična sekvenca u lancima je matrica za sintezu molekule kćeri deoksiribonukleinske kiseline. Taj se fenomen pojavljuje u S-fazi interphase stanice. Sekvencija nukleotida nove DNA molekule sastavljena je na majčinskim krugovima pod djelovanjem enzima DNA polimeraze uzimajući u obzir princip komplementarnosti (A-T, D-C). Replikacija se odnosi na reakcije sinteze matriksa. To znači da su DNA monomeri i njihova struktura u matičnim krugovima osnova, tj. Matrica za kopiju kćeri.

Može li se struktura nukleotida promijeniti

Usput, recimo da je deoksiribonukleinska kiselina vrlo konzervativna struktura stanične jezgre. Postoji logično objašnjenje za ovo: nasljednih informacija, pohranjeni u jezgri kromatina, moraju biti nepromijenjeni i kopirani bez izobličenja. Pa, stanični genom stalno je "pod pištoljem" čimbenika okoliša. Na primjer, takvi agresivni kemijski spojevi poput alkohola, droga, radioaktivnog zračenja. Svi su takozvani mutageni, pod utjecajem kojeg bilo koji monomer od DNA može promijeniti svoju kemijsku strukturu. Takvo izobličenje u biokemiji zove se točka mutacija. Frekvencija njihove pojave u genomu stanice je prilično visoka. Mutacije se ispravljaju dobro funkcioniranim djelovanjem sustava staničnog popravka, koji uključuje skup enzima.

Neki od njih, kao što je restrikcijskog enzima, „cut” oštećenog nukleotida, polimeraze omogućuju sintezu normalnih monomera ligaze „umreženi” dobiven dijelova gena. Ako gore navedeni mehanizam, iz nekog razloga, stanica ne radi i neispravan DNK monomera ostaje u svojoj molekuli, mutacija je pokupila procesima sinteze matrice i fenotipski manifestira u obliku proteina s promijenjenim svojstvima, u stanju obavljati potrebne funkcije svojstvene stanični metabolizam. Ovo je ozbiljan negativni čimbenik koji smanjuje održivost ćelije i skraćuje trajanje svog života.