DNA molekula: razine strukturne organizacije

Molekula DNA - jedan polinukleotid monomerne jedinice koje su četiri deoksiribonukleotidna (dAMF, dGMP, dCMP i dTMP). Omjer i slijed tih

Nakon što je postojala mogućnost korištenja metode rendgenske kristalografije proučavati biološke makromolekule i dobiti savršenu X-zraka, bilo je moguće saznati molekularnu strukturu DNK. Navedeni postupak se temelji na činjenici da je snop paralelno X-zrake događaja na kristalne atomima klastera tvori difrakcijske slike, koja se uglavnom ovisi o atomske mase atoma i njihov položaj u prostoru. U četrdesetim godinama prošlog stoljeća, napredovala je teorija o trodimenzionalnoj strukturi DNA molekule. U. Astbury to dokazao deoksiribonukleinska kiselina je hrpa nadnaravnih planarnih nukleotida.

Primarna struktura DNA molekule

Primarnom strukturom nukleinskih kiselina smatra se slijed rasporeda nukleotida u polinukleotidnom lancu DNA. Nukleotidi su međusobno povezani fosfodiesternim vezama koje nastaju između OH skupine na položaju 5 i jednog nukleotida deoksiribozi OH-grupa na poziciji 3 u drugom pentoze.

Biološka svojstva nukleinskih kiselina određena su kvalitativnim odnosom i slijedom nukleotida duž polinukleotidnog lanca.

Nukleotidni sastav DNA u organizama različitih taksonomskih skupina je specifičan i određen je omjerom (G + C) / (A + T). Koristeći faktor specifičnosti određen je stupanj heterogenosti nukleotidnog pripravka DNA u organizmima različitih podrijetla. Tako, kod viših biljaka i životinja omjer (G + C) / (A + T), polako se mijenja i ima vrijednost veću od 1. Za koeficijenta mikroorganizmi specifičnost značajno varira - od 0,35 do 2,70. Istodobno somatske stanice ove biološke vrste sadrže DNA istog nukleotidnog sastava, tj. može se reći da je DNA jedne vrste identična u sadržaju HS parova baza.

Određivanje heterogenosti sastava DNA nukleotida s koeficijentom specifičnosti još ne daje informacije o njegovim biološkim svojstvima. Potonji je posljedica različitog slijeda pojedinačnih nukleotidnih mjesta u polinukleotidnom lancu. To znači da je genetska informacija u DNA molekulama kodirana u specifičnom slijedu njegovih monomernih jedinica.

DNA molekula sadrži nukleotidne sekvence namijenjene za inicijaciju i prestanak procesa sinteze DNA (replikacija), sinteza RNA (transkripcija), sinteza proteina (Broadcast). Postoje nukleotidne sekvence koje služe za vezanje specifičnih aktivacijskih i inhibirajućih regulatornih molekula, kao i nukleotidnih sekvenci koje ne nose nikakve genetske informacije. Postoje također i modificirana područja koja štite molekulu od djelovanja nukleaza.

Problem nukleotidne sekvencije DNA nije u potpunosti riješen do danas. Određivanje nukleotidne sekvence nukleinskih kiselina je naporan postupak koji uključuje primjenu metode specifičnog cijepanja molekula nukleaze u odvojene fragmente. Do danas, kompletna nukleotidna sekvenca baza dušika je uspostavljena za većinu tRNA različitih podrijetla.

DNA molekula: sekundarna struktura

Watson i Crick dizajnirali su model dvostruke spirale deoksiribonukleinske kiseline. Prema ovom modelu dva polinukleotidna lanca se međusobno omataju, stvarajući tako spiralu.

U strukturi se nalaze dušične baze, a fosfodiesterska kralježnica je vani.

DNA molekula: tercijarna struktura

Linearna DNA u stanici ima oblik duguljaste molekule, pakiran je u kompaktnu strukturu i zauzima samo 1/5 volumena stanica. Na primjer, duljina ljudske kromosomske DNA doseže 8 cm i pakira se tako da se uklapa u kromosom dužine 5 nm. Ovo pakiranje je moguće zbog prisutnosti spiraliziranih struktura DNA. Iz toga slijedi da dvoslojna DNA spirala u prostoru može biti dodatno određena u određenoj tercijarnoj strukturi - superkoiled. Superspiralna konformacija DNA je karakteristična za kromosome viših organizama. Takvu tercijarnu strukturu stabilizira se kovalentne veze s aminokiselinskim ostacima koji čine proteine ​​koji tvore kompleks nukleoproteina (kromatin). Dakle, DNA eukariotskih stanica povezana je s proteinima uglavnom bazičnih prirodi - histona, kao i kiselih bjelančevina i fosfoproteina.