Deoksiribonukleinska kiselina. Model Crick i Watson

Prve informacije o kemijskim svojstvima deoksiribonukleinske kiseline datiraju iz 1868. godine. U 20. stoljeću, početkom četrdesetih, dokazano je da je molekula linearni polimer. Monomerne jedinice su nukleotidi, koji se sastoje od dušične baze, fosfatne skupine i pentoze (šećer od pet ugljika).

Deoksiribonukleinska kiselina može imati bazu dvije vrste: pirimidina (timin (T) i citozina (C)) i purina (adenin (A) i gvanin (G)). Nukleotid se pridružuje fosfodiesternim vezama.

Biologists Creek i Watson u 1953., uzimajući kao temelj Analiza rendgenske difrakcije DNA kristala, došlo je do zaključka da se nativna molekula sastoji od par polimernih lanaca koji tvore dvostruku spiralu. Polinukleotidni lanci koji se ranu na jednoj drugoj zajedno drže vodikove veze, koji se formiraju između komplementarnih (uzajamno odgovarajućih) baza u suprotnim lancima. U ovom slučaju, parovi su formirani samo kao što slijedi: adenin-timin, gvanin-citozin. Stabilizacija prvog provodi se s dva, a drugi par s tri vodikove veze.

Dvolančana deoksiribonukleinska kiselina ima duljinu, izračunatu brojem dviju međusobno odgovarajućih nukleotida (bp). Za one molekule koje se sastoje od milijuna i tisuća parova, jedinice mn.p. i tako dalje. Na primjer, deoksiribonukleinska kiselina kromosom je predstavljen jednim dvostrukim spiralom. Duljina je 263 m.

Denaturacija DNA (topljenje) je proces u kojem redovna dvostruka spirala linearne molekule prolazi u obliku svitka. Tijekom topljenja, molekula s dvostrukom spiralom je podijeljena u neovisne lance. Temperatura pri kojoj je polovica deoksiribonukleinske kiseline otopljena je talište. To ovisi o kvalitativnom molekularnom sastavu.

Kao što je već gore spomenuto, parovi G-C su stabilizirani s tri, i parova A-T s dvije vodikove veze. Prema tome, što je veći udio prvih para, to će molekula biti stabilnija. Kod denaturacije s valnom duljinom od 260 nm, apsorpcija svjetlosti raste. Ovaj hiperkromni učinak omogućuje kontrolu nad stanje sekundarne molekularne strukture. Ako se rastaljena kisela otopina polako ohladi, mogu se formirati slabe veze između komplementarnih lanaca, može se pojaviti spiralna struktura koja je identična prirodnoj (izvornoj). Ova metoda DNA za renaturaciju i denaturaciju temelji se na metodi hibridizacije molekula. Koristi se za proučavanje strukture nukleinske kiseline.

Molekula s dvostrukom spiralom, koja nosi genetske podatke, mora zadovoljavati dva glavna zahtjeva. Prvo, mora se replicirati (reproducirati) s velikom točnošću, a drugi, kodira sintezu proteinskih molekula. Deoksiribonukleinska kiselina, čiji je model opisao Crick i Watson, u potpunosti zadovoljava ove zahtjeve. Utvrđeno je da, u skladu s načelo komplementarnosti, svaki lanac u molekuli može biti matrica kako bi se stvorio novi međusobno odgovarajući lanac. Kao rezultat jedne faze replikacije, pojavljuje se par molekula kćeri koja imaju nukleotidni slijed identičan onome u izvorniku molekule DNA. Osim toga, ovaj lanac strukturnog gena u kodiranom proteinu određuje sekvencu aminokiselina.

Budući da, kao što je napravio javnog otvaranja DNK i princip komplementarnosti, uspostavljene procese koji su odgovorni za nasljedne podatke dekodiranje te u regulaciji sinteze gena tvari. Osim toga, razvija se i teorija rekombinantnih molekula.