Das DNA-Molekül ist ein Polynukleotid, monomerDie Einheiten davon sind vier Desoxyribonukleotide (dAMP, dGMP, dCMP und dTMP). Das Verhältnis und die Sequenz dieser Nukleotide in der DNA verschiedener Organismen sind unterschiedlich. Neben den Hauptstickstoffbasen enthält die DNA auch andere Desoxyribonukleotide mit Nebenbasen: 5-Methylcytosin, 5-Hydroxymethylcytosin, 6-Methylaminopurin.
После того как появилась возможность Mit der Methode der Röntgenkristallographie zur Untersuchung biologischer Makromoleküle und zur Erzielung perfekter Röntgenbilder konnte die molekulare Struktur der DNA bestimmt werden. Die angegebene Methode basiert auf der Tatsache, dass ein Strahl paralleler Röntgenstrahlen, der auf einen kristallinen Cluster von Atomen auftrifft, ein Beugungsmuster bildet, das hauptsächlich von der Atommasse dieser Atome und ihrer Position im Raum abhängt. In den 40er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde eine Theorie über die dreidimensionale Struktur eines DNA-Moleküls aufgestellt. W. Astbury hat bewiesen, dass Desoxyribonukleinsäure ein Stapel gestapelter flacher Nukleotide ist.
Die Primärstruktur eines DNA-Moleküls
Unter der Primärstruktur von Nukleinsäurenbedeuten die Sequenz von Nukleotiden in der Polynukleotidkette von DNA. Nukleotide binden unter Verwendung von Phosphodiesterbindungen aneinander, die zwischen der OH-Gruppe an Position 5 der Desoxyribose eines Nukleotids und der OH-Gruppe an Position 3 der Pentose des anderen gebildet werden.
Die biologischen Eigenschaften von Nukleinsäuren werden durch das qualitative Verhältnis und die Sequenz von Nukleotiden entlang der Polynukleotidkette bestimmt.
Die Nukleotidzusammensetzung der DNA in Organismen verschiedenertaxonomische Gruppen sind spezifisch und werden durch das Verhältnis (G + C) / (A + T) bestimmt. Unter Verwendung des Spezifitätskoeffizienten wurde der Grad der Heterogenität der Nukleotidzusammensetzung von DNA in Organismen verschiedener Herkunft bestimmt. Daher variiert bei höheren Pflanzen und Tieren das Verhältnis (G + C) / (A + T) geringfügig und hat einen Wert größer als 1. Für Mikroorganismen variiert der Spezifitätskoeffizient über einen weiten Bereich - von 0,35 bis 2,70. Gleichzeitig enthalten somatische Zellen dieser biologischen Spezies DNA mit der gleichen Nukleotidzusammensetzung, d. H. Es kann gesagt werden, dass der DNA-Gehalt derselben Spezies im Gehalt an HC-Basenpaaren identisch ist.
Bestimmung der Heterogenität der NukleotidzusammensetzungDer DNA-Spezifitätskoeffizient gibt noch keine Auskunft über seine biologischen Eigenschaften. Letzteres ist auf die unterschiedliche Sequenz einzelner Nukleotidregionen in der Polynukleotidkette zurückzuführen. Dies bedeutet, dass die genetische Information in den DNA-Molekülen in einer bestimmten Sequenz ihrer Monomereinheiten kodiert wird.
DNA-Molekül enthält NukleotidSequenzen zur Initiierung und Beendigung von DNA-Syntheseprozessen (Replikation), RNA-Synthese (Transkription), Proteinsynthese (Translation). Es gibt Nukleotidsequenzen, die zur Bindung spezifischer aktivierender und inhibitorischer regulatorischer Moleküle dienen, sowie Nukleotidsequenzen, die keine genetische Information enthalten. Es gibt auch modifizierte Regionen, die das Molekül vor der Wirkung von Nukleasen schützen.
DNA-Nukleotidsequenzproblem vorPräsens ist nicht ganz erlaubt. Die Bestimmung der Nukleotidsequenz von Nukleinsäuren ist ein aufwendiges Verfahren, bei dem die Methode der spezifischen Nukleasespaltung von Molekülen in einzelne Fragmente angewendet wird. Bisher wurde für die meisten tRNAs unterschiedlicher Herkunft die vollständige Nukleotidsequenz von Stickstoffbasen ermittelt.
DNA-Molekül: Sekundärstruktur
Watson und Crick entwarfen das Desoxyribonukleinsäure-Doppelhelixmodell. Nach diesem Modell umkreisen sich zwei Polynukleotidketten und es bildet sich eine eigentümliche Spirale.
Die stickstoffhaltigen Basen in ihnen befinden sich innerhalb der Struktur und der Phosphodiesterkern befindet sich außerhalb.
DNA-Molekül: Tertiärstruktur
Die lineare DNA in der Zelle ist verlängertMolekül, es ist in einer kompakten Struktur gepackt und nimmt nur 1/5 des Zellvolumens ein. Beispielsweise erreicht die DNA eines menschlichen Chromosoms eine Länge von 8 cm und ist so gepackt, dass sie mit einer Länge von 5 nm auf das Chromosom passt. Eine solche Faltung ist aufgrund des Vorhandenseins spiralförmiger DNA-Strukturen möglich. Daraus folgt, dass die doppelsträngige DNA-Helix im Weltraum eine weitere Faltung in eine bestimmte Tertiärstruktur eingehen kann - die Supercoil. Die supercoiled DNA-Konformation ist charakteristisch für die Chromosomen höherer Organismen. Eine solche Tertiärstruktur wird durch kovalente Bindungen mit Aminosäureresten stabilisiert, aus denen die Proteine bestehen, die den Nukleoproteinkomplex (Chromatin) bilden. Daher ist die DNA von eukaryotischen Zellen mit Proteinen hauptsächlich basischer Natur assoziiert - Histonen sowie sauren Proteinen und Phosphoproteinen.
