DNA-molekyyli on monomeerinen polynukleotidijoiden yksiköt ovat neljä deoksiribonukleotidia (dAMP, dGMP, dCMP ja dTMP). Näiden nukleotidien suhde ja sekvenssi eri organismien DNA: ssa ovat erilaiset. Päätyppipitoisten emästen lisäksi DNA sisältää myös muita deoksiribonukleotidejä, joilla on pienempiä emäksiä: 5-metyylisytoiini, 5-hydroksimetyylisytoiini, 6-metyyliaminopuriini.
Mahdollisuuden jälkeenKäyttämällä röntgenkristallografiamenetelmää biologisten makromolekyylien tutkimiseksi ja täydellisten röntgensäteiden saamiseksi, oli mahdollista määrittää DNA: n molekyylirakenne. Esitetty menetelmä perustuu siihen tosiseikkaan, että kiteisessä atomiryhmässä tapahtuva rinnakkaisröntgensäde muodostaa diffraktiokuvion, joka riippuu pääasiassa näiden atomien atomimassasta ja niiden sijainnista avaruudessa. Viime vuosisadan 40-luvulla esitettiin teoria DNA-molekyylin kolmiulotteisesta rakenteesta. W. Astbury osoitti, että deoksiribonukleiinihappo on pino pinottuja litteitä nukleotideja.
DNA-molekyylin primaarirakenne
Под первичной структурой нуклеиновых кислот "nukleotidisekvenssi" tarkoittaa DNA: n polynukleotidiketjua. Nukleotidit sitoutuvat toisiinsa fosfodiesterisidoksilla, jotka muodostuvat OH-ryhmän väliin yhden nukleotidin deoksiribroosin asemassa 5 ja OH-ryhmän väliin toisen pentoosin asemassa 3.
Nukleiinihappojen biologiset ominaisuudet määritetään nukleotidien kvalitatiivisella suhteella ja sekvenssillä pitkin polynukleotidiketjua.
DNA: n nukleotidikoostumus erilaisissa organismeissataksonomiset ryhmät ovat spesifisiä ja määritetään suhteella (G + C) / (A + T). Spesifisyyskertoimen avulla määritettiin DNA: n nukleotidikoostumuksen heterogeenisyysaste eri alkuperän organismeissa. Joten korkeammissa kasveissa ja eläimissä suhde (G + C) / (A + T) vaihtelee hieman ja sen arvo on suurempi kuin 1. Mikro-organismien spesifisyyskerroin vaihtelee laajalla alueella - 0,35 - 2,70. Samanaikaisesti tämän biologisen lajin somaattiset solut sisältävät saman nukleotidikoostumuksen DNA: ta, ts. Voidaan sanoa, että samojen lajien DNA-pitoisuus on identtinen HC-emäsparien pitoisuuksissa.
Nukleotidikoostumuksen heterogeenisyyden määrittäminenDNA-spesifisyyskerroin ei vielä tarjoa tietoa sen biologisista ominaisuuksista. Jälkimmäinen johtuu polynukleotidiketjun yksittäisten nukleotidialueiden erilaisesta sekvenssistä. Tämä tarkoittaa, että DNA-molekyylien geneettinen informaatio koodataan sen monomeeristen yksiköiden spesifiseen sekvenssiin.
DNA-molekyyli sisältää nukleotidiasekvenssit, jotka on suunniteltu aloittamaan ja lopettamaan DNA-synteesiprosessit (replikaatio), RNA-synteesi (transkriptio), proteiinisynteesi (translaatio). On nukleotidisekvenssejä, joiden tehtävänä on sitoa spesifisiä aktivoivia ja estäviä sääteleviä molekyylejä, sekä nukleotidisekvenssejä, joissa ei ole mitään geneettistä tietoa. On myös modifioituja alueita, jotka suojaavat molekyyliä nukleaasien vaikutukselta.
DNA-nukleotidisekvenssiongelma ennenNykyinen jännite ei ole täysin sallittu. Nukleiinihappojen nukleotidisekvenssin määrittäminen on työläs menetelmä, joka sisältää menetelmän käytön, jolla molekyylit spesifisesti nukleaasilla pilkotaan yksittäisiksi fragmenteiksi. Tähän päivään mennessä typpiemäksien täydellinen nukleotidisekvenssi on vahvistettu useimmille eri alkuperää oleville tRNA: ille.
DNA-molekyyli: sekundaarirakenne
Watson ja Crick suunnittelivat deoksiribonukleiinihapon kaksoisheeliksimallin. Tämän mallin mukaan kaksi polynukleotidiketjua ympäröivät toisiaan, ja muodostuu ominainen spiraali.
Niissä olevat typpipitoiset emäkset sijaitsevat rakenteen sisällä ja fosfodiesterisydän ulkopuolella.
DNA-molekyyli: tertiäärinen rakenne
Solun lineaarinen DNA on pitkänomainenmolekyylin suhteen, se on pakattu kompaktiin rakenteeseen ja se vie vain 1/5 solun tilavuudesta. Esimerkiksi ihmisen kromosomin DNA: n pituus saavuttaa 8 cm, ja se pakataan siten, että se mahtuu kromosomiin, jonka pituus on 5 nm. Tällainen laskostuminen on mahdollista spiraalien DNA-rakenteiden läsnäolon vuoksi. Tästä seuraa, että avaruudessa oleva kaksijuosteinen DNA-heliksi voi läpikäydä edelleen tietyn tertiäärisen rakenteen - superkelan. Superkelattu DNA-konformaatio on ominaista korkeampien organismien kromosomeille. Tällainen tertiäärinen rakenne stabilisoituu johtuen kovalenttisista sidoksista aminohappotähteillä, jotka muodostavat proteiinit, jotka muodostavat nukleoproteiinikompleksin (kromatiini). Siksi eukaryoottisolujen DNA: ta yhdistetään pääasiassa emäksisen luonteen proteiineihin - histoneihin, samoin kuin happamiin proteiineihin ja fosfoproteiineihin.
