Molekula DNA je polinukleotid, monomernačije su jedinice četiri deoksiribonukleotida (dAMP, dGMP, dCMP i dTMP). Omjer i redoslijed ovih nukleotida u DNK različitih organizama su različiti. Pored glavnih dušičnih baza, DNA sadrži i druge deoksiribonukleotide s manjim bazama: 5-metilcitozin, 5-hidroksimetilcitozin, 6-metilaminopurin.
Nakon prilikekorištenjem metode rendgenske kristalografije za proučavanje bioloških makromolekula i dobivanje savršenih rendgenskih zraka, bilo je moguće odrediti molekularnu strukturu DNK. Navedena metoda temelji se na činjenici da snop paralelnih rendgenskih zraka koji padaju na kristalni skup atoma formira difrakcijski obrazac, koji uglavnom ovisi o atomskoj masi tih atoma i njihovom smještaju u prostoru. U 40-ima prošlog stoljeća iznesena je teorija o trodimenzionalnoj strukturi molekule DNA. W. Astbury je dokazao da je deoksiribonukleinska kiselina gomila ravnih nukleotida koji su jedan na drugi.
Primarna struktura molekule DNA
Pod primarnom strukturom nukleinskih kiselinaznači sekvence nukleotida u polinukleotidnom lancu DNA. Nukleotidi se vežu jedni s drugima pomoću fosfodiesterskih veza, koje se formiraju između OH grupe na položaju 5 deoksiriboze jednog nukleotida i OH skupine na položaju 3 pentoze drugog.
Biološka svojstva nukleinskih kiselina određena su kvalitativnim omjerom i redoslijedom nukleotida duž polinukleotidnog lanca.
Nukleotidni sastav DNA u organizmima različitihtaksonomske skupine su specifične i određuju se omjerom (G + C) / (A + T). Korištenjem koeficijenta specifičnosti utvrđen je stupanj heterogenosti nukleotidnog sastava DNA u organizmima različitog porijekla. Dakle, u višim biljkama i životinjama omjer (G + C) / (A + T) lagano varira i ima vrijednost veću od 1. Za mikroorganizme koeficijent specifičnosti varira u širokom rasponu - od 0,35 do 2,70. Istovremeno, somatske stanice ove biološke vrste sadrže DNK istog nukleotidnog sastava, tj. Može se reći da je sadržaj DNK iste vrste identičan u sadržaju HC parova baza.
Određivanje heterogenosti nukleotidnog sastavaKoeficijent specifičnosti DNK još ne daje podatke o njegovim biološkim svojstvima. Do potonjeg dolazi zbog različitog slijeda pojedinih nukleotidnih regija u polinukleotidnom lancu. To znači da su genetske informacije u molekuli DNK kodirane u određenom slijedu njegovih monomernih jedinica.
Molekula DNA sadrži nukleotidsekvence dizajnirane za pokretanje i završavanje procesa sinteze DNA (replikacija), RNA sinteza (transkripcija), sinteza proteina (prijevod). Postoje nukleotidni nizovi koji služe za vezanje specifičnih aktivirajućih i inhibicijskih regulatornih molekula, kao i nukleotidni niz koji ne nose nikakve genetske informacije. Postoje također modificirane regije koje štite molekulu od djelovanja nukleusa.
Problem s nukleotidnom sekvencom DNA prijesadašnja napetost nije u potpunosti dopuštena. Utvrđivanje nukleotidne sekvence nukleinskih kiselina dugotrajan je postupak koji uključuje uporabu metode specifičnog cijepanja molekula nukleusa u pojedine fragmente. Do danas je uspostavljen kompletan nukleotidni niz dušičnih baza za većinu tRNA različitih podrijetla.
Molekula DNA: sekundarna struktura
Watson i Crick dizajnirali su model dvostruke spirale deoksiribonukleinske kiseline. Prema ovom modelu, dva polinukleotidna lanca okružuju se jedan i drugi, te se formira osebujna spirala.
Dušične baze u njima nalaze se unutar strukture, a jezgra fosfodiestera izvana.
Molekula DNA: tercijarna struktura
Linearna DNK u stanici je izduženaMolekul, upakiran je u kompaktnu strukturu i zauzima samo 1/5 volumena stanice. Na primjer, duljina DNK ljudskog kromosoma doseže 8 cm, a pakira se tako da stane na kromosom duljine 5 nm. Takvo je savijanje moguće zbog prisutnosti spiralnih struktura DNA. Iz toga proizlazi da dvolančana DNA spirala u svemiru može proći dalje savijanje u određenu tercijarnu strukturu - super-zavojnicu. Prekrivena konformacija DNA karakteristična je za kromosome viših organizama. Takva tercijarna struktura stabilizirana je zbog kovalentnih veza s aminokiselinskim ostacima koji čine proteine koji tvore nukleoproteinski kompleks (kromatin). Stoga je DNK eukariotskih stanica povezan s proteinima uglavnom bazične prirode - histoni, kao i kiselim proteinima i fosfoproteinima.
