Uma molécula de DNA é um polinucleotídeo monoméricocujas unidades são quatro desoxirribonucleotídeos (dAMP, dGMP, dCMP e dTMP). A proporção e a sequência desses nucleotídeos no DNA de diferentes organismos são diferentes. Além das bases nitrogenadas principais, o DNA contém outros desoxirribonucleotídeos com bases menores: 5-metilcitosina, 5-hidroximetilcitosina, 6-metilaminopurina.
Depois que a oportunidade surgiuusando o método da cristalografia de raios-X para estudar macromoléculas biológicas e obter padrões de difração de raios-X perfeitos, foi possível descobrir a estrutura molecular do DNA. Esse método se baseia no fato de que um feixe de raios X paralelos incidente sobre um aglomerado cristalino de átomos forma um padrão de difração, que depende principalmente da massa atômica desses átomos, de sua localização no espaço. Na década de 40 do século passado, foi apresentada uma teoria sobre a estrutura tridimensional da molécula de DNA. W. Astbury provou que o ácido desoxirribonucléico é uma pilha de nucleotídeos planos sobrepostos uns aos outros.
Estrutura primária de uma molécula de DNA
Sob a estrutura primária dos ácidos nucléicossignifica a sequência do arranjo de nucleotídeos na cadeia polinucleotídica do DNA. Os nucleotídeos se ligam entre si usando ligações fosfodiéster, que são formadas entre o grupo OH na posição 5 da desoxirribose de um nucleotídeo e o grupo OH na posição 3 da pentose de outro.
As propriedades biológicas dos ácidos nucleicos são determinadas pela razão qualitativa e pela sequência de nucleotídeos ao longo da cadeia polinucleotídica.
A composição de nucleotídeos do DNA em organismos de diferentesgrupos taxonômicos são específicos e são determinados pela razão (G + C) / (A + T). O coeficiente de especificidade foi usado para determinar o grau de heterogeneidade da composição do nucleotídeo do DNA em organismos de várias origens. Assim, em plantas e animais superiores, a razão (G + C) / (A + T) flutua insignificantemente e tem um valor maior que 1. Para microrganismos, o coeficiente de especificidade varia em uma ampla faixa - de 0,35 a 2,70. Ao mesmo tempo, as células somáticas de uma determinada espécie biológica contêm DNA da mesma composição de nucleotídeos, ou seja, podemos dizer que o conteúdo dos pares de bases GC de DNA de uma espécie são idênticos.
Determinação da heterogeneidade de nucleotídeosDe acordo com o coeficiente de especificidade, o DNA ainda não fornece informações sobre suas propriedades biológicas. Este último é devido à sequência diferente de regiões de nucleotídeos individuais na cadeia polinucleotídica. Isso significa que a informação genética nas moléculas de DNA é codificada em uma sequência específica de suas unidades monoméricas.
Molécula de DNA contém nucleotídeosequências projetadas para iniciar e encerrar os processos de síntese de DNA (replicação), síntese de RNA (transcrição) e síntese de proteínas (tradução). Existem sequências de nucleotídeos que servem para se ligar a moléculas reguladoras de ativação e inibição específicas, bem como sequências de nucleotídeos que não carregam nenhuma informação genética. Existem também regiões modificadas que protegem a molécula de nucleases.
O problema da sequência de nucleotídeos do DNA anteso tempo presente não está totalmente resolvido. A determinação da sequência de nucleotídeos de ácidos nucléicos é um procedimento trabalhoso que envolve o uso do método de digestão por nuclease específica de moléculas em fragmentos separados. Até o momento, a sequência de nucleotídeos completa de bases nitrogenadas foi estabelecida para a maioria dos tRNAs de diferentes origens.
Molécula de DNA: estrutura secundária
Watson e Crick projetaram o modelo de dupla hélice do ácido desoxirribonucléico. De acordo com esse modelo, duas cadeias polinucleotídicas se entrelaçam, formando uma espécie de espiral.
As bases nitrogenadas neles estão localizadas dentro da estrutura, e a espinha dorsal do fosfodiéster está fora.
Molécula de DNA: estrutura terciária
O DNA linear em uma célula tem a forma de ummoléculas, é embalado em uma estrutura compacta e ocupa apenas 1/5 do volume da célula. Por exemplo, o DNA de um cromossomo humano atinge 8 cm e é compactado de modo que se encaixe em um cromossomo com comprimento de 5 nm. Tal dobramento é possível devido à presença de estruturas espiralizadas de DNA. Segue-se disso que a hélice de DNA de fita dupla no espaço pode sofrer dobramento adicional em uma estrutura terciária definida - uma superespiral. A conformação superenrolada do DNA é característica dos cromossomos de organismos superiores. Essa estrutura terciária é estabilizada devido a ligações covalentes com resíduos de aminoácidos que fazem parte das proteínas que formam um complexo de nucleoproteínas (cromatina). Consequentemente, o DNA das células eucarióticas está associado a proteínas de caráter principalmente básico - histonas, bem como proteínas ácidas e fosfoproteínas.
