Нуклеїнові кислоти. Структура ДНК

Нуклеїнові кислоти – ДНК і РНК – необхідні для життя. Вони являють собою генетичний матеріал всіх живих організмів аж до найпростіших вірусів. Відкриття структури ДНК, одного з типів нуклеїнових кислот, дозволило зрозуміти, яким чином у ній кодується генетична інформація, необхідна живим організмам для регуляції життєдіяльності. Розуміння структури ДНК навело на думку про те, як ця інформація подвоюється, без чого неможливо розмноження клітин і організмів.
Нуклеїнові кислоти є довгими полімерними молекулами. Наприклад, довжина молекули ДНК може досягати декількох сантиметрів. Мономерами нуклеїнових кислот є нуклеотиди. Сахара в молекулах ДНК і РНК різняться: в ДНК – дезоксирибоза, в РНК – рибоза. Специфічність молекул ДНК і РНК визначається послідовністю азотистих основ або нуклеотидів. Азотисті основи та нуклеотиди прийнято позначати першою літерою їх назви. До складу ДНК входять чотири типи азотистих основ: А (аденін), Г (гуанін), Т (тимін), Ц (цитозин). До складу РНК – так само чотири, але замість тиміну (Т) урацил (У).
Нуклеїнові кислоти є кислотами тому, що в їх молекулах міститься дуже велика кількість залишків фосфорної кислоти. Кожен нуклеотид, що є мономером ДНК або РНК, має у своєму складі залишок фосфорної кислоти. Нуклеотиди з’єднуються один з одним у довгі полімерні молекули за допомогою фосфатних угруповань. Залишки фосфорної кислоти з’єднують між собою цукру допомогою міцної ковалентного фосфодіефірних зв’язку. Утворюється довгий нерозгалужений сахарофосфатний остов полинуклеотида, який є міцним і стабільним. Це дуже важливо, тому що в результаті зменшується ризик порушень структури в молекулах ДНК і РНК.
Структура ДНК. ДНК складається з двох довгих полінуклеотидних ланцюгів. Довжина молекули може доходити до декількох сантиметрів. Кожна ланцюг закручена в спіраль вправо. Дві ланцюга свити разом, закручені вправо навколо однієї і тієї ж осі, в результаті чого утворюється подвійна спіраль. Дві ланцюга подвійної спіралі антіпараллельни, тобто спрямовані в протилежні сторони (рис. 3.3), напрямок розташування цукрів протилежно. Кожна ланцюг складається з сахарофосфатний остова, вздовж якого перпендикулярно довгій осі розташовуються азотисті основи. Азотисті основи двох ланцюгів подвійної спіралі ДНК знаходяться строго один проти одного, перпендикулярно довгій осі. Азотисті основи двох ланцюгів пов’язані між собою слабкими водневими зв’язками. Проміжок між ланцюгами має постійний розмір. Він дорівнює відстані, займаному парою азотистих основ. Аденін завжди злучається тільки з тиміном (А – Т), а гуанін – з цитозином (Г – Ц). Послідовність нуклеотидів одного ланцюга ДНК визначає послідовність нуклеотидів іншого ланцюга. Тому кажуть, що два ланцюги подвійної спіралі ДНК комплементарні один одному. Ніяких обмежень щодо послідовності нуклеотидів в одного ланцюга ДНК не існує. На один повний оберт подвійної спіралі припадає 10 пар азотистих основ. Уздовж осі молекули сусідні пари основ розташовуються на відстані 0,34 нм одна від іншої, суворо періодично.

Питання
1. Назвіть азотисті основи, що входять до складу молекул ДНК і РНК. Яке азотна основа присутня в ДНК і відсутня в РНК?
2. Що таке нуклеотид?
3. Як пов’язані між собою нуклеотиди в складі нуклеїнових кислот?
4. Що таке сахарофосфатний остов?
5. У чому принцип комплементарності азотистих основ у молекулі ДНК? Наведіть приклади.
6. Поясніть структуру молекули ДНК.
7. Що ви знаєте про будову молекул РНК?

Посилання на основну публікацію