Советуем для ознакомления:

Разделы генетики:

Популярные разделы сайта:

Оглавление темы "ДНК. Основа наследственности. Генетический код.":
1. ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.
2. Репликация ДНК. Что такое репликация днк? Механизм репликации днк. Этапы репликации днк. Стадии репликации днк.
3. Генетический код. Свойство генетического кода. Триплет. Кодоны. Структура генетического кода. Аминокислоты. Двадцать аминокислот.
4. Триплетные коды ДНК. Кодоны. Стоп-кодоны.
5. РНК. Информационная РНК. иРНК. мРНК. Виды рнк. Отличие рнк от днк.

ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.

Уже из школьной программы биологии известно, что ген — это отрезок молекулы ДНК. Только эта макромолекула из довольно обширного спектра макромолекул, существующих в каждой клетке каждого живого организма, способна самовоспроизводиться, а значит, передавать в поколениях клеток или организмов содержащуюся в ней информацию. Способность ДНК к самовоспроизведению обусловлена особенностями ее химической структуры. Молекула ДНК построена из трех компонентов: сахара, представленного дезоксирибозой, фосфатных групп и 4 типов азотистых оснований — цитозина (Ц), тимина (Т), которые еще называют пуринами, аденина (А) и гуанина (Г). Это — пиримидины (рис. 3.1). В скобках на рис. 3.1 указано принятое сокращение 4 оснований.

В 1953 г. Уотсон и Крик опубликовали свою историческую статью о физической структуре ДНК. Согласно модели Уотсона и Крика, молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Каждая спираль обвивается вокруг другой спирали вдоль общей оси. Цепи этой спирали образуют дезоксирибоза и фосфатные группы. Через определенные промежутки к каждой цепи крепится азотистое основание, обращенное внутрь спирали". Два основания каждой цепи, расположенные на одном и том же уровне, соединяются между собой (рис. 3.2). Самое замечательное в молекуле ДНК это то, что каждое азотистое основание может соединиться (или спариваться) только с другим строго определенным и комплементарным ему основанием, а именно аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.
Рис. 3.1. Строение молекул нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты построены из единиц, которые называются нуклео-тидами. Основаниями нуклеотидов являются пиримидины (цитозин, тимин, урацил) и пурины (гуанин и аденин). Атом азота в положении 9 молекул пуринов или в положении 1 молекул пиримидинов связывается с углеродом в положении 1 молекул Сахаров (дезоксирибозы в ДНК и рибозы в РНК).

Это свойство нуклеотидов комплементарно спариваться обеспечивает основу для точного воспроизведения последовательности нуклеотидов каждой цепи ДНК, или конва-риантной редупликации (рис. 3.3). Нуклеотидные цепи ДНК полярны. Полярность определяется тем, как соединяются между собой сахара (дезоксирибозы). Фосфатная группа, присоединенная к С5 (5'-углерод) одного сахара, соединяется с гидроксильной группой в положении С3 (3'-углерод) следующего сахара с помощью фосфодиэфирной связи. В результате концевой нуклеотид на одном конце цепи имеет свободную 5'-, а на другом — свободную 3'-группу. Последовательность нуклеотидных оснований принято записывать в направлении от 5'- к 3'-концу.

ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.
Рис. 3.2. Двойная спираль ДНК. Две спиральные полинуклеотидные цепи обвиты одна вокруг другой вдоль общей оси. Пары нуклеотидных оснований (А—Т или Г—Ц) лежат внутри двойной спирали. Диаметр спирали 2 нм. Соседние пары оснований располагаются друг от друга на расстоянии 0,34 нм. Структура спирали повторяется через каждые 10 пар нуклеотидов. Две цепи, закручиваясь друг относительно друга, образуют двойную спираль, в которой имеется два желобка, или бороздки — большая (шириной около 2,2 нм) и малая (шириной около 1,2 нм). Такая структура характерна для так называемой В-формы ДНК. В В-форме двойная спираль правосторонняя, и повороты следуют по часовой стрелке. ДНК может существовать еще и в других формах.

Две нити ДНК антипараллельны друг другу, так как идут в противоположных направлениях и 5'-концу одной цепи соответствует 3'-конец другой цепи и наоборот.

ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.
Рис. 3.3. Комплементарность оснований. В двойной спирали ДНК пурины (аденин, гуанин) всегда соединяются с пи-римидинами (тимин и цитозин). Между цитозином и гуанином образуется три водородные связи, а между тимином и аденином — две. поэтому иным способом основания соединиться просто не могут

Модель ДНК Уотсона и Крика объяснила к тому времени хорошо известное правило английского биохимика Чаргаффа, согласно которому в любой молекуле ДНК количество пуринов строго соответствует количеству пиримидинов.

ДНК. Основа наследственности. Молекулярные основы наследственности. Азотистые основания ДНК. Открытие ДНК.
Рис. 3.4. Состав нуклеотидов ДНК. Нуклеотиды ДНК состоят из основания (аденин, гуанин, цитозин и тимин), сахара (дезоксирибоза) и фосфатных остатков. Основание соединяется с углеродом в первом положении дезоксирибозы, а фосфатный остаток с углеродом в четвертом положении дезоксирибозы

Элементарной единицей ДНК является нуклеотид, в состав которого входит одна дезоксирибоза, одна фосфатная группа и одно азотистое основание. Дезоксирибоза и фосфатная группа в каждой цепи ДНК связаны между собой сильной фосфоди-эфирной связью, а азотистые основания — слабой водородной связью. Энергетически значительно проще разорвать связь между азотистыми основаниями, чем между фосфатными остатками и дезоксирибозой в цепях ДНК (рис. 3.4).

- Читать далее "Репликация ДНК. Что такое репликация днк? Механизм репликации днк. Этапы репликации днк. Стадии репликации днк."