Что такое ДНК и РНК
Биологические науки, изучающие принципы хранения, реализации и передачи генетической информации, структуру и функции нерегулярных биополимеров относятся к молекулярной биологии.
Биополимеры, высокомолекулярные органические соединения, которые образовались из остатков нуклеотидов, являются нуклеиновыми кислотами. Они хранят информацию о живом организме, определяют его развитие, рост, наследственность. Эти кислоты участвуют в биосинтезе белка.
Различают два вида нуклеиновых кислот, содержащихся в природе:
- ДНК — дезоксирибонуклеиновая;
- РНК — рибонуклеиновая.
О том, что такое ДНК, миру было поведано в 1868 году, когда ее открыли в клеточных ядрах лейкоцитов и сперматозоидов лосося. Позже они были обнаружены во всех животных и растительных клетках, а также в бактериях, вирусах и грибах. В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик в результате рентгено-структурного анализа выстроили модель, состоящую из двух полимерных цепей, которые закручены спиралью одна вокруг другой. В 1962 году эти ученые были удостоены Нобелевской премии за свое открытие.
Функции ДНК
Ученые выделяют такие функции ДНК в клетке:
- Сохранение наследственной информации. В ДНК хранится код белков, которые определяют функции, строение и свойства всех клеток.
- Передача генетической информации. В момент деления клеток спираль ДНК раскручивается и на каждую нить достраивается по принципу комплементарности вторая нить, предназначенная для новой клетки.
- Синтез молекул РНК. ДНК передает генетическую информацию в цитоплазму, где осуществляется синтез белка при помощи РНК. Сама молекула РНК образуется на молекуле ДНК по принципу комплементарности. Этот процесс называется транскрипцией. В процессе транскрипции появляются три разных вида РНК: рибосомальная, транспортная, информационная.
Как и для чего делают ДНК тест?
Так как ДНК содержится в каждой клетке нашего тела, изучая генетический материал – кровь, кожу, волосы, слюну и т.п. – с помощью принципов микробиологии – ученые могут узнать владельца конкретной ДНК. Однако для получения точных результатов специалисты советуют сдать кровь из вены. Сегодня анализ ДНК позволяет определить наследственную предрасположенность к разным заболеваниям, которыми страдали или страдают родственники человека. Одним из таких заболеваний является шизофрения – в своей предыдущей статье я подробно рассказывала о том, почему эту болезнь так сложно лечить и изучать.
Более того, проанализировав ДНК специалисты могут рассказать о том, какие заболевания могут возникнуть у человека в будущем, определить индивидуальную непереносимость лекарств, склонность к наркомании и алкоголизму и многое другое.
ДНК есть у всех живых организмов.
Наиболее распространенным тестом ДНК является метод полимеразной цепной реакции или ПЦР. На сегодняшний день это один из новейших и наиболее точных способов диагностики. Несмотря на то, что этот метод до сих пор считается экспериментальным, он широко и успешно применяется в медицине. Так, большинство тестов на наличие/отсутствие в организме нового коронавируса SARS-CoV-2, которые проводятся во всем мире, являются именно ПЦР-тесты. Метод ПЦР в 1993 году разработал ученый Кэри Муллис, который получил за свое открытие Нобелевскую премию. Суть метода заключается в применении особых ферментов, которые много раз копируют фрагменты ДНК возбудителей болезни (как, например, с коронавирусом) которые можно обнаружить в пробах генетического материала, например в крови. Затем специалисты сверяют полученные фрагменты с базой данной, что позволяет выявить тип возбудителя болезни и его количество в организме.
Так выглядит амплификатор
Однако выявление и определение склонности к заболеваниям не является единственной областью, в которой прибегают к использованию тестов ДНК. Так, появление ДНК-тестов – как в свое время дактилоскопия (метод определения отпечатков пальцев) – изменило криминалистику. Благодаря анализу ДНК следователи имеют возможность собрать генетический материал преступника и поймать его. Но самое популярное использование ДНК-тестов – определение отцовства. Возможно дело в том, что этот анализ позволяет получить практически 100% результат. Недавно мой коллега Николай Хижняк в своей статье подробно рассказал о будущих возможностях исследования ДНК, рекомендую к прочтению.
Подводя черту отмечу, что сегодня загадка кода ДНК еще не раскрыта. Мы стоим в самом начале познания, что же это такое на самом деле? Приоткрыв небольшую щелочку двери мы можем только догадываться о том, какие перспективы в будущем для человека может открыть понимание что такое ДНК и как мы можем использовать эти знания!
Молекула ДНК – что нужно знать?
ДНК в каждой клетке человека содержит один и тот же код, но у каждого человека он свой. Это уникальный код ДНК, по которому можно идентифицировать самого человека и его детей. Мы получаем свой код ДНК от наших биологических родителей в равных количествах – по 25% от каждого из родителей. Остальные 50% это наш личный код. Поэтому у родных братьев и сестер ДНК совпадают на 50%, что помогает при помощи теста легко это определить.
Напомню, что в клетке человека содержится 46 хромосом. Если попробовать размотать каждую хромосому и расположить ее от начала к концу, то в результате получится длинная двухцепочечная спираль ДНК длиной около 3 метров – и все это из одной микроскопической человеческой клетки. Спираль ДНК выглядит как винтовая лестница. «Ступени» состоят из четырех нуклеотидов: А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин). Расположение этих молекул называется последовательностью ДНК, которая определяет все индивидуальные характеристики организма. Это генетический код в котором записано, когда, сколько и каких белков будет произведено в нашем теле – начиная от формирования в виде эмбриона до самой смерти. По сути, это инструкции, которые определяют наши физические характеристики и функции организма. Эти инструкции содержатся в единицах, называемых генами.
Структура ДНК
Это самые крупные биологические молекулы. Их размер составляет от одной четверти у бактерий до сорока миллиметров в ДНК человека, что гораздо больше максимального размера белка. Они состоят из четырех мономеров, структурных компонентов нуклеиновых кислот — нуклеотидов, в которые входит азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и дезоксирибоза.
Азотистые основания имеют двойное кольцо из углерода и азота— пурины, и одно кольцо — пиримидины.
Пуринами являются аденин и гуанин, а пиримидинами — тимин и цитозин. Они обозначаются заглавными латинскими буквами: A, G, T, C; а в русской литературе — на кириллице: А, Г, Т, Ц. При помощи химической водородной связи они соединяются друг с другом, в результате чего появляются нуклеиновые кислоты.
Во Вселенной именно спираль является наиболее распространенной формой. Так и структура ДНК молекулы тоже имеет ее. Полинуклеотидная цепочка закручена наподобие винтовой лестницы.
Цепи в молекуле направлены противоположно друг от друга. Получается, если в одной цепи от 3′-конца к 5′, то в другой цепи ориентация будет наоборот от 5′-конца к 3′.
Из чего состоит ДНК?
ДНК является крупнейшей из биологических молекул и представляет собой четыре нуклеотида, состоящих из остатка фосфорной кислоты. В структурном отношении кислота достаточно сложная. Ее нуклеотиды соединяются между собой длинными цепями, которые объединяются попарно во вторичные структуры – двойные спирали.
ДНК имеет свойство повреждаться радиацией или различными окисляющими веществами, в силу чего в молекуле происходит процесс мутации. Функционирование кислоты напрямую зависит от ее взаимодействия с еще одной молекулой – белками. Вступая с ними во взаимосвязь в клетке, она образует вещество хроматин, внутри которого осуществляется реализация информации.
Чем ДНК отличается от РНК?
По своему химическому составу кислоты очень схожи друг с другом. Обе относятся к линейным полимерам и являют собой N-гликозид, созданный из остатков пятеуглеродного сахара. Разница между ними в том, что сахарный остаток РНК – это рибоза, моносахарид из группы пентоз, легко растворяющийся в воде. Сахарный остаток ДНК – это дезоксирибоза, или производная рибозы, имеющая несколько иную структуру.
В отличие от рибозы, формирующей кольцо из 4 атомов углерода и 1 атома кислорода, в дезоксирибозе второй атом углерода замещается водородом. Еще одно отличие между ДНК и РНК заключается в их размерах – первая молекула более крупная. Кроме этого, среди четырех нуклеотидов, входящих в ДНК, один представляет собой азотистое основание под названием тимин, тогда как в РНК вместо тимина присутствует его разновидность – урацил.
Что такое ДНК простыми словами?
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота — это уровень организации живой природы. В каждом растении, животном и человеке имеются три вида макромолекул: ДНК, РНК и белки. В ДНК хранится вся генетическая информация и информация о строении двух других макромолекул. Роль ДНК в передаче наследственной информации можно сравнить с ролью чертежа или кода, на котором базируются основные данные об организме. Данная макромолекула определяет генетический набор признаков, изменчивость и развитие организма.
Открытие дезоксирибонуклеиновых кислот
Открытие дезоксирибонуклеиновых кислот Уотсоном и Криком датируется 1953 годом. Эти ученые, исследуя, что такое ДНК, предложили структуру молекулы в виде двойной спирали. Их гипотеза была позднее подтверждена, а самим ученым вручили в 1962 году Нобелевскую премию по медицине. Эти исследования и открытия стали возможны благодаря работам других ученых, трудившихся ранее над этой проблемой.
Первые исследования в этой области принадлежат Иоганну Мишеру, выделившему в 1869 году ДНК как отдельную структуру. Изначально ДНК получило название нуклеиновая кислота. Структура ДНК считалась слишком простой, чтобы хранить генетическую информацию, и ей приписали свойство хранения запасов фосфора в организме. Дальнейшие исследования ученых разных стран привели к мысли о сложнейшей структуре ДНК и о ее главной роли в передаче наследственной информации. Современные изыскания ведутся по пути исследования точного состава ДНК, ее структуры, возможности изменений и мутаций.
Строение дезоксирибонуклеиновой кислоты
Структура дезоксирибонуклеиновой кислоты настолько сложна, что ученые до сих пор продолжают изучать, что такое ДНК, и делать открытия в этой области. ДНК — это макромолекула, состоящая из нуклеотидов, объединенных в полинуклеотидные цепочки. Эти цепи соединяются с помощью водородных связей попарно и закручиваются по спирали, зачастую вправо. Кроме некоторых вирусов, ДНК всех живых организмов имеют двуспиральную структуру.
Каждая цепочка ДНК представляет собой чередование сахаров и фосфатов. Для ДНК характерен ряд оснований:
- гуанин;
- тимин;
- цитозин;
- аденин.
Виды нуклеотидов, находящиеся на одной цепи, объединяются с конкретными основаниями на другой цепи. Такие связи оснований называют комплементарными и подразумевают точное отражение информации одной цепи в другой.
Типы нуклеотидов ДНК и РНК
Молекула нуклеотидов в ДНК и РНК состоит из таких частей:
- азотистое основание (тимин, гуанин, цитозин и аденин);
- фосфорная кислота;
- пятиуглеродный сахар.
Нуклеотидный сахар состоит из пяти углеродных атомов, образуя пентозу. Вид пентозы, из которого состоит нуклеотид, определяет вид нуклеиновой кислоты:
- Рибонуклеиновая кислота — РНК, если пентоза состоит из рибозы.
- Дезоксирибонуклеиновая кислота. Каждый нуклеотид дезоксирибонуклеиновой кислоты ДНК обязательно содержит дезоксирибозу. В отличие от рибозы дезоксирибоза содержит на один атом кислорода меньше.
Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?
Чтобы образовалась цепь ДНК из нуклеотидов, необходима реакция конденсации. В процессе этой реакции углерод остатка сахара одного нуклеотида и остаток фосфорной кислоты другого вступают в сложную связь, образуя неразветвленные полинуклеотидные цепочки. Структура ДНК состоит из ряда таких нуклеотидных цепей. Между нуклеотидами образуются прочные фосфодиэфирные мостики, уменьшающие риск появления проблем в структуре нуклеотидов.
Функции РНК
В основе функций рибонуклеиновой кислоты лежат три различных вида РНК.
Информационная передает генетическую информацию от ДНК в цитоплазму ядра. Ее еще называют матричной. Это незамкнутая цепь, синтезирующаяся в ядре при помощи фермента РНК-полимеразы. Несмотря на то что в молекуле ее процентное содержание чрезвычайно низкое ( от трех до пяти процентов клетки), на ней лежит важнейшая функция — являться матрицей для синтеза белков, информируя об их структуре с молекул ДНК. Один белок кодируется одной специфичной ДНК, поэтому их числовое значение равное.
Рибосомная в основном состоит из цитоплазматических гранул — рибосом. Р-РНК синтезируются в ядре. На их долю приходится примерно восемьдесят процентов всей клетки. Этот вид обладает сложной структурой, образовывая петли на комплементарных частях, что ведет к молекулярной самоорганизации в сложное тело. Среди них имеются три типа у прокариот, и четыре — у эукариот.
Транспортная действует в роли «адаптера», выстраивая в соответствующем порядке аминокислоты полипептидной цепи. В среднем, она состоит из восьмидесяти нуклеотидов. В клетке их содержится, как правило, почти пятнадцать процентов. Она предназначена переносить аминокислоты туда, где белок синтезируется. В клетке насчитывается от двадцати до шестидесяти типов транспортной РНК. У них всех — сходная организация в пространстве. Они приобретают структуру, которую называют клеверным листом.
Повреждение ДНК
Изучая, что такое соединение ДНК, ученые пришли к выводу, что молекула ДНК имеет сложнейшую химическую структуру, в которой постоянно происходят химические процессы. В результате этих процессов и внешних влияний в макроклетке могут возникать повреждения. Количество таких повреждений может достигать ежедневно нескольких тысяч событий. Повреждения делятся на такие виды:
- Одноцепочные — самые распространенные.
- Двуцепочные — повреждение двух цепей ДНК, что усложняет восстановительные процессы и может стать причиной гибели клетки.
- Окислительные повреждения, причиной которых является избыток форм азота или кислорода.
- Депуринизация — возникновение участка в цепи ДНК без азотистых оснований.
- Дезаминирование — превращение цитозина в урацил.
- Депиримидинизация — превращение цитозина в тимин.
Повреждение ДНК и репарация
Молекула ДНК имеет две цепи, идентичные друг другу. При повреждении части одной цепи включается процесс репарации, в ходе которого происходит считывание и копирование части целой цепи. Повреждение ДНК и их репарация происходят ежедневно в каждой живой клетке. Репарация позволяет восстанавливать функциональность клетки и поддерживать обменные процессы.
В некоторых случаях репарационные процессы оказываются неэффективны. Речь идет о таких ситуациях:
- двуцепочные повреждения, когда отсутствует возможность считывания рабочего участка цепи;
- повреждения обширных участков;
- постоянное влияние негативных внешних факторов, не позволяющих завершить восстановление.
Некоторые репарационные процессы могут приводить к появлению следующих ошибок. Иногда репарационные процессы являются источником появления мутаций, передающихся следующим поколениям, что потенциально является источником онкозаболеваний. Неисправленные повреждения ДНК могут запускать программу апоптоза — гибели клетки. Накопившиеся повреждения ДНК приводят к заболеваниям и процессу старения организма.
Повреждение ДНК и мутации
Стойкое изменение генотипа, произошедшее в результате каких-то причин, называют мутацией. Процесс, приводящий к появлению мутаций, называют мутагенезом, а организм с измененными клетками называют мутантом. В ДНК человека мутации связаны с нарушениями в цепи стандартных пар оснований. Чтобы устранить последствия повреждений клетки, включаются репарационные механизмы. Поврежденные участки могут удаляться и заменяться правильными. Если репарационные механизмы не справляются с повреждением, это приводит к мутированию других генов и образованию заболеваний.
Мутации могут возникать на этапе передачи генетической информации от родителя ребенку. Многие виды мутаций являются безвредными и не заметными. Ученые утверждают, что на каждое поколение клеток приходится до 200 важных мутаций, которые нам не заметны. Если же мутационные изменения нарушают работу клетки, это приводит к возникновению серьезного заболевания или смерти организма.
Дезоксирибонуклеиновая кислота
Что такое ДНК? Это нуклеиновая кислота, которая содержит генотип индивида и передает информацию по наследству, самовоспроизводясь. Поскольку эти молекулы являются очень большими, имеется огромное количество возможных последовательностей из нуклеотидов. Поэтому число различных молекул является фактически бесконечным.
Кроме РНК-содержащих вирусов, дезоксирибонуклеиновая кислота содержится во всех организмах. Функции ДНК заключаются в переносе шаблона химических соединений и аминокислот, использующихся для строения белка. Направляя их производство, ДНК обеспечивает последовательность необходимых аминокислот.
Основные характеристики гена
В настоящее время в молекулярной биологии установлено, что гены — это участки ДНК, несущие какую-либо целостную информацию — о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК. Эти и другие функциональные молекулы определяют развитие, рост и функционирование организма.
В то же время каждый ген характеризуется рядом специфических регуляторных последовательностей ДНК (англ.)русск., таких как промоторы, которые принимают непосредственное участие в регулировании проявления гена. Регуляторные последовательности могут находиться как в непосредственной близости от открытой рамки считывания, кодирующей белок, или начала последовательности РНК, как в случае с промоторами (так называемые cis-регуляторные элементы, англ. cis-regulatory elements), так и на расстоянии многих миллионов пар оснований (нуклеотидов), как в случае с энхансерами, инсуляторами и супрессорами (иногда классифицируемые как trans-регуляторные элементы, англ. trans-regulatory elements). Таким образом, понятие гена не ограничено только кодирующим участком ДНК, а представляет собой более широкую концепцию, включающую в себя и регуляторные последовательности.
Изначально термин «ген» появился как теоретическая единица передачи дискретной наследственной информации. История биологии помнит споры о том, какие молекулы могут являться носителями наследственной информации. Большинство исследователей считали, что такими носителями могут быть только белки, так как их строение (20 аминокислот) позволяет создать больше вариантов, чем строение ДНК, которое составлено всего из четырёх видов нуклеотидов. Позже было экспериментально доказано, что именно ДНК включает в себя наследственную информацию, что было выражено в виде центральной догмы молекулярной биологии.
Гены могут подвергаться мутациям — случайным или целенаправленным изменениям последовательности нуклеотидов в цепи ДНК. Мутации могут приводить к изменению последовательности, а следовательно изменению биологических характеристик белка или РНК, которые, в свою очередь, могут иметь результатом общее или локальное изменённое или анормальное функционирование организма. Такие мутации в ряде случаев являются патогенными, так как их результатом является заболевание, или летальными на эмбриональном уровне. Однако далеко не все изменения последовательности нуклеотидов приводят к изменению структуры белка (благодаря эффекту вырожденности генетического кода) или к существенному изменению последовательности и не являются патогенными. В частности, геном человека характеризуется однонуклеотидными полиморфизмами и вариациями числа копий (англ. copy number variations), такими как делеции и дупликации, которые составляют около 1 % всей нуклеотидной последовательности человека.
Однонуклеотидные полиморфизмы, в частности, определяют различные аллели одного гена.
Мономеры, составляющие каждую из цепей ДНК, представляют собой сложные органические соединения, включающие в себя азотистые основания: аденин (А), тимин (Т), цитозин (Ц), гуанин (Г), пятиатомный сахар (пентозу) — дезоксирибозу, по имени которой и получила название сама ДНК, — а также остаток фосфорной кислоты. Эти соединения носят название нуклеотидов.
Что такое РНК?
РНК – это рибонуклеиновая кислота, содержащая в себе азотистые основания и остатки фосфорных кислот.
Существует гипотеза, что она является первой молекулой, получившей способность к самовоспроизводству еще в эпоху формирования нашей планеты – в добиологических системах. РНК и сегодня входит в геномы отдельных вирусов, выполняя в них ту роль, которую у высших существ играет ДНК.
Рибонуклеиновая кислота состоит из 4-х нуклеотидов, но вместо двойной спирали, как в ДНК, ее цепочки соединяются одинарной кривой. В нуклеотидах содержится рибоза, принимающая активное участие в обмене веществ. В зависимости от способности кодировать белок РНК делятся на матричную и некодирующие.
Первая выступает своего рода посредником в передаче закодированной информации рибосомам. Вторые не могут кодировать белки, но обладают другими возможностями – трансляцией и лигированием молекул.
Кто открыл
Первое открытие структуры ДНК приписывают английским биологам Джеймсу Уотсону и Френсису Крику, которые в 1953 году раскрыли особенности строения молекулы. Нашел же ее в 1869 году швейцарский врач Фридрих Мишер. Он изучал химический состав животных клеток с помощью лейкоцитов, которые массово скапливаются в гнойных поражениях.
Мишер занимался изучением способов отмывания лейкоцитов, выделял белки, когда обнаружил, что кроме них есть что-то еще. На дне посуды во время обработки образовался осадок из хлопьев. Изучив эти отложения под микроскопом, молодой врач обнаружил ядра, которые оставались после обработки соляной кислотой. Там содержалось соединение, которое Фридрих назвал нуклеином (от лат. nucleus — ядро).
Структура двойной спирали ДНК
Предпочтительное направление изгиба ДНК определяется стабильностью укладки каждого основания поверх следующего. Если на одной стороне спирали ДНК всегда находятся неустойчивые этапы штабелирования основы, то ДНК предпочтительно будет отгибаться от этого направления. Соединение двух цепей ДНК в спираль осуществляют молекулы, зависящие от этого направления. По мере увеличения угла изгиба они играют роль стерических препятствий, проявляя способность прокатывать остатки по отношению друг к другу, особенно в малой канавке. Отложения A и T будут предпочтительно встречаться в небольших канавках внутри изгибов. Этот эффект особенно проявляется в связывании ДНК-белка, когда индуцируется жесткий изгиб ДНК, например, в нуклеосомных частицах.
Молекулы ДНК с исключительным изгибом могут стать изгибающимися. Это было впервые обнаружено в ДНК трипаносоматида кинетопласта. Типичные последовательности, которые вызывают это, содержат отрезки 4-6 T и A, разделенные по принципу G и C, которые содержат остатки A и T в фазе с малой канавкой на одной стороне молекулы.
Внутренняя изогнутая структура индуцируется «прокруткой винта» пар оснований друг относительно друга, что позволяет создавать необычные бифурцированные водородные связи между базовыми ступенями. При более высоких температурах эта структура денатурирована, и поэтому собственный изгиб теряется.
Вся ДНК, которая изгибается анизотропно, имеет, в среднем, более длительный упор и большую осевую жесткость. Эта повышенная жесткость необходима для предотвращения случайного изгиба, который заставит молекулу действовать изотропно.
Кольцевание ДНК зависит как от осевой (изгибной) жесткости, так и от крутильной (вращательной) жесткости молекулы. Чтобы молекула ДНК успешно циркулировала, она должна быть достаточно длинной, чтобы легко сгибаться в полный круг и иметь правильное количество оснований, чтобы концы находились в правильном вращении, дабы обеспечить возможность склеивания спиралей. Оптимальная длина для циркулирования ДНК составляет около 400 пар оснований (136 нм). Наличие нечетного числа поворотов представляет собой значительный энергетический барьер для кругооборотов, например, молекула пары 10,4 х 30 = 312 будет циркулировать в сотни раз быстрее, чем 10,4 х 30,5 ≈ 317-молекулы.
Вам будет интересно:Командор — это: значение слова и синонимы
Что такое ДНК?
ДНК расшифровывается как дезоксирибонуклеиновая кислота. Она представляет собой одну из трех макромолекул клетки (две другие – белки и рибонуклеиновая кислота), которая обеспечивает сохранение и передачу генетического кода развития и деятельности организмов. Простыми словами, ДНК – носитель генетической информации. В ее составе содержится генотип индивида, который обладает способностью к самовоспроизводству и передает информацию по наследству.
Как химическое вещество кислота была выделена из клеток еще в 1860-х годах, однако вплоть до середины XX столетия никто и не предполагал, что она способна хранить и передавать информацию.
Долгое время считалось, что эти функции выполняют белки, однако в 1953 году группа биологов сумела значительно расширить понимание сути молекулы и доказать первостепенную роль ДНК в сохранении и передаче генотипа. Находка стала открытием века, а ученые получили за свою работу Нобелевскую премию.
Структура ДНК
Ранее ученые представляли, что модель строения ДНК периодическая, где повторяются одинаковые группы нуклеотидов (комбинаций молекул фосфата и сахара). Определенная комбинация последовательности нуклеотидов предоставляет возможность «кодировать» информацию. Благодаря исследованиям выяснилось, что у разных организмов структура различается.
Особенно известны в изучении вопроса, что такое ДНК американские ученые Александер Рич, Дэйвид Дэйвис и Гэри Фелзенфелд. Они в 1957 году представили описание нуклеиновой кислоты из трех спиралей. Спустя 28 лет, ученый Максим Давидович Франк-Каменицкий продемонстрировал, как дезоксирибонуклеиновая кислота, которая состоит из двух спиралей, складывается Н-образной формой из 3 нитей.
Структура у дезоксирибонуклеиновой кислоты двухцепочечная. В ней нуклеотиды попарно соединены в длинные полинуклеотидные цепи. Эти цепочки при помощи водородных связей делают возможным образование двойной спирали. Исключение – вирусы, у которых одноцепочечный геном. Существуют линейные ДНК (некоторые вирусы, бактерии) и кольцевые (митохондрии, хлоропласты).
Гены ДНК
Молекула несет в себе всю важную информацию о нуклеотидах, определяет расположение аминокислот в белках. ДНК человека и всех других организмов хранит сведения о его свойствах, передавая их потомкам.
Частью ее является ген — группа нуклеотидов, которая кодирует информацию о белке. Совокупность генов клетки образует ее генотип или геном.
Гены расположены на определенном участке ДНК. Они состоят из определенного числа нуклеотидов, которые расположены в последовательной комбинации. Имеется в виду то, что ген не может поменять свое место в молекуле, и он имеет совершенно конкретное число нуклеотидов. Их последовательность уникальна. Например, для получения адреналина используется один порядок, а для инсулина — другой.
Кроме генов, в ДНК располагаются некодирующие последовательности. Они регулируют работу генов, помогают хромосомам и отмечают начало и конец гена. Но сегодня остается неизвестной роль большинства из них.
