DNA-molekylen: nivåerna av strukturell organisation

DNA-molekyl - en polynukleotid monomerenheter, vilka är fyra deoxiribonukleotid (dAMF, dGMP, dCMP och dTMP). Förhållandet av sekvensen av dessa nukleotider i DNA av olika organismer är distinkta. Förutom de huvudsakliga kvävehaltiga baser i DNA innehåller även andra mindre baser deoxiribonukleotider med 5-metylcytosin, 5-oksimetiltsitozin, 6-methylaminopurine.

Gång det fanns en möjlighet att använda metoden för röntgenkristallografi för att studera biologiska makromolekyler och erhålla perfekta röntgen, var det möjligt att ta reda på den molekylära strukturen av DNA. Nämnda metod är baserad på det faktum att en stråle av parallella röntgenstrålar faller in på en kristallin klusteratomer, bildar ett diffraktionsmönster, som huvudsakligen beror på den atomvikt av atomerna, och deras läge i rymden. På 40-talet av förra århundradet, har teorin om tredimensionella strukturen av DNA-molekylen förts fram. U. Astbury visat att deoxiribonukleinsyra är en stapel av överlagrade plana nukleotider.

Den primära strukturen av DNA-molekylen

Under primärstrukturen av nukleinsyror, menas en sekvens av nukleotider i polynukleotiden arrangemanget DNA-kedjan. Nukleotider är sammanlänkade genom fosfodiesterbindningar, som bildas mellan OH-gruppen vid 5 positionen av en nukleotid och deoxiribos OH-gruppen i position 3 av en annan pentos.

De biologiska egenskaperna hos nukleinsyran förhållandet bestäms av den kvalitativa och längs nukleotidsekvensen av polynukleotidkedjan.

Nukleotidsammansättningen av DNA från organismer av olika taxonomiska grupper är specifik och bestäms av förhållandet (G + C) / (A + T). Med användning av faktor specificitet bestämdes genom graden av heterogenitet av nukleotiden sammansättningen av DNA från organismer med olika ursprung. Sålunda, i högre växter och djur förhållandet (G + C) / (A + T) varierar något och har ett värde större än 1. För mikroorganismer specificitet koefficienten varierar kraftigt - 0,35-2,70. Emellertid, somatiska celler av en art av DNA innehåller samma nukleotidsammansättning, dvs.. E. Vi kan säga att innehållet av GC baspar av DNA från en art är identiska.

Bestämning av heterogenitet av nukleotiden sammansättningen av DNA vid en hastighet av specificitet ger inte information om dess biologiska egenskaper. Nyligen, på grund av den olika specifik nukleotidsekvens i en polynukleotid kedjedelarna. Detta innebär att den genetiska informationen som kodas i DNA-molekyler i en specifik sekvens av sina monomerenheter.

En DNA-molekyl innefattande nukleotidsekvenser som är avsedda för initiering och avslutning av processer för syntes av DNA (replikation) av RNA-syntes (transkription) proteinsyntes (translation). Det finns nukleotidsekvenser som tjänar till att binda specifikt aktiverande och hämmande reglerande molekyler, liksom nukleotidsekvenser som inte bär någon genetisk information. Det finns också ändrat fältet som skyddar molekyler från nukleaser.

Problemet med nukleotidsekvenserna av DNA har ännu inte helt löst. Bestämning av nukleotidsekvenserna för nukleinsyror är tidskrävande procedur, som tillhandahåller användning av nukleas-klyvningsmetodspecifika molekyler på separata fragment. Hittills den fullständiga nukleotidsekvensen av kvävebaser fastställts för de flesta tRNA olika ursprung.

DNA-molekylen: sekundär struktur

Watson och Crick har utformat en modell av dubbelspiral av deoxiribonukleinsyra. Enligt denna modell, de två polynukleotidkedjor fläta ihop varandra, varigenom bildas ett slags spiral.

Kvävebaser de ligger inne i strukturen, och en fosfodiesterryggrad - utanför.

DNA-molekylen: tertiär struktur

Det linjära DNA i cellen har formen av en långsträckt molekyl, den är förpackad i en kompakt struktur och upptar endast 1/5 av cellvolymen. Till exempel, är DNA av human kromosom längd 8 cm, och förpackas så att passar in i en kromosom med en längd av 5 nm. Sådan stapling är möjlig på grund av närvaron av de spiralformade DNA-strukturer. Härav följer att den dubbelsträngade DNA-helixen i rymden kan ytterligare stapling en specifik tertiär struktur - superhelix. Tvinnad konformationen av DNA karakteristisk för kromosomerna hos högre organismer. Sådan tertiär struktur stabiliserad genom kovalenta bindningar till aminosyrarester som utgör de proteiner som bildar nukleoproteinet komplexet (kromatin). Därför, DNA av eukaryota celler är associerade med proteiner huvudsakligen basisk karaktär - histoner, såväl som sura proteiner och fosfoproteidami.