Μόριο ϋΝΑ: επίπεδα δομικής οργάνωσης

Ένα μόριο ϋΝΑ είναι ένα πολυνουκλεοτίδιο, μονομερέςμονάδες των οποίων είναι τέσσερα δεοξυριβονουκλεοτίδια (dAMP, dGMP, dCMF και dTMP). Η σχέση και η αλληλουχία αυτών των νουκλεοτιδίων στο DNA διαφορετικών οργανισμών είναι διαφορετικές. Εκτός από τις κύριες αζωτούχες βάσεις, υπάρχουν και άλλα δεοξυριβονουκλεοτίδια στο DNA με μικρές βάσεις: 5-μεθυλοκυτοσίνη, 5-υδροξυμεθυλοκυτοσίνη, 6-μεθυλαμινοπουρίνη.

Μετά την εμφάνιση της ευκαιρίαςχρησιμοποιώντας τη μέθοδο κρυσταλλογραφίας ακτίνων Χ για να μελετηθούν βιολογικά μακρομόρια και να ληφθούν τέλειες μορφές περίθλασης ακτίνων Χ, κατέστη δυνατή η διευκρίνιση της μοριακής δομής του DNA. Αυτή η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι μια δέσμη παράλληλων ακτίνων Χ που προσπίπτουν σε ένα κρυσταλλικό σύμπλεγμα ατόμων σχηματίζει ένα σχέδιο περίθλασης, το οποίο εξαρτάται κυρίως από την ατομική μάζα αυτών των ατόμων, τη θέση τους στο διάστημα. Τη δεκαετία του '40 του περασμένου αιώνα, προωθήθηκε μια θεωρία σχετικά με την τρισδιάστατη δομή του μορίου DNA. Ο U. Astbury απέδειξε ότι το δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ είναι μια στοίβα των επιπέδων επίπεδων νουκλεοτιδίων.

Η πρωταρχική δομή του μορίου DNA

Υπό την αρχική δομή των νουκλεϊνικών οξέωνυποδηλώνει μια αλληλουχία νουκλεοτιδίων στην πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα του DNA. Τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους με δεσμούς φωσφοδιεστέρα που σχηματίζονται μεταξύ της ΟΗ ομάδας στη θέση 5 της δεοξυριβόζης ενός νουκλεοτιδίου και της ΟΗ ομάδας στην 3 θέση της πεντόζης του άλλου.

Οι βιολογικές ιδιότητες των νουκλεϊκών οξέων προσδιορίζονται από την ποιοτική σχέση και την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων κατά μήκος της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας.

Η σύνθεση νουκλεοτιδίων του DNA σε οργανισμούς διαφορετικώνσυγκεκριμένες ταξινομικές ομάδες και καθορίζεται από την αναλογία (G + C) / (A + T). Χρησιμοποιώντας ειδικότητα παράγοντα προσδιορίστηκε από το βαθμό ετερογένειας της σύνθεσης νουκλεοτιδίου του DNA από οργανισμούς διαφορετικής προέλευσης. Έτσι, στα ανώτερα φυτά και τα ζώα αναλογία (G + C) / (A + T) ποικίλλει ελαφρώς και έχει μια τιμή μεγαλύτερη από 1. Για συντελεστή μικροοργανισμούς ειδικότητα ποικίλλει ευρέως - 0,35 - 2,70. Ωστόσο, σωματικά κύτταρα ενός είδους του DNA περιέχουν την ίδια σύνθεση νουκλεοτιδίου, δηλ. Ε Μπορούμε να πούμε ότι το περιεχόμενο των ζευγών GC των βάσεων του DNA ενός είδους είναι ταυτόσημα.

Προσδιορισμός της ετερογένειας της σύνθεσης νουκλεοτιδίωνΤο DNA στον συντελεστή εξειδίκευσης δεν παρέχει ακόμη πληροφορίες για τις βιολογικές του ιδιότητες. Το τελευταίο οφείλεται σε διαφορετική αλληλουχία μεμονωμένων θέσεων νουκλεοτιδίου στην πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Αυτό σημαίνει ότι η γενετική πληροφορία στα μόρια ϋΝΑ κωδικοποιείται σε μια συγκεκριμένη αλληλουχία των μονομερών μονάδων της.

Το μόριο ϋΝΑ περιέχει νουκλεοτίδιοαλληλουχίες που προορίζεται για την έναρξη και τον τερματισμό της διαδικασίας σύνθεσης του DNA (αντιγραφή) της RNA σύνθεσης σύνθεσης (μεταγραφή) πρωτεΐνης (μετάφραση). Υπάρχουν νουκλεοτιδικές αλληλουχίες που χρησιμεύουν για να συνδέουν συγκεκριμένες ενεργοποίησης και ανασταλτικές ρυθμιστικά μόρια, όπως επίσης και αλληλουχίες νουκλεοτιδίων οι οποίες δεν φέρουν καμία γενετική πληροφορία. Υπάρχουν επίσης τροποποιημένες περιοχές που προστατεύουν το μόριο από τη δράση των νουκλεασών.

Το πρόβλημα της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων του DNA πρινη σημερινή ώρα δεν έχει επιλυθεί πλήρως. Ο προσδιορισμός της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων των νουκλεϊνικών οξέων είναι μια επίπονη διαδικασία που περιλαμβάνει την εφαρμογή μίας μεθόδου ειδικής διάσπασης νουκλεάσης μορίων σε ξεχωριστά θραύσματα. Μέχρι σήμερα, η πλήρης αλληλουχία νουκλεοτιδίων βάσεων αζώτου έχει καθιερωθεί για τα περισσότερα tRNAs διαφορετικής προέλευσης.

Μόριο ϋΝΑ: δευτερογενής δομή

Οι Watson και Crick σχεδίασαν ένα μοντέλο της διπλής έλικας του δεσοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες τυλίγονται γύρω από το άλλο, σχηματίζοντας έτσι ένα είδος σπιράλ.

Οι αζωτούχες βάσεις σε αυτές βρίσκονται μέσα στη δομή και η ραχοκοκαλιά φωσφοδιεστέρα είναι έξω.

Μόριο ϋΝΑ: τριτοταγής δομή

Το γραμμικό DNA στο κύτταρο έχει σχήμα επιμήκουςμόριο, είναι συσκευασμένο σε μια συμπαγή δομή και παίρνει μόνο το 1/5 του όγκου του κυττάρου. Για παράδειγμα, το μήκος του ανθρώπινου DNA χρωμοσωμάτων φτάνει τα 8 cm και είναι συσκευασμένο έτσι ώστε να χωρά σε ένα χρωμόσωμα μήκους 5 nm. Αυτή η συσκευασία είναι δυνατή εξαιτίας της παρουσίας δομών σπειροποιημένου DNA. Από αυτό προκύπτει ότι μια διπλής έλικας έλικα DNA στο διάστημα μπορεί να τεθεί περαιτέρω σε μια συγκεκριμένη τριτογενή δομή - υπερσχηματισμένη. Η υπερηπική διαμόρφωση του DNA είναι χαρακτηριστική των χρωμοσωμάτων ανώτερων οργανισμών. Μία τέτοια τριτοταγής δομή σταθεροποιείται με ομοιοπολικούς δεσμούς με τα υπολείμματα αμινοξέων που συνιστούν τις πρωτεΐνες που σχηματίζουν το σύμπλοκο νουκλεοπρωτεΐνης (χρωματίνη). Επομένως, το DNA των ευκαρυωτικών κυττάρων συνδέεται με πρωτεΐνες κυρίως βασικής φύσης - ιστόνες, καθώς και με όξινες πρωτεΐνες και φωσφοπρωτεΐνες.