Nakon otvaranja principa molekularne organizacije takve tvari kao DNK 1953. počeo se razvijati molekularna biologija. Nadalje, u procesu istraživanja, naučnici su saznali kako se DNK rekombinira, njegov sastav i kako je uređen naš ljudski genom.

Svakog dana se molekularni nivo pojavljuje najsloženije procese. Kako je molekula DNK, od čega je to? I kakvu ulogu se igra u ćeliji molekula DNK? Opisat ćemo detaljno o svim procesima koji se događaju unutar dvostrukog lanca.

Šta su nasljedne informacije?

Pa zašto je sve počelo? Još 1868 našao bakterije u jezgri. I 1928. godine, N. Koltsov je istaknuo teoriju da su sve genetske informacije o živom organizmu šifrirane u DNK. Tada su J. Watson i F. Creek pronašli model sada poznata DNK spirala 1953., za koju je zasluženo priznanje i nagradu - Nobelovu nagradu.

Šta je DNK općenito? Ova supstanca sastoji se od 2 kombinirane niti, ili prilično spirale. Parcela takvog lanca sa određenim informacijama naziva se genom.

DNK pohranjuje sve informacije o činjenici da će se proteini formirati i u kojim redoslijedom. DNK makromolekula je materijalni nosač nevjerojatno volumetrijskih informacija koje bilježe strogi niz pojedinih ciglica - nukleotida. Ukupni nukleotidi 4, oni se međusobno kompliciraju hemijski i geometrijski. Ovaj princip dodavanja ili komplementarnosti, kasnije će se opisati u nauci. Ovo pravilo igra ključnu ulogu u kodiranju i dekodiranju genetskih informacija.

Budući da je DNK nit nevjerovatno dugačak, ponavljanja u ovom nizu se ne događaju. Svako živo biće ima svoj jedinstveni DNK lanac.

DNK funkcije

Funkcije uključuju skladištenje nasljednih informacija i njegov transfer na potomstvo. Bez ove funkcije, genom se ne može održavati i razviti hiljade godina. Organizmi koji su pretrpjeli ozbiljne mutacije gena, ne preživljavaju ili ne gube sposobnost stvaranja potomstva. Dakle, postoji prirodna zaštita od degeneracije vrsta.

Druga bitna funkcija je provedba pohranjenih informacija. Stanica ne može stvoriti bilo koji vitalni protein bez tih uputstava koja se čuvaju u dvostrukom lancu.

Sastav nukleinskih kiselina

Sada je već pouzdano poznato, iz koje su sami nukleotidi - DNK cigle. Njihova kompozicija uključuje 3 tvari:

• Ortofosforna kiselina.
• Dušična baza. Pirimidin baze - koje imaju samo jedan prsten. Oni uključuju Timin i citosin. Purine baze, koje sadrže 2 prstena. Ovo je Guanin i Adenin.
• Suharoze. Kao dio DNK - deoksiriboza, u RNA - Roboza.

Broj nukleotida uvijek je jednak broju azotnih baza. U posebnim laboratorijama, nukleotidi se cijene i od nje se razlikuje dušična baza. Ovako se proučavaju pojedinačna svojstva ovih nukleotida i mogući mutacija u njima.

Nivoi organizacije nasljednih informacija

Odvojena 3 nivoa organizacije: gen, hromosom i genomic. Sve informacije potrebne za sintezu novog proteina sadržane su na malom segmentu lanca - gena. To jest, gen se smatra najnižim i najlakšim nivoom kodiranja podataka.

Geni, zauzvrat, prikupljeni su u kromosomima. Zahvaljujući takvoj organizaciji nasljednog materijala grupe znakova prema određenim zakonima, naizmjenično i prenosi iz jedne generacije u drugu. Treba napomenuti, geni u tijelu su nevjerojatno mnogo, ali informacije se ne gube, čak ni kad je removacija više puta.

Nekoliko vrsta gena je odvojeno:

• prema funkcionalnoj svrsi, 2 vrste su izolirane: strukturne i regulatorne sekvence;
• uticaj na procese koji se pojavljuju u ćeliji, oni razlikuju: supervitalni, smrtonosni, uslovno smrtonosni geni, kao i mutatori gena i antimutatori.

Postoje geni duž kromosoma u linearnom redu. U kromosomima su informacije fokusirane ne po pravilima, postoji određeni poredak. Postoji čak i karta u kojoj se prikazuju položaji ili lokusa gena. Na primjer, poznato je da su u kromosomu br. 18 podaci o boji djetetovog oka šifrirani.

Šta je genom? To se tako naziva čitav niz nukleotidnih nizova u ćeliji tijela. Genom karakterizira cijeli pogled, a ne zasebni pojedinac.

Koji je ljudski genetski kod?

Činjenica je da je cijeli ogromni potencijal ljudskog razvoja već položen tokom koncepcije. Sve nasljevne informacije, koje su neophodne za razvoj Zygote i rast djeteta nakon rođenja, šifrira se u genima. DNK dionice su najosnovniji nosioci nasljednih informacija.

Human 46 hromosomi ili 22 somatske parove plus jedan definiciranje kromosoma od svakog roditelja. Ovaj diploidni kromosome kodira cjelokupni fizički izgled osobe, njegovih mentalnih i fizičkih sposobnosti i predispozicije za bolesti. Somatski kromosomi izvana nerazličit, ali oni nose različite informacije, kao jedan od njih od oca, drugi je iz majke.

Muški kod se razlikuje od ženskih potonjih par hromosoma - HU. Ženski diploijski set je zadnji par, XX. Muškarci dobivaju jedan x-hromosom iz biološke majke, a onda se prenosi kćerima. Seksualni y-hromosom prenosi se na sinove.

Ljudski hromozomi se značajno razlikuju u veličini. Na primjer, najmanji par hromosoma - №17. A najveća parna je 1 i 3.

Prečnik dvostruka spirala Osoba ima 2 nm. DNK je tako čvrsto uvijena da sadrži u malom jezgri ćelije, iako će njegova duljina dostići 2 metra, ako je promovirate. Dužina spirala je stotine miliona nukleotida.

Kako se prenosi genetski kod?

Dakle, kakvu ulogu molekula DNK igra u ćeliji? Geni su nosioci nasljednih informacija - nalaze se unutar svake ćelije. Da biste prebacili svoj kod dječji organizam, mnoga bića dijeli DNK na dvije identične spirale. To se naziva replikacija. U procesu replikacije DNK posebne "mašine" nadopunjuju svaki lanac. Nakon vraćanja genetske spirale, počinje podijeliti jezgro i sve organele, a zatim cijelu ćeliju.

Ali osoba ima još jedan proces transfera gena - seksualno. Znakovi oca i majki su mešani, u novom genetskom kodu sadrži informacije od oba roditelja.

Skladištenje i prenos nasljednih informacija mogući su zahvaljujući složenoj organizaciji DNK spirale. Napokon, kao što smo rekli, struktura proteina je šifrirana u genima. Prilikom kreiranja tokom začeća, ovaj kôd u cijelom njegovom životu kopirat će se. Kariotip (lični set hromosoma) ne mijenja se tijekom ažuriranja organskih ćelija. Prijenos informacija se vrši uz pomoć genitalnih grejaca - muško i žensko.

Samo virusi koji sadrže jedan RNA lanac nisu sposobni da prenose svoje podatke. Stoga im treba reproducirati, trebaju im ljudske ili životinjske ćelije.

Implementacija nasljednih informacija

U kernelu ćelije su stalno važne procese. Sve informacije zabilježene u kromosomima koriste se za izgradnju proteina iz aminokiselina. Ali lanac DNK nikada ne napušta kernel, pa moram pomoći drugom važan spoj \u003d RNA. RNA je u stanju da prodre u kernel membranu i komunicira sa DNK lancem.

Kroz interakciju DNK i 3 vrste RNA-e, sve kodirane informacije se provode. Na kojem nivou je provedba nasljednih informacija? Sve se interakcije događaju na nivou nukleotida. Informacije RNA kopira dio DNK lanca i donosi ovu kopiju u Ribosoma. Ovdje započinje sintezu nukleotida nove molekule.

Da bi se IRNK kopirala potreban dio lanca, spirala se odvija, a zatim, po završetku procesa prekomjernog postupka obnovljen. Štaviše, ovaj se proces može pojaviti istovremeno na 2 strane 1 kromosoma.

Princip komplementarnosti

Sastoji se od 4 nukleotida su adenin (a), guanine (g), citozin (c), Timin (t). Povezani su vodikov obveznicama prema pravilu komplementarnosti. Posao E. Chargaffa pomogli su u uspostavljanju ovog pravila, jer je naučnik primijetio neke obrasce u ponašanju ovih tvari. E. Chargaff je otkrio da je omjer adenina molara na Thimin jednak jednom. I baš kao što je omjer Guanina do citozina uvijek jednak jednom.

Na osnovu svojih radova genetika su formirala pravilo interakcije između nukleotida. Pravilo komplementarnosti navodi da je Adenin povezan samo sa Thiminom i Guaninom sa citozinom. Tokom dekodiranja spirale i sinteze novog proteina u ribosomu, takva pravilo alternacije pomaže u brzom pronalaženju potrebne aminokiseline, koja je priložena transportu RNA.

RNA i njegove vrste

Šta su nasljedne informacije? Nukleotidi u DNK dvostruki lanac. Šta je RNA? Kakav je njen posao? RNA ili ribonukleinska kiselina pomaže izvlačenju informacija iz DNK-a, dekodiramo ga i na osnovu principa komplementarnosti za stvaranje potrebnih proteinskih stanica.

Ukupno ugledne 3 vrste RNA. Svaki od njih vrši strogo svoju funkciju.

1. Informacije (Irna), ili se naziva i matricom. Dolazi u sredinu kaveza, u srži. Nalazi u jednom od kromosoma potreban genetski materijal za izgradnju proteina i kopira jednu od strana dvostrukog lanca. Kopija se pojavljuje ponovo na principu komplementarnosti.
2. Prevoz - Ovo je mali molekul koji sa jedne strane nukleotidnih dekodera, a s druge strane odgovaraju odgovarajuće aminokiselinske kodove. Zadatak TRNA-a je dostaviti "trgovini", odnosno u ribosomu, gdje je potrebna aminokiselina sintetizira.
3. rRNA - Ribosomal. Kontrolira količinu proteina koji se proizvodi. Sastoji se od 2 dijela - aminokiseline i peptidne parcele.

Jedina razlika za vrijeme dekodiranja nije timin na RNA. Umjesto da se od omare nalazi uracil. Ali tada, u procesu sinteze proteina, sve aminokiseline su i dalje pravilno postavljene kada TRNA. Ako se neke greške pojave u dekodiranju informacija, nastaje mutacija.

Reparacija oštećene molekule DNK

Proces oporavka oštećenog dvostrukog lanca naziva se popravak. U procesu popravljanja oštećenih gena uklanjaju se.

Tada se traženi slijed elemenata baš reproducira i sjeći na isto mjesto na lancu, odakle je izvučen. Sve je to zbog posebnog hemikalije - Enzimi.

Zašto se javljaju mutacije?

Zašto neki geni počinju mutirati i prestati obavljati svoju funkciju - pohranu vitalnih nasljednih informacija? To je zbog greške tokom dekodiranja. Na primjer, ako adenine slučajno zamijeni Timinom.

Postoje i kromosom i genomičke mutacije. Hromosomalne mutacije događaju se ako su odjeljci nasljednih informacija ispade, udvostručuje se obično prenosio i ugrađen u drugi kromosom.

Genomičke mutacije su najozbiljnije. Njihov je uzrok promjena broja hromosoma. To jest, kada umjesto para - diploidni set je prisutan u trokreidnom setu Kariotip.

Najpoznatiji primjer triploidne mutacije je Downov sindrom, u kojem je lični skup hromosoma 47. Ova djeca su formirala 3 kromosoma na mjestu 21. parova.

Takođe je poznato takva mutacija kao i poliram. Ali polijam se nalazi samo u biljkama.

Nukleinske kiseline su visoke molekularne tvari koje se sastoje od mononukleotida, koje su međusobno povezane u polimernu lanac koristeći 3 ", 5" - fosfodietarske veze i na određeni način spakirani u ćelije.

Nukleinske kiseline - Biopolimeri dvije sorte: ribonukleinska kiselina (RNA) i deoksiribonukleinska kiselina (DNK). Svaki biopolimer sastoji se od nukleotida, različitog u ostacima ugljikohidrata (riboza, deoxyriboza) i jedna od dušičnih baza (Uracil, Timin). U skladu s tim, te razlike su nukleinske kiseline i dobivene svoje ime.

Struktura deoksiribonukleinske kiseline

Nukleinske kiseline imaju primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu.

Primarna DNK struktura

Primarna struktura DNK naziva se linearni polinukleotidni lanac, u kojem su mononukleotidi povezani na 3 ", 5" -ffosfodietarske veze. Izvorni materijal u sklopu nukleinskog kruga kiseline u ćeliji je nukleozid 5 "-Tritosfat koji, kao rezultat uklanjanja β i γ, ostataka fosforne kiseline mogu priložiti 3"--ad ugljika drugog nukleozida. Tako je 3 "ugljik jednog deoksiribozne ugljenik kovalentno vezan za 5" ugljika drugog deoksirilo, pomoću jednog ostatka fosforne kiseline i čini linearni polinukleotidni lanac nukleinske kiseline. Otuda i ime: 3 ", 5" -ffosfodietarske veze. Osnove dušika ne sudjeluju u vezi nukleotida jednog lanca (Sl. 1.).

Takav spoj, između ostatka molekule fosforne kiseline jednog nukleotida i ugljikohidrata drugog, dovodi do formiranja pentosonog fosfatnog kostura polinukleotidne molekule, na kojem se po drugima pridružio azotnim bazama. Njihov niz lokacije u lancima molekula nukleinske kiseline strogo je specifičan za ćelije različitih organizama, tj. Nosi karakter vrste (pravilo za Chargaff).

DNK linearni lanac, čija dužina ovisi o broju nukleotida u krugu, ima dva kraja: jedan se naziva 3 "-ckona i sadrži besplatni hidroksil, a drugi - 5" -ckona, sadrži ostatak fosforike Izuzeća. Lanac Polarna i može imati injekciju 5 "-\u003e 3" i 3 "-\u003e 5". Izuzeci su prsteni DNK.

Genetski "tekst" DNK sastavljen je pomoću koda "Riječi" - Trips nukleotida, nazive Codons. DNK dionice koji sadrže informacije o primarnoj strukturi svih vrsta RNA nazivaju se strukturni geni.

Polinukleični DNK lanci dostižu gigantske veličine, tako da su na određeni način spakirani u ćeliji.

Proučavanje DNK kompozicije, Charguff (1949) uspostavio je važne obrasce u pogledu sadržaja odvojenih DNK baza. Pomogli su u otkrivanju sekundarne strukture DNK. Ovi obrasci se nazivaju pravila šargafa. Pravila Chargaff-a količina purin nukleotida jednaka je količini pirimidin nukleotida, I.E., A + G / C + T \u003d 1 adeninski sadržaj jednak je sadržaju timina (A \u003d T ili A / T \u003d 1); gunin sadržaj jednak je sadržaju citozina (r \u003d c ili g / c \u003d 1); količina 6-amino grupa jednaka je količini 6-Keto grupa osnova sadržanih u DNK: G + T \u003d A + C; promjenjiva samo zbroj A + T i G + C. Ako A + T\u003e M-C, onda je ovo DNA tip; Ako je R + C\u003e A + T, onda je to DNK tip HZ-a. Ova pravila sugeriraju da prilikom izgradnje DNK-a, prilično stroga poštivanje (parenje) ne-purnina i pirimidinske baze treba primijetiti općenito, a posebno timin s adeninom i citozinom s Guaninom. Na osnovu ovih pravila, između ostalog, 1953. godine Watson i Creek predložili su model sekundarne strukture DNK, naziv dvostruke spirale (Sl.).

Sekundarna struktura DNK

Sekundarna struktura DNK je dvostruka spirala, u kojem su model predložili D.UOTON i F. Krikom 1953. godine.

Preduvjeti za stvaranje DNK modela

Kao rezultat početnih analiza, postojala je ideja da DNK bilo kojeg porijekla sadrži sva četiri nukleotida u jednakim molarskim količinama. Međutim, 1940-ih, E. Chargaff i njegovo osoblje kao rezultat analize DNK izolirane iz različitih organizama, jasno su pokazali da se azotne baze nalaze u različitim kvantitativnim odnosima. Chargaff je utvrdio da su ti odnosi isti za DNK iz svih ćelija iste vrste organizama, DNK iz različitih vrsta može se primjetno razlikovati u sadržaju određenih nukleotida. Predložilo se da razlike u odnosu dušičnih baza mogu biti povezane sa nekim biološkim kodom. Iako se omjer pojedinačnih purina i pirimidina u različitim uzorcima DNK pokazao nejednako, u usporedbi, otkriven je određeni obrazac, u svim uzorcima, ukupan broj purina bio je jednak ukupnom broju pirimidina (A + G \u003d T + C), količina adenina - količina timina (i \u003d t) i količina Guanina je količina citozina (R \u003d c). DNA izolirana od ćelija sisavaca uglavnom je bila bogatija adenin i time i relativno siromašni Guanin i Citosin, dok su DNK bakterije imale bogatiji gnanin i citozin i relativno siromašni adenin i time. Ti su podaci iznosili važan dio stvarnog materijala na osnovu kojeg je kasnije izgrađen model strukture strukture WATSON-ove DNK - vrisak.

Drugi važan indirektni pokazatelj mogućih struktura DNK-a bili su podaci L. Polingung na strukturi molekula proteina. Polneg je pokazao da je moguće nekoliko različitih stabilnih konfiguracija aminozemnog kruga u molekuli proteina. Jedna od zajedničkih konfiguracija peptidnog lanca je α-helix - je ispravna struktura nalik na vijak. Sa takvom strukturom moguća je formiranje vodikovnih veza između aminokiselina koje se nalaze na susjednim okretama lanca. Polneg je opisala α-spiralnu konfiguraciju lanca polipeptida 1950. godine i predložio je da molekuli DNK verovatno imaju spiralnu strukturu fiksnu sa vodikovim vezama.

Međutim, najdragocjenije informacije o strukturi molekula DNK date su rezultati rendgenskih strukturalnih analize. Rendgenski snimci, prolazeći kroz DNK kristal, podvrgavaju se difrakcijom, I.E. odstupaju u određenim smjerovima. Stupanj i priroda odstupanja od zračenja ovise o strukturi samih molekula. Difrakcijski radiograf (Sl. 3) daje doživljavanje niza indirektnih indirektnih oznaka u vezi sa strukturom molekula proučarene supstance. Analiza DNK difrakcijskih radiografija dovela je do zaključka da azotne baze (imaju ravan oblik) Izgleda kao hrpa ploča. Radiografi su omogućili otkrivanje tri glavna razdoblja u strukturi kristalne DNK: 0,34, 2 i 3,4 Nm.

Watson Creek DNA model

Na osnovu analitičkih podataka o šargafu, radiografije dobivene Wilkinsom i studija hemičara, pružajući informacije o tačnim udaljenostima između atoma u molekuli, o uglovima između obveznica ovog atoma i vrijednosti atoma, Watsona i kriza počeo sastavljati fizičke modele pojedinih komponenti molekule DNK-a u određenoj mjeri i "prilagođeni" jedni drugima tako da takav proračun tako da dobijeni sistem odgovara različitim eksperimentalnim podacima [Prikaži] .

Čak je i ranije, bilo je poznato da su u lancu DNK, susjedni nukleotidi povezani fosfodietarnim mostovima, obvezujući 5 "-karbonski atom deoksiriboza jednog nukleotida sa atom narednog nukleotida sa 3 ugljika. Watson i Creek nisu sumnjali da razdoblje od 0,34 Nm odgovara udaljenosti između uzastopnih nukleotida u DNK lancu. Zatim je moguće pretpostaviti da razdoblje od 2 nm odgovara debljini lanca. I da bi se objasnila koja stvarna struktura odgovara razdoblju od 3,4 nm, Watson i Creek, već kao Paulong, predložio je da je lanac uvijenjen u obliku spirale (ili, tačnije, formira liniju vijaka, kao i Spiral u strogom osećaju ove riječi ispada kada su okretnici u prostoru) formiraju konusnu i ne-cilindričnu površinu u prostoru). Tada će razdoblje od 3,4 nm odgovarati udaljenosti između uzastopnih zaokreta ove spirale. Takva spirala može biti jako gusta ili pomalo istegnuta, tj. Može biti nježna ili strmo. Od perioda od 3,4 Nm iznosi tačno 10 puta više od udaljenosti između sekvencijalnih nukleotida (0,34 Nm), jasno je da svaka spirala sadrže 10 nukleotida. Prema tim podacima Watson i Creek su mogli izračunati gustoću lanaca polinukleotida, uvijena u spiralu promjera 2 nm, s udaljenosti između zavojnica jednaka 3,4 nm. Pokazalo se da bi takva gustoća lanca bila dvostruko više od stvarne gustoće DNK, što je već bilo poznato. Bilo je potrebno pretpostaviti da se molekul DNK sastoji od dva lanca - da je ovo dvostruka spirala od nukleotida.

Sljedeći zadatak bio je, naravno, otkrivši prostornog odnosa oba lanca koja tvore dvostruku spiralu. Pokušavajući se na svom fizičkom modelu, brojne mogućnosti lanca, Watson i Cryp pronašli su da svi dostupni podaci odgovaraju takvoj varijanti u kojoj dvije polinukleotidne spirale idu u suprotnim smjerovima; Istovremeno, lanci koji se sastoje od ostataka šećera i fosfata čine površinu dvostruke spirale, a purine i pirimidini nalaze se iznutra. Osnove koji pripadaju jedni drugima koji pripadaju dva lanca su upareno povezane vodikovim vezama; To su ove veze za vodikove koji drže lance zajedno zaključavanjem ukupne konfiguracije molekule.

DNK dvostruka spirala može se zamisliti u obliku vijčane ljestvice užetog konopa tako da prekretnice ostanu u vodoravnoj poziciji. Tada će dva uzdužna užad odgovarati lancima od ostataka šećera i fosfata, te prekršajne parove - azotni osnovni parovi povezani vodikovim vezama.

Kao rezultat daljnjeg proučavanja mogućih modela, Watson i Creek su došli do zaključka da se svaka "prečka" treba sastojati od jedne putine i jednog pirimidina; Sa razdobljem od 2 nm (što odgovara promjeru dvostruke spirale), ne bi bilo dovoljno prostora za dvije purine, a dva pirimidina nije se mogla nalaziti dovoljno blizu jedna drugoj da bi se formirali odgovarajuće vodikove veze. Dubinsko istraživanje detaljnog modela pokazalo je da ademinin i citozin, čine kombinaciju prikladnih po veličini, još uvijek nisu mogli biti smješteni na takav način da se između njih formiraju vodikove. Slični izvještaji prisiljeni da isključe i kombinaciju Guanina - Tim, budući da su kombinacije adenina - Tim i Guanina - Cytosin pokazali prilično prihvatljivim. Priroda vodikovih obveznica je takva da Adenine formira par sa timinom i Guanine - sa citozinom. Ova ideja specifičnog parenja temelja omogućila je objasniti "pravilo za naplatu", prema kojem je količina adenina uvijek jednaka sadržaju timina, a količina Guanina je količina citozina. Dvije vodikove obveznice formiraju se između Adenina i Thimina, a postoje tri između Guanina i citozina. Zbog ove specifičnosti u formiranju vodikovih obveznica protiv svakog adenina u jednom lancu, isključuje se Timin; Na isti način, samo citozin može biti protiv svakog Guanina. Stoga su lanci komplementarni jedni drugima, tj., Slijed nukleotida u jednom lancu jedinstveno određuje njihov niz u drugom. Dva lanca idu u suprotnim smjerovima, a njihove krajnje fosfatne grupe su na suprotnim krajevima dvostruke spirale.

Kao rezultat svog istraživanja, 1953. Watson i Creek predložili su strukturu strukture molekula DNK (Sl. 3), što ostaje relevantno za sadašnjost. Prema modelu, molekul DNK sastoji se od dva komplementarna polinukleotidna lanca. Svaki DNK krug je polinukleotid koji se sastoji od nekoliko desetina hiljada nukleotida. U njemu su susjedni nukleotidi čine redovni pentoso fosfatni kabel zbog spoja ostataka fosforne kiseline i deoksirilo kovalentna kravata. Dušične baze jednog polinukleotidnog lanca uređene su u strogo definiranom redoslijedu protiv azotnih baza drugog. Naizmjenična azotni osnova u lanku polinukleotida je nepravilna.

Lokacija azotnih baza u DNK krugu je komplementarna (od grčkog. "Dopuna" je dodatak), i.e. Adenin (a) je uvijek Timin (T), a protiv Guanina (G) je samo citozin (c). To se objašnjava činjenicom da A i T, kao i R i C strogo odgovaraju jedno drugom, I.E. nadopunjuju jedni druge. Takva prepiska daje hemijsku strukturu baze, što omogućava formiranje vodikovnih veza u paru purnice i pirimidina. Postoje dvije obveznice između A i T, između G i C - tri. Te veze pružaju djelomičnu stabilizaciju DNK molekula u prostoru. Stabilnost dvostruke spirale izravno je proporcionalna broju obveznica G≡s, koja su stabilnija u usporedbi s priključcima a \u003d t.

Poznati niz nukleotidne lokacije u jednom DNK krugu omogućava princip komplementarnosti za uspostavljanje nukleotida drugog lanca.

Pored toga, utvrđeno je da se azotne baze s aromatičnom strukturom u vodenoj otopini nalaze jedna nad drugom, formiraju snop kovanica. Takav proces formiranja hrpe od organski molekuli Nazvan Stingy. Polinukleotidni lanci molekula DNK-a koji se razmatraju Watson-Creek model imaju sličnu fizičko-hemijsku državu, njihove azotne baze nalaze se u obliku snopa kovanica, između aviona koji postoje van der Wales interakcija (honora ).

Vodogene veze između komplementarnih baza (horizontalno) i staklene interakcije između baznih aviona u polinukleotidnom lancu zbog snaga van der Wales (okomito) pružaju molekulu DNK na dodatnu stabilizaciju u prostoru.

Sakharoophosfat Cozers oba lanca okrenut su prema van, a baze iznutra, jedni prema drugima. Smjer lanaca u DNK antiferlylno (jedan od njih ima smjer 5 "-\u003e 3", drugi - 3 "-\u003e 5", tj. 3 "Zaključak jednog lanca nalazi se nasuprot 5"--conny drugi.) . Lanci čine prave spirale sa zajedničkom osom. Jedan spiralni okret je 10 nukleotida, veličina hladnjaka je 3,4 nm, visina svakog nukleotida je 0,34 Nm, promjer spirale je 2,0 Nm. Kao rezultat rotacije istog kruga formira se veliki utor (s promjerom oko 20 Å) i male brazde (oko 12 Å) DNK dvostruka spirala. Takav oblik dvostrukog spirala Watson-plaka bio je u budućnosti dobio ime B-obrazaca. U DNK ćelijama obično postoji u obliku u obliku, što je najstabilnije.

DNK funkcije

Predloženi model objasnio je mnoga biološka svojstva deoksiribonukleinske kiseline, uključujući skladištenje genetskih informacija i razvodnika gena, koje pruža velika raznolikost uzastopnih kombinacija 4 nukleotida i činjenica postojanja genetski kod, sposobnost reprodukcije i prenošenja genetskih informacija koje pružaju proces replikacije i provedbi genetskih informacija u obliku proteina, kao i bilo koji drugi spojevi koji su formirali protein-enzimi.

Opcionalne DNK funkcije.

1. DNK je nosač genetskih informacija, koji se osigurava činjenicom postojanja genetskog koda.
2. Reprodukcija i prenošenje genetskih informacija generacijama ćelija i organizma. Ova značajka pruža se postupak replikacije.
3. Provedba genetskih informacija u obliku proteina, kao i bilo koji drugi spojevi generirani protein-enzimima. Ova značajka pruža se procesima transkripcije i emitovanja.

Oblici organizacije dvostrane DNK

DNK može formirati nekoliko vrsta dvostruke spirale (Sl. 4). Trenutno je već poznato šest oblika (od A do E i Z-Z-F-obrasca).

Strukturni oblici DNK-a, kao što je instaliran Franklin Rosalynd, ovise o zasićenju molekula nukleinske kiseline. U studijama, DNK vlakna koriste rendgenski strukturnu analizu, pokazalo se da radiograf radikalno ovisi o tome s kojom relativnom vlagom, u kojoj mjeri je zasićenost ove vlakne eksperiment. Ako je vlakno bilo dovoljno zasićeno vodom, tada je dobijena jedan radiograf. Prilikom sušenja, pojavio se potpuno drugačiji rendgenski difrakcijski obrazac, vrlo različit od radiografa visoke vlage.

Visoka vlažnost DNA molekula primljena naziv u obliku. U fiziološkim uvjetima (niska koncentracija soli, visoka brzina hidratacije), dominantna strukturna vrsta DNK-a je u obliku (glavni oblik DNK dvostrana je model Watson Creek). Spiralni teren takve molekule je 3,4 Nm. Postoji 10 komplementarnih parova u obliku iskrivljenih hrpa "kovanica" - azotnih baza. Hrpe se drže sa vodikovnim vezama između dva suprotna "kovanica" hrpe, a "umotane" s dvije kasete o otoku fosfodietaru koji se vrtjeti u desnu spiralu. Avioni azotnih baze su okomita na osovinu spirale. Susjedni komplementarni parovi se rotiraju u odnosu na više za 36 °. Prečnik Helix 20å, a Purin nukleotid zauzima 12Å i pirimidin - 8Å.

DNK molekula Niska vlaga prima ime a-obrasce. Obrazac se formira u manjim od visoke hidratacije i na višem sadržaju NA + ili K + Iona. Ova širi korekcioni konformaciju za desnice ima 11 pari dušičnih baza za skretanje. Avioni azotnih baza imaju jaču padinu spiralne osi, odbijeni su od normalne do spiralne osi za 20 °. Slijedi prisustvo unutarnje praznine promjera 5Å. Udaljenost između susjednih nukleotida je 0,23 Nm, dužina okreta je 2,5 Nm, promjer spirale je 2,3 Nm.

Prvobitno je vjerovalo da je A-Form DNK manje važan. Međutim, ubuduće se pokazalo da je oblik DNK-a, kao i u obliku, ima ogroman biološki značaj. A-oblik ima RNA-DNK Heliks u kompleksu seme Matrix, kao i RNA-RNA Spiral i RNA Spiker Structure (2-hidroksilna grupa Ribose ne dopušta RNA molekule da formiraju obrazac). DNK obrasca se nalazi u sporovima. Utvrđeno je da je DNK a-obrazac 10 puta stabilniji za djelovanje UV zraka od obrasca.

A-oblik i obrazac se nazivaju kanonskim oblicima DNK.

Oblici sch Također, rustikalno, njihovo obrazovanje može se primijetiti samo u posebnim eksperimentima, a očigledno ne postoje u vivo. C-oblik DNK ima strukturu sličnu B-DNK. Broj parova razloga za zavojnicu je 9,33, duljina spiralne spirale je 3,1 nm. Osnovni parovi nagnute su pod uglom od 8 stepeni u odnosu na okomito mjesto na osovinu. Grooves su u blizini utora u DNK. Istovremeno, glavni utor je nešto manji, a manji utori su dublji. Prirodni i sintetički DNK polinukleotidi mogu se premjestiti u C-obrazac.

Tabela 1. Karakteristike nekih vrsta DNK konstrukcija
Vrsta spirale	SVEDOK JOVANOVIĆ - ODGOVOR:	B.	Z.
Pag spirala	0,32 nm	3,38 nm	4,46 nm
Spiralno uvijeno	Pravo	Pravo	Lijevo
Broj razloga	11	10	12
Udaljenost između baznih aviona	0,256 nm	0,338 nm	0.371 Nm
Konformacija glikozidne komunikacije	anti	anti	anti-s. sin-g.
Konformacija furanoznog ciklusa	C3 "-endo	C2 "-endo	C3 "-endo-g C2 "-endo-c
Širina utora, mala / velika	1,11 / 0,22 nm	0,57 / 117 NM	0,2 / 0,88 nm
Dubina žljebova, mala / velika	0,26 / 1,30 Nm	0,82 / 0,85 nm	1,38 / 0,37 nm
Promjer spirala	2,3 nm	2.0 Nm	1,8 nm

Strukturni elementi DNK
(ne-kanonske DNA konstrukcije)

Strukturni elementi DNK uključuju neobične strukture ograničene nekim posebnim nizovima:

DNK Z-Form formiran je u B-oblicima DNK, gdje se požuri naizmjenično sa pirimidijanima ili u ponavljanjima koja sadrže metilirani citozin. Palindrom - Sekvence-papuče, obrnute ponavljanja osnovnih sekvenci imaju simetriju drugog reda u odnosu na dva lanca DNK i formiranje "studsa" i "križa". Oblik H-Trostruki DNK se formiraju ako postoji parcela koja sadrži samo purine u jednom lancu normalnog Watson-Crykovsky dupleksa, a u drugom lancu, pirimidini su komplementarni. G-četvorostruko (G-4) je četvero-nasučena DNK spirala, gdje 4 Guanin base iz različitih krugova oblika G-kvarteti (G-Tetradda) vezane za vodonike da bi se formirali G-Quadruplice.

Z-oblik DNK Otkriveno je 1979. godine prilikom proučavanja heksanukleotida D (CG) 3 -. Otvorio ga je profesor Massachusetts Institute za tehnologiju Aleksandar bogat zaposlenima. Z-oblik je postao jedan od najvažnijih strukturni elementi DNK Zbog činjenice da je njegovo formiranje primijećeno u DNK odjeljcima, gdje se požudi alternatiraju sa pirimidijanima (na primjer, 5'-hggch-3 ') ili u ponavljanjima 5'-CGCGG-3' koji sadrže metilirani citozin. Bitni uvjet za formiranje i stabilizaciju Z-DNA-u bio je prisustvo nukleotida putine u X-ConforMactu, naizmjenično sa pirimidinskim bazama u anti-konformaciji.

Prirodni molekuli DNK uglavnom postoje u desnom b obliku ako ne sadrže vrstu (CG) N sekvence. Međutim, ako su takvi sekvenci dio DNK, tada ova područja s promjenom u jonskoj sili rješenja ili kationa neutralizacija negativan naboj Na fosfodietoru, mogu ići u z-oblik, dok ostale DNK dionice u lancu ostaju u klasičnom u obliku. Mogućnost takvog tranzicije ukazuje da su dva lanca u DNK dvostruku spiralu u dinamičnom stanju i mogu biti odvojeni u odnosu na sedni drugima, prelazeći iz pravog oblika ulijevo i obrnuto. Biološke posljedice takve značenje koje omogućavaju konformacijske transformacije strukture DNK još nisu sasvim razumljive. Vjeruje se da Z-DNA web lokacije igraju određenu ulogu u reguliranju izražavanja nekih gena i sudjeluju u genetskom rekombinaciji.

Z-oblik DNK nalazi se lijevu dvostruku spiralu u kojoj se baza fosfodietar nalazi Zigzago, poput osi molekule. Otuda i ime molekula (Zigzag) -DHK. Z-DNK - najmanje uvijena (12 parova razloga za hladnije) i najstalnije prirode poznate u prirodi. Udaljenost između susjednih nukleotida iznosi 0,38 nm, dužina okreta je 4,56 nm, promjer Z-DNA je 1,8 Nm. Štaviše, izgled Ova molekula DNK odlikuje se prisutnošću jednog utora.

DNK Z-obrazac otkriven je u prokariotskim ćelijama i eukariotima. Trenutno se dobivaju antitijela koja mogu razlikovati Z-oblik iz B-oblika DNK. Ova antitela povezana su s određenim područjima divovskih kromosoma ćelija pljuvačnih žlijezda Drozophile (dr Melanogaster). Iza obvezujućeg odgovora lako je nadgledati zbog neobične strukture ovih kromosoma, koji imaju izravna područja (diskovi) kontrast sa manje gustim (interdisciplini). Z-DNA web stranice nalaze se u interdiscipliplonima. Iz toga slijedi da z-oblik zaista postoji u vivo, iako su dimenzije pojedinih dijelova z-obrasca još uvijek nepoznate.

(Perevils) - najpoznatiji i česti temelji u DNK. Palindrom se naziva riječ ili fraza koja se čita s lijeva na desno i obrnuto je isto. Primjeri takvih riječi ili fraza su: Shalash, Cossack, poplava i Rosa pali su u krugu AZOR-a. U primeni na DNK lokacije, ovaj termin (palindrome) znači istu izmjenu nukleotida duž lanca desno lijevo i s lijeva na desno (poput slova u riječi "Shala" itd.).

Palindrom je karakterističan prisustvom obrnutih ponavljanja osnovnih sekvenci koji imaju simetriju drugog reda u odnosu na dva DNK krugova. Takvi sekvenci, potpuno razumljivim razlogom, samoprofinjuju se i teže formiranja proklet ili mrlje konstrukcija (Sl.). Studs pomažu regulatorima da nauče mjesto hromosoma genetskih teksta hromozoma.

U slučajevima kada je obrnuta ponavljanja prisutna u istom lancu DNK, takav niz se naziva renoviranje ogledala. Zrcalni ponavljanja nemaju svojstva samo-provjere i, stoga nisu sposobni da formiraju studenke ili krstanje konstrukcije. Nizovi ove vrste otkrivaju se u gotovo svim velikim molekulama DNK i mogu uključivati \u200b\u200bsa svih više baznih parova na nekoliko hiljada baznih parova.

Prisutnost palindroma u obliku mrlje konstrukcija u Eukariotskim ćelijama nije dokazano, iako je određena količina raskriznih struktura otkrivena u okviru vivo u E. Coli ćelijama. Prisutnost u sastavu RNA ili jednosmjernog DNK samokontrolnih sekvenci glavni je uzrok sklopivanja u rješenjima nukleičkog kruga u određenu prostornu strukturu, karakterizirana formiranjem skupa "izlijevanja".

DNK H - Ovo je spirala, koja formira tri DNK lanca - trostruka DNK spirala. To je složena duka s spiralom Watson-Crica sa trećim nitima DNK-lanca, koji se nalazi u velikom utočaju, sa formiranjem takozvanog zagrljaja.

Formiranje sličnog Tripsexa događa se kao rezultat dodavanja dvostrukog spiralnog DNK na takav način da polovina njenog nalazišta ostaje u obliku dvostruke spirale, a druga polovica je odvojena. U ovom slučaju, jedna od nepovezanih spirala formira novu strukturu sa prvom poluolom dvostrukom spiralom - trostrukom spiralom, a druga je nestrukturirana, u obliku jednosmjernog područja. Značajka ove strukturne tranzicije je oštra ovisnost o pH medija, čiji su protoni stabiliziraju novu strukturu. Zbog ove funkcije nova struktura Primili su naziv DNK-obrasca H-formi, čija je formiranje pronađena u superpiraliziranim plazmidima koji sadrže homopirimididne površine, koje su reprodukciju ogledala.

U daljnjem istraživanju uspostavljen je mogućnost strukturne tranzicije nekih homopurinskih-homopirimidinskih bindela polinukleotida koji se formira trodimenzionalna struktura koja sadrži:

• jedan homopurinski i dva homopirimidin niti ( PY-PU-PY Triplex) [Hugstin interakcija].

  Komponente blokova PY-PY PY su kanonski izomorfni CGC + i TAT TRIADS. Stabilizacija Triplex-a zahtijeva protonaciju CGC + TRIAD-a, tako da ova putovanja ovise o pH rješenja.

• jedan homopirimidin i dva homopirin niti ( PY-PU PU Triplex) [Reverse Hugstin interakcija].

  Komponente PY-PU-PU triplex blokova su kanonski izomorfni CGG i Taa Taad. Osnovna imovina PY-PU PU triplexes je ovisnost njihove stabilnosti iz prisutnosti dvoinskoinkirnih iona, a potrebni su različiti joni za stabilizaciju triplexa različitih sekvenci. Budući da formiranje PY-PU-PU triplexesa ne zahtijeva protonaciju nukleotida uključenih u njihov sastav, takvi triperxe mogu postojati s neutralnim pH.

  Napomena: Direktna i inverzna interakcija zagrljaja objašnjava se 1-metilna simetrijom: rotacija od 180 ° dovodi do činjenice da je o4 atom zauzet O2 atom, dok je sačuvan sistem vodika.

Poznata su dvije vrste trostrukih spirala:

1. paralelne trostruke spirale, u kojima polaritet trećeg lanca poklapa se s polaritetom homopirinskog lanca Watson Cryovsky dupleksa
2. anti-paralelne trostruke spirale, u kojima je polaritet trećeg i homopurijskog lanca suprotno.

Hemijski homologni lanci i u PY-PU-PU i u PY-PU-PY Tryperxes nalaze se u anti-paralelnoj orijentaciji. To su kasnije potvrdili podaci NMR spektroskopije.

G-četverokrevetni - 4-spiralna DNK. Takva se struktura formira ako ima četiri Guanina, koji čine takozvani G-QuadUplex - ples od četiri Guanina.

Prvi savjeti za mogućnost formiranja takvih struktura dobila su mnogo prije probojnog rada Watsona i plaka - povratak 1910. godine. Tada je njemački hemičar Ivar Bang pronašao da je jedna od komponenti DNK - Gnanošić kiseline - u visokim koncentracijama, oblikova gelove, dok ostale komponente DNK ne posjeduju takvu imovinu.

1962. godine, koristeći rendgenski strukturni način, bilo je moguće uspostaviti strukturu ćelije ovog gela. Pokazalo se da se sastoji od četiri gunina ostataka koji se vežu jedno drugom u krugu i formiraju karakterističan kvadrat. U centru komunikacije podržava metalni jon (NA, K, MG). Iste strukture mogu se oblikovati u DNK ako postoji puno Guanina. Ovi ravni kvadrati (G-kvarteti) presavijeni su u hrpe, a ispada da su prilično stabilne, guste konstrukcije (G-četverostruke diferencijale).

Četiri odvojena DNK lanca mogu se traćiti u četiri odvojena kompleksa, ali to je prilično izuzetak. Češće je jedna nit nukleinske kiseline jednostavno vezan za čvor, formirajući karakteristične zadebljanje (na primjer, na krajevima hromosoma) ili DNK s dva lanca na nekim bogatim GUANIN parcelom čini lokalni četverokrevetni.

Postojanje četvorostrukih puta na krajevima hromosoma najčešće se proučava - na telomere i onkopromotorima. Međutim, to je još uvijek potpuna slika lokalizacije takvih DNK u ljudskim kromosomima nije poznat.

Sve ove neobične DNK strukture u linearnom obliku su nestabilne u odnosu na DNK obrazac. Međutim, DNK često postoji u ručnom obliku topološkog napona kada ima takozvana superpioralizacija. Pod ovim uvjetima se lako formiraju ne-kanonske DNK strukture: z-obrasci, "križevi" i "studs", h-oblici, guanin četverostruki kompletirani i i-motivi.

• Superpuralizirani oblik - primijećen kada se ćelija izolira iz jezgre bez oštećenja na otoku Pentoso fosfat. Ima oblik super zaštićenih zatvorenih prstenova. U nadležnom stanju, DNK dvostruka spirala barem jednom se "iskrivio", tj. Sadrži barem jedan nadzor (uzima oblik osam).
• Opušteno stanje DNK-a opaženo je tokom jedne pauze (prekid jedne niti). U isto vrijeme, vjetrovi nestaju, a DNK ima oblik zatvorenog prstena.
• Linearni oblik DNK-a opaža se kada se pauza dvostruke spiralne niti.

Sva tri navedena DNK oblika lako se podijele u gellelektroforezu.

Tercijarna struktura DNK

Tercijarna struktura DNK Formira se kao rezultat dodatnog uvijanja u prostoru molekule s dvije snage - njegova superspiracija. Superpiracije molekule DNK u Eukariotskim ćelijama, za razliku od prokariota, vrši se u obliku kompleksa sa proteinima.

Eukarot DNK je gotovo svi u kromosomima jezgre, samo je mali iznos sadržan u mitohondriji, a u biljkama i u plastima. Glavna supstanca hromosom eukariotskih ćelija (uključujući ljudski kromosom) je hromativ koji se sastoji od dvoglavljenih DNK, histon i ne-tajnim proteinima.

Histon proteini kromatin

Histonovi su jednostavni proteini, čine do 50% kromatina. U svim proučavanim ćelijama životinja i biljaka pronađeno je pet osnovnih klasa histona: H1, H2A, H2B, H3, H4, različite veličine, sastava aminokiseline (uvijek pozitivna).

Histon H1 sisavci sastoji se od jednog polipeptidnog lanca koji sadrži oko 215 aminokiselina; Veličina ostalih histona varira od 100 do 135 aminokiselina. Svi su spyrelizirani i uvijeni u globusu s promjerom oko 2,5 Nm, sadrže neobično veliki broj pozitivno nabijenih aminokiselina lizina i arginina. Histonovi se mogu acetilirati, metilirani, fosforiklirani, poli (ADP) -Redosilan i histons H2A i H2B su kovalentno povezani s Uvilitinom. Kakva je uloga takvih izmjena u formiranju strukture i obavljanja funkcija histopima na kraju još uvijek nije pronađena. Pretpostavlja se da je to njihova sposobnost interakcije sa DNK i pružiti jedan od mehanizama za regulaciju gena.

Histone komuniciraju s DNK uglavnom kroz ione veze (Mostovi sa soli) formirani su između negativno nabijenih DNA fosfatnih grupa i pozitivno napunjeni lizin i argininski ostaci histona.

Negiston proteini kromatin

Ungiston proteini, za razliku od histona, vrlo su raznoliki. Izolirano je do 590 različitih frakcija neregonskih proteina koji obvezuju DNK. Nazivaju se i kiseli proteini, jer u njihovoj strukturi dominiraju kiseli aminokiseline (oni su polianioni). Uz razne ne-tajne proteine, povezana je posebna regulacija aktivnosti kromatina. Na primjer, enzimi potrebni za replikaciju i DNK izražavanje mogu privremeno komunicirati s kromatinom. Ostali proteini, recimo sudjelovanje u različitim procesima uredbe, povezani su sa DNK samo u određenim tkivima ili na određenim fazama diferencijala. Svaki protein je komplementaran od specifičnog slijeda nukleotida DNK (Web stranica DNK). Ova grupa uključuje:

• porodica proteina specifičnih za mesto poput "cinknih prstiju". Svaki "cink prst" prepoznaje određeno mjesto koje se sastoji od 5 nukleotidnih parova.
• porodica proteina specifičnih za lokaciju - homodimeri. Fragment takvog proteina u kontaktu s DNK ima strukturu "spiralne spiralne spirale".
• proteini visoke mobilnosti (HMG proteini - s engleskog, gela visokog mobilnosti - grupa strukturnih i regulatornih proteina koji su stalno povezani s kromatinom. Imaju molekularnu težinu manji od 30 CD-a i odlikuju ih visoki sadržaj napunjenih aminokiselina. Zbog male molekularne težine HMG proteina, imaju visoku pokretljivost tokom elektroforeze u poliakrilamidnom gelu.
• replikacija, transkripcija i reparacijski enzimi.

Uz sudjelovanje strukturnih, regulatornih proteina i enzima koji su uključeni u sintezu DNK i RNA, nukleosomi se pretvaraju u visoko kondenzabilni proteinski kompleks i DNK. Formirana struktura je 10.000 puta kraća od originalnog molekula DNK.

Hromatin

Chromatin je kompleks proteina sa nuklearnim DNK i neorganskim tvarima. Glavni dio kromatina je neaktivan. Sadrži čvrsto upakovanu, kondenzirani DNK. Ovo je heterohromatin. Postoji konstitutivni, genetski neaktivni kromatin (satelitski DNK) koji se sastoji od neizraženih područja i opcionalno - neaktivno u više generacija, ali pod određenim okolnostima, sposobnim za eskopšanje.

Active Chromatin (Euchromatin) nije kondenzaran, I.E. Pakirano manje čvrsto. U različitim ćelijama njen sadržaj se kreće od 2 do 11%. U ćelijama mozga, većina je od svih - 10-11%, u ćelijama jetre - 3-4 i bubrezi - 2-3%. Postoji aktivna transkripcija EUCHROMATIN-a. Istovremeno, njegova strukturalna organizacija omogućava upotrebu istih genetskih podataka DNK svojstvene tipom tijela, u različitim ćelijama u specijaliziranim ćelijama.

U elektrokopcu elektrona, klimatična slika podseća na perle: sferno zadebljanje od oko 10 nm, odvojenih filamentarnim skakačima. Ove sferne zgušice nazivaju se nukleosomi. Nukleosome je strukturalna jedinica kromatina. Svaki nukleonos sadrži superspiralni DNK segment od 146 nukleotidnih parova, rana s formiranjem 1,75 lijevog zavoja na nukleosomalnom korporu. Nucleosomal COR je histon oktamer koji se sastoji od histons H2A, H2B, H3 i H4, dvije molekule svakog oblika (Sl. 9), koji izgleda kao disk s promjerom 11 nm i debljine 11 nm. Peti histon, H1, nije dio nukleosomične kore i ne sudjeluje u procesu smanjenja DNK na histon oktamer. Kontaktira DNK na tim mjestima gdje ulazi dvostruka spirala i izlazi iz nukleosomalne kore. Ovo su interkonektični (povezivač) DNK dionica, čija dužina varira ovisno o vrsti ćelija od 40 do 50 nukleotidnih parova. Kao rezultat toga, dužina fragmenta DNK uključena u nukleozmu (od 186 do 196 nukleotidnih parova) varira.

Nukleosoma uključuje otprilike 90% DNK, ostatak pada na vezu. Vjeruje se da su nukleozmeti fragmenti "tihog" hromatina, a povezivač je aktivan. Međutim, nukleosom se može rasporediti i premjestiti u linearnu obrazac. Prošireni nukleonos već su aktivni kromatin. Tako jasno očigledno manifestuje ovisnost funkcije iz strukture. Može se smatrati da se više kromatina nalazi u sastavu globularnih nukleosoma, manje aktivne. Očito je u različitim ćelijama, nejednaki dio ograničenog kromatina povezana s brojem takvih nukleosoma.

Na elektronskim mikroskopskim fotografijama, ovisno o uvjetima odabira i stupnju istezanja, kromatin može izgledati samo kao dugačak nit sa zgušnjavanjem - "perle" s nukleosomima, ali i kao kraćim i gušćem fibrilom (vlakno) s promjerom od 30 nm, čija se formacija opaža prilikom interakcije histona H1, povezana sa veznik sekcijom DNK i Histonom H3, što dovodi do dodatnog uvijanja spirale od šest nukleosoma u zavojnicu s promjerom u obliku solenoida s promjerom od 30 nm. U ovom slučaju, histonski protein može spriječiti transkripciju niza gena i na taj način prilagoditi njihovu aktivnost.

Kao rezultat gore opisanih DNK, DNK segment DNK iz 186 osnova baza s prosječnim promjerom 2 nm i dužine od 57 nm pretvara se u helix s promjerom 10 nm i 5 nm. Uz naknadnu kompresiju ove spirale do vlakana promjera 30 nm, stepen kondenzacije se povećava čak i šest puta.

Konačno, DNK dupleks pakovanje sa pet histona vodi do 50-sakupljanja DNA kondenzacije. Međutim, čak i tako visok stepen Kondenzacija ne može objasniti gotovo 50.000 do 100.000-sakupljanih DNK pečata u metafazi hromosoma. Nažalost, detalji daljnjeg ambalaže kromatike do metafazne hromosoma još nisu poznati, tako da možete samo uzeti u obzir opće karakteristike Ovaj proces.

Razina sabijanja DNK u kromosomima

Svaka DNK molekulacija je upakovana u zaseban kromosom. U diploičnim ćelijama osobe sadrže 46 hromozoma koji se nalaze u jezgri ćelije. Ukupna dužina DNK svih kromosoma ćelije iznosi 1,74 m, ali promjer jezgre u kojem su hromozomi prepuni, milionima puta manje. Takva kompaktna DNK polaganje hromosoma i kromosoma u jezgri suzgre dostupna je raznim, histonskim i ne-sistonskim proteinima, interakcijom u određenom nizu s DNK (vidi gore). DNK sabijanje u hromosomima omogućava smanjenje linearnih dimenzija od oko 10 000 puta - konvencionalno od 5 cm do 5 mikrona. Izolirano je nekoliko nivoa kompaktnice (Sl. 10).

• dNK dvostruka spirala - negativno nabijena molekula s promjerom 2 nm i dužine nekoliko cm.
• nukleosomalni nivo - Chromatin gleda u elektronski mikroskop kao lanac "perle" - nukleosomi - "na niti". Nukleosome je univerzalna strukturalna jedinica koja se nalazi i u EUCHROMATIN-u i u heterohromatinu, u interfaznoj kernelu i metafazi hromosoma.

  Nukleosomalni nivo kompaktnice pružaju posebni proteini - histone. Osam pozitivno nabijenih domena histona tvore jezgro (jezgro) nukleosoma na kojem je ranjen negativno nabijeni DNK molekula. To daje skraćivanje u 7 puta, dok se promjer povećava od 2 do 11 nm.

• solenoidni nivo

  Solenoidni nivo organizacionog kromosoma karakterizira uvijanje nukleosomalne niti i formiranje gustih fidžija od 20-35 Nm u promjeru - solenoidi ili surebi. Teren solenoida je 11 Nm, jedan od okruglih računa za oko 6-10 nukleosoma. Solenoidno pakiranje smatra se najvjerovatnijim od super ponuda, prema kojem je hromatinski fibril s promjerom 20-35 nm lanac granula, ili superitivni, od kojih se svaki od njih sastoji od osam nukleosoma. Na silenoidnom nivou, linearna veličina DNK-a smanjuje se za 6-10 puta, promjer se povećava na 30 nm.

• nivo petlje

  Nivo petlje pruža se ne-tajni proteini koji obvezuju za obvezujuće veze sa ciljem, koji prepoznaju određene DNK sekvence i povezani su s njima, formirajući petlju od oko 30-300 hiljada baznih parova. Petlja osigurava izraz gena, I.E. Petlja nije samo strukturna, već i funkcionalno obrazovanje. Skraćivanje na ovom nivou javlja se u 20-30 puta. Prečnik se povećava na 300 nm. Konstrukcije slične petljom tipa "četkice za cijev" u ocytes od vodozemaca mogu se vidjeti na citološkim preparatima. Ove petlje očigledno superspiralizirane i da li su DNK domene koje odgovaraju vjerovatno, kromatinskim jedinicama za transkripciju i replikaciju. Specifični proteini ispravljaju baze petlje i, mogući, neki od njihovih unutarnjih dijelova. Organizacija domene u obliku petlje doprinosi kromatinu koji leži u metafazni hromozomi u spiralne strukture s visokim redoslijedom.

• nivo domene

  Nivo domene organizacije Hromosome nije dovoljno proučen. Na ovom nivou postoji formiranje domena petlje - strukture niti (fibrila) s debljinom od 25-30 Nm, koji sadrže 60% proteina, 35% DNK i 5% RNA praktički nisu vidljivi u svim fazama ćelije Ciklus s izuzetkom mitoze i nekoliko nasumično raspoređenih ćelijskim kernelom. Konstrukcije slične petljom tipa "četkice za cijev" u ocytes od vodozemaca mogu se vidjeti na citološkim preparatima.

  Loopirane domene pričvršćene su na unutrašnju matricu proteina u takozvanim ugrađenim prilozima, često naznačenim kao mar / sar-redoslijed (Mar, sa engleskog jezika. Sar, sa engleske regije skela) - DNK fragmenti sa Dužina nekoliko stotina baznih parova koju karakteriše visoki sadržaj (\u003e 65%) A / T parovi nukleotida. Svaka domena, očigledno, ima jednu tačku početka replikacije i funkcija kao autonomni superpolični jedinicu. Bilo koja domena petlje sadrži višestruke transkripcije, čiji je funkcioniranje vjerovatno koordinirano - cijela domena je u aktivnoj ili neaktivnoj državi.

  Na nivou domene, kao rezultat sekvencijalnog ambalaže kromatina, smanjenje linearnih dimenzija DNK iznosi oko 200 puta (700 Nm).

• razina hromosoma

  Na kromosomskom nivou, krom zagađenja je kondenzacija u metafazi sa pečatom petlje domena oko aksijalnog okvira neregistonskih proteina. Ova superspiracija prati fosforizaciju u ćeliji svih H1 molekula. Kao rezultat toga, kromosom metafaze može se prikazati u obliku čvrsto postavljenih magnetnih petlje, otkotrljanih u tijesnu spiralu. Tipičan ljudski kromosom može sadržavati do 2600 petlje. Debljina takve građevine doseže 1400 Nm (dva kromatida), a molekula DNK skraćena je u 104 puta, tj. Sa 5 cm ispruženim DNK do 5 mikrona.

Funkcije hromozomi

U interakciji sa nehlazoznim mehanizmima kromosoma pružaju

1. skladištenje nasljednih informacija
2. upotreba ovih podataka za stvaranje i održavanje ćelijske organizacije
3. regulacija čitanja nasljednih informacija
4. genetski materijal za samoposluživanje
5. prijenos genetskog materijala iz majčine ćelije je podružnica.

Postoje dokazi da kada aktiviraju presjek kromatina, I.E. Kada se transkripcija, Histon H1 obrnuto je uklonjen iz nje, a potom Giston Ocet. To uzrokuje smanjenost kromatina, uzastopni prijelaz 30-nanometrskih kromatinskih fibrila u 10-nanometar navoj i dodatno se odvija u dijelove besplatne DNK, I.E. Gubitak nukleosomalne strukture.

15.04.2015 13.10.2015

Značajke strukture i funkcionalnosti "dvostruke spirale"

Teško je podnijeti osobu bez genetskih navika, značajki, nasljednih promjena u organizmu novorođenčadi. Ispada da su sve informacije kodirane u zloglasnim genima koji su nosioci nukleotidnog genetskog lanca.

Istorija otvaranja DNK

Struktura molekule DNK bila je poznata svijetu 1869. godine. I.F. Misher je donio poznatu DNK poznatu po svima, koji se sastoji od ćelija, ili bolje relacija molekula odgovornih za prijenos genetskog kodeksa za razvoj živih organizama. U početku se ova supstanca nazivala nuklein, niko nije mogao odrediti broj lanaca strukture, njihovih metoda rada.

Danas su naučnici konačno donijeli sastav DNK, koji uključuje 4 vrste nukleotida, koji zauzvrat sadrži:

· Ostaci fosfora N3RO4;

· Peptose C5N10O4;

· Azotna baza.

Svi ovi elementi su u ćeliji i dio su DNK i povezani su s dvostrukom spiralom, koji su uklonili F. Crill, D. Watson 1953. godine. Njihove su studije počinile proboj u svijetu nauke i medicine, rad je postao osnova za mnoge naučno istraživanje, otvorio je kapije da znaju genetsku nasljednost svake osobe.

Struktura spojeva

DNK molekula nalazi se u kernelu, obavlja mnogo različitih funkcija. Unatoč činjenici da je glavna uloga tvari skladištenje genskih informacija, jedinjenja su odgovorna za sljedeće vrste rada:

· Kodirana aminokiselina;

· Kontrolišite rad ćelija ćelija;

· Izrađujemo proteine \u200b\u200bza vanjsku manifestaciju gena.

Svaki dio složene formira spiralne niti, takozvani kromatidi. Strukturne jedinice spirale su nukleotidi koji su u sredini lanca i omogućuju DNK da udvostruče. To se događa na ovaj način:

1. Zahvaljujući posebnim enzimima u kavezu ćelije, nastupa se spirala.

2. Vodonik se ne slažu, oslobađanjem enzima - polimeraz.

3. Molekula roditeljskog DNK povezan je sa ulomkom jednog lanca od 30 nukleotida.

4. Dva molekula formiraju se u kojoj je jedna nit matična ploča, drugi je sintetički.

Koji su lanci nukleotida koji i dalje omotaju oko niti? Činjenica je da je broj enzima vrlo velik, a samim tim i oni su nesmetani na istoj osi. Takav fenomen naziva se spiralizacijom, niti su skraćene nekoliko puta, ponekad i do 30 jedinica.

Molekularne genetske metode za korištenje DNK u medicini

Molekula DNK, omogućila je čovječanstvu da koristi strukturu nukleotidnih spojeva u raznim smjerovima. Prije svega, za dijagnozu nasljednih bolesti. Za monogene bolesti kao rezultat baštine spojke. Prilikom identifikacije povijesti zaraznih, onkoloških viška. Kao i u forenzičkoj medicini za identifikaciju ličnosti.

DNA upotreba puno, danas postoji popis monogenih bolesti, koji su izašli iz smrtnog popisa, zahvaljujući konceptu razvoja zgrada i dijagnostike molekularnog biofielda. U budućnosti možemo razgovarati o "novorođenčenoj genetičkom dokumentu", koji će sadržavati čitav popis zajedničkih pojedinačnih bolesti.

Svi molekularni genetski procesi još nisu proučavani, to je prilično kompliciran i naporan mehanizam. Možda će mnoge genetske bolesti moći spriječiti u bliskoj budućnosti, mijenjajući strukturu rođenja životog rođenja osobe!

Šta je drugo zakazano za budućnost na osnovu ove supstance?

Računalni programi zasnovani na nukleotidnim nitima imaju razglednice duge za stvaranje ultramičnih računarskog robota. Prekit takve ideje je L. Admeman.

Ideja izuma je sljedeća: Za svaku nit, slijed molekularnih baza koji se miješaju između sebe i formiraju različite RNA opcije. Takav računar će moći obavljati podatke s tačnošću od 99,8%. Prema optimističkim naučnicima, takav smjer uskoro će prestati biti egzotičan, a nakon 10 godina postat će vidljiva stvarnost.

Poboljšanje DNK računara bit će u živim ćelijama, obavljanje digitalnih programa koji će komunicirati s biohemijskim procesima tijela. Prve sheme takvih molekula već su izmišljene, znači da će uskoro započeti masovna proizvodnja.

Neverovatne i izvanredne činjenice o DNK

Zanimljiva povijesna činjenica sugerira da se prije mnogo godina "homo sapires" slomio neandertalcima. Podaci su potvrdili B. medicinski centar Italija, u kojoj je utvrđeno da je pronađena mitohondrijalna DNK, koja je navodna 40.000 godina. Ona ga je naslijedila od generacije ljudi mutanti, što je prije mnogo godina nestalo sa planete Zemlje.

Druga činjenica pripovijeda o kompoziciji DNK. Postoje slučajevi kada se trudnoća ohrabruje kao blizanci, ali jedan od embriona "Smeta u sebe" još jedan. To znači da će u tijelu novorođenče biti 2 DNK. Takav je fenomen poznat mnogim slikama povijesti grčke mitologije, kada su organizmi imali nekoliko dijelova tijela različitih životinja. Do danas, mnogi ljudi žive i ne znaju da postoje nosioci dva strukturna spoja. Čak i genetske studije ne mogu uvijek potvrditi ove podatke.

Pažnja: Na svijetu postoji neverovatna bića, čiji su DNK vječni, a stručnjaci su besmrtni. Je li tako? Teorija starenja je vrlo teška. Govor jednostavne riječi, sa svakom divizijom ćelija gubi snagu. Međutim, ako imate konstantnu strukturnu nit, onda možete živjeti zauvijek. Neki jastuci, kornjače pod posebnim uvjetima mogu živjeti vrlo dugo. Ali niko nije otkazao bolest, to je uzrok mnogih dugovječnih smrtnih slučajeva životinja.

DNK daje nadu za poboljšanje života svakog živog organizma, pomažući dijagnosticiranju teških teških teških, postajući razvijeniji, savršene ličnosti.

Svi živjeti na planeti sastoji se od različitih ćelija koje podržavaju narudžbu njihove organizacije na štetu genetskih informacija sadržanih u kernelu. Postoji, provodi se i prenosi složenim visokim molekularnim spojevima - nukleinske kiseline koje se sastoje od monomeričkih jedinica - nukleotida. Uloga nukleinskih kiselina ne može se precijeniti. Stabilnost njihove strukture određena je normalnom životnoj aktivnosti tijela, a svako odstupanje u strukturi neminovno dovodi do promjene u organizaciji ćelije, aktivnosti fizioloških procesa i održivosti ćelija uopšte.

Koncept nukleotida i njegovih svojstava

Svaka ili RNA prikuplja se iz manjih monomeričnih veza - nukleotida. Drugim riječima, nukleotid je građevinski materijal za nukleinske kiseline, koenzime i mnoge druge biološke jedinjenje koje su ćeliju izuzetno potrebne u procesu svojih sredstava za život.

Osnovna svojstva ovih bitnih tvari mogu se pripisati:

Skladištenje informacija o i naslijeđenim značajkama;
. provođenje kontrole nad rastom i reprodukcijom;
. Učešće u metabolizmu i mnogim drugim fiziološkim procesima koji se javljaju u ćeliji.

Govoreći o nukleotidima, nemoguće je nestati u takvoj važno pitanjeKao njihova struktura i sastav.

Svaki nukleotid sastoji se od:

Ostatak šećera;
. dušična baza;
. Phosfatna grupa ili ostatak fosforne kiseline.

Može se reći da je nukleotid složen organski spoj. Ovisno o vrsti sastava azotnih baza i vrstu pentoza u strukturi nukleotida, nukleinske kiseline podijeljene su u:

Deoksiribonukleinska kiselina ili DNK;
. Ribonukleinska kiselina ili RNA.

Sastav nukleinskih kiselina

U nukleinskim kiselinama šećer predstavlja pentose. Ovo je šećer sa pet ugljika, naziva se deoxyribozom u DNK, u RNA - Riboza. Svaka pentozno molekula ima pet atoma ugljika, četvero njih zajedno sa atom kisikom formiraju petočlani prsten, a peti ulazi u grupu N-CH2.

Položaj svakog atoma ugljika u pentoznoj molekuli označava arapski kopač sa moždanim udarom (1C ', 2C', 3C ', 4C', 5C ''). Budući da svi procesi čitanja s molekulom nukleinske kiseline imaju strogu orijentaciju, numeriranje ugljičnih atoma i njihove lokacije u prstenu služe kao znak ispravnog smjera.

Prema hidroksilskoj grupi do trećeg i petog ugljičnog atoma (3 ° C i 5S '), ostatak fosforne kiseline je priložen. To određuje hemijsku pripadnost DNK i RNA u kiselinu.

Baza dušika pričvršćena je na prvi ugljični atom (1S ') u molekuli šećera.

Vrste Sastav dušičnih baza

DNK nukleotidi na azotnu bazu predstavljaju četiri vrste:

Adenine (a);
. Guanin (D);
. citozin (c);
. Mini (t).

Prva dva pripadaju klasi Purinu, posljednja dva - pirimidinama. Molekularna težina, Purin je uvijek teži od pirimidina.

Predstavljena je nukleotidna RNA na bazi dušika:

Adenine (a);
. Guanin (D);
. citozin (c);
. Uracil (y).

Uracil kao i Timin je pirimidin baza.

U naučna literatura Često možete ispuniti još jednu oznaku azotnih baza - latino pisma (a, t, c, g, u).

Čitaj više hemijska struktura Purinov i pirimidini.

Pirimidini, naime citozin, timin i uracil, u svom sastavu predstavljeni su dva atoma dušika i četiri atoma ugljika koji čine šestočlan prsten. Svaki atom ima svoj broj od 1 do 6.

Purine (Adenin i Guanin) sastoje se od pirimidina i imidazola ili dva heterocikla. Molekula za purin baza predstavljena je četiri atroge atoma i pet atoma ugljika. Svaki atom je numeriran od 1 do 9.

Kao rezultat spoja azotne baze i ostataka pentoze, formiran je nukleozid. Nukleotid je spoj nukleozidnog i fosfatne grupe.

Formiranje fosfodietarskih veza

Važno je shvatiti pitanje kako su nukleotidi povezani u polipeptidni lanac i tvore molekulu nukleinske kiseline. To je zbog takozvanih fosfodietarskih veza.

Interakcija dva nukleotida daje dinukleotidu. Formiranje novog spoja nastaje kondenzacijom, kada postoji fosfodistična veza između fosfatnog ostatka jednog monomera i hidroksi grupe drugih pentoza.

Sinteza polinukleotida je ponovljena ponavljanja ove reakcije (nekoliko miliona puta). Lanac polinukleotida zasnovan je na formiranju fonfodietarskih obveznica između trećeg i petog ugljika Sahara (3S 'i 5C' '' '' '' '' '' '' '' ''

Skupština polinukleotida je složen proces koji teče uz sudjelovanje Enzima DNK polimeraze, koji pruža rast lančanog lanca samo s jednog kraja (3 ') sa besplatnom hidroksijom.

Struktura DNK molekula

Molekula DNK, kao i protein, može imati primarnu, sekundarnu i tercijarnu strukturu.

Slijed nukleotida u DNK krugu određuje svoje primarne formirane vodikogene veze, čija je pojava na principu komplementacije. Drugim riječima, sinteza dvostrukih djeluje određeni obrazac: Adenin jednog lanca odgovara timimini drugog, Guanina - citozina i obrnuto. Par adenina i timina ili gvanina i citozin formirani su zbog dva u prvom i tri u potonjem slučaju vodikovih veza. Takva povezanost nukleotida pruža čvrstu vezu lanca i jednaku udaljenost između njih.

Poznavanje nukleotidnog sekvence jednog lanca DNK, prema principu komplementarnosti ili dopuna, možete prebrojati drugi.

Tercijarna struktura DNK formirana je zbog složenih trodimenzionalnih obveznica, što ga čini kompaktnijom i sposobni da postavljaju u malu količinu ćelije. Dakle, na primjer, dužina DNK crevne štapove Više je od 1 mm, dok je dužina ćelije manja od 5 mikrona.

Broj nukleotida u DNK, naime njihov kvantitativni odnos podložan je pravilu Chergaff-a (broj purničnih baza je uvijek jednak količini pirimidina). Udaljenost između nukleotida je trajna vrijednost 0,34 nm, kao i njihova molekularna težina.

Struktura molekula RNA

RNA je zastupljena jednim lancem polinukleotida formiran kroz pentose (u ovom slučaju ribose) i ostatkom fosfata. Dužina je značajno kraća od DNK. Prema vrsti sastava azotnih baza u nukleotidu, postoje i razlike. U RNA, umjesto pirimidinske baze timina koristi se uracil. Ovisno o funkcijama izvedenim u tijelu, RNA može biti tri vrste.

Ribosomal (RDNA) - obično sadrži od 3000 do 5000 nukleotida. Po potrebi strukturna komponenta Sudjeluje u formiranju aktivnog centra za ribosomu, mjestu implementacije jednog od najvažnijih procesa u ćeliji - proteina biosinteza.
. Transport (TRNA) - sastoji se u prosjeku 75 - 95 nukleotida, prenosi željenu aminokiselinu na mjesto sinteze polipeptida u ribosomu. Svaka vrsta TRNA (najmanje 40) ima svoj svojstven niz monomera ili nukleotida.
. Informacije (INA) - na nukleotidnom sastavu je vrlo raznolik. Prijenos genetskih informacija iz DNK u Ribosome, djeluje kao matrica za sintezu molekula proteina.

Uloga nukleotida u tijelu

Nukleotidi u ćeliji obavljaju brojne bitne funkcije:

Koristi se kao strukturni blokovi za nukleinske kiseline (purina i pirimididne nukleotide);
. sudjeluju u mnogim metaboličkim procesima u ćeliji;
. uključeno u ATP - glavni izvor energije u ćelijama;
. djeluju kao nosioci smanjenja ekvivalenata u ćelijama (iznad +, nadF +, FAD, FMN);
. obavljati funkciju bioregulatora;
. Kao i drugi glasnici ekstracelularne redovne sinteze (na primjer, CAMF ili CGMF) smatraju se.

Nukleotid je monomerna jedinica koja stvara složenije spojeve - nukleinske kiseline, bez kojih genetskih informacija nisu moguća, njegova skladišta i reprodukcija. Besplatni nukleotidi su glavne komponente uključene u signalne i energetske procese koji podržavaju normalnu vitalnu aktivnost ćelija i tijela u cjelini.

DNK je jedna od dvije vrste nukleinskih kiselina - deoksiribonucleic (DNK) i ribonucleic (RNA). Ovi biopolimeri se sastoje od monomera koji se nazivaju nukleotidi. DNK nukleotidni monomeri i RNA slični su u glavnim karakteristikama strukture. Svaki nukleotid sastoji se od tri komponente povezane trajnim hemijske obveznice

Nukleotidi koji su dio DNK sadrže šećer sa pet ugljika - Deoxyribozo, jednu od četiri dušične baze: adenine, guanine, citozin, timinci (a, g, c, t) i ostatak fosforne kiseline.
U sastavu nukleotida do riboze molekule (ili deoksirilo), na jednoj je stranu pričvršćena dušična baza, a na drugom - ostatkom fosforne kiseline. Nukleotidi su povezani sa dugim lancima. Osovine takvog lančanog oblika redovno naizmjeniče ostatke šećera i organske fosfate, a bočne grupe ovog lanca su četiri vrste nepravilnih naizmjeničnih azotnih baza.
Molekula DNK je struktura koja se sastoji od dvije niti, koja su duž cijele dužine povezana jednim drugim vodikovim vezama. Takva struktura karakteristična za samo DNK molekule naziva se dvostrukom spiralom. Značajka DNK strukture je da se protiv jedne azotne baze u jednom lancu nalazi strogo definirana dušična baza u drugom lancu - ovi parovi baza nazivaju se besplatne osnove (komplementarne jedna drugu): a \u003d t; G C.
Skup proteina (enzima, hormona itd.) Određuje svojstva ćelije i tijela. DNK molekuli čuvaju informacije o tim svojstvima i prenose ih generiranju potomka.

DNK je otvorio Johann Friedrich Mirus 1869. godine. U početku je nova supstanca dobila ime nuclein, a kasnije, kad je Misher utvrdio da ova supstanca ima svojstva kiseline, supstanca je dobila ime nukleinska kiselina . Biološka funkcija Novootvorena supstanca nije bila jasna, a duže vrijeme DNK se smatrala članom fosfora u tijelu. Štaviše, čak i na početku XX veka, mnogi biolozi su verovali da DNK nema nikakve veze sa tim transfer informacijaBudući da je struktura molekule, po njihovom mišljenju, bila previše monotona i nije mogla sadržavati kodirane informacije.

Postepeno je dokazano da je DNK, a ne proteini, kao što je ranije mislio, nosilac je genetskih informacija. Jedan od prvih odlučnih dokaza donijeli su O. Svi eksperimenti, Colin Mac-Lododa i Maclin McClap (1944) na transformaciji bakterija. Uspjeli su pokazati da je za takozvana transformacija (sticanje patogenih svojstava bezopasnog kulture kao rezultat dodavanja mrtvih patogena) odgovoran je za DNK izolirani iz pneumokoka. Eksperiment američkih naučnika Alfred Hershei i Martha Chase (eksperiment Hersha-Chaiz, 1952) sa oznakom radioaktivni izotopi Proteini i DNK bakteriofali su pokazali da se na zaraženu ćeliju prenose samo nukleičku fagu nukleinsku kiselinu, a nova generacija faga sadrži iste proteine \u200b\u200bi nukleinu kiselinu kao početnu fagu.

Do 50-ih 20. vijeka, tačna struktura DNK, kao i metoda prenošenja nasljednih informacija ostala su nepoznata. Iako nije bilo poznato da se DNK sastoji od nekoliko lanca koji se sastoji od nukleotida, niko nije znao tačno koliko su ti lanaca i kako su povezani.

DNA dvostruka struktura Helixa predložila je Francis Creek i James Watson 1953. na osnovu rendgenskih difrakcijskih podataka dobivenih Maurice Wilkins i Rosalind Franklinom i "Pravila za naplatu", prema kojima postoje strogi odnosi u svakom molekulu DNK, koji veže broj azotnih baza različitih vrsta. Kasnije je model DNK strukture dokazao Watson i vrisak, a njihov rad je primijećen nobelova nagrada u fiziologiji i medicini 1962. Među laureatima, Franklin Rosalinda nije živjela do trenutka, jer premija ne dodjeljuje posthumno