מולקולת ה- DNA: רמות ארגון מבני

DNA מולקולה - יחידות מונומר polynucleotide שהם ארבעה deoxyribonucleotide (dAMF, dGMP, DCMP ו dTMP). היחס בין הרצף של נוקלאוטידים אלה לתוך ה- DNA של אורגניזמים שונים נבדל. מלבד הבסיסים החנקניים העיקריים DNA מכיל גם deoxyribonucleotides בסיסים קלים עם 5-methylcytosine, 5-oksimetiltsitozin, 6-methylaminopurine.

ברגע שיש אפשרות להשתמש בשיטה של קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן כדי ללמוד מקרומולקולות ביולוגיות ולקבל רנטגן מושלמת, ניתן היה לברר את המבנה המולקולרי של ה- DNA. שיטת חיוב כאמור מבוסס על העובדה כי קרן של אירוע הצילומים רנטגן במקביל על אטומי אשכול גבישים, יוצרת תבנית התאבכות, אשר תלוי בעיקר על המשקל האטומי של האטומים, ומיקומם במרחב. בשנות ה -40 של המאה הקודמת, תורת המבנה התלת-ממדי של מולקולת ה- DNA נעשה לשים קדימה. U. Astbury הוכיח כי החומצה דאוקסיריבונוקלאית היא ערימה של נוקלאוטידים שטוחים גבי.

המבנה העיקרי של מולקולת ה- DNA

תחת המבנה הראשוני של חומצות גרעין, נועד רצף של נוקלאוטידים בשרשרת הדנ"א הסדר polynucleotide. נוקלאוטידים מקושרים יחד על ידי קשר פוספודיאסטרי אשר נוצרות בין קבוצת OH ב 5 עמדת נוקלאוטיד אחד deoxyribose הו כל הקבוצה עמדה 3 של פנטוז אחר.

המאפיינים הביולוגיים של יחס חומצות הגרעין שקבעו איכותי ולאורך רצף נוקליאוטידים של שרשרת polynucleotide.

הרכב נוקלאוטיד של דנ"א אורגניזמים מקבוצות טקסונומיות שונות הוא ספציפי והיא נקבעת על ידי היחס (G + C) / (A + T). סגולי גורמים שימוש נקבע על ידי מידת ההטרוגניות של הרכב נוקלאוטיד של דנ"א אורגניזמים ממוצא שונה. לפיכך, ביחס צמחים ובעלי החיים גבוהים יותר (G + C) / (A + T) משתנית מעט ויש לו ערך גדול מ 1. עבור מקדם סגולי מיקרואורגניזמים משתנה מאוד - החל .35 כדי 2.70. עם זאת, תאים סומטיים של מינים של DNA מכילים את אותו הרכב נוקלאוטיד, כלומר. E. אנחנו יכולים לומר כי התוכן של זוגות GC בסיסים של DNA של אחד המינים זהים.

קביעת ההטרוגניות של הרכב נוקלאוטיד של DNA בשיעור של סגוליות לא נותנת מידע על הנכסים הביולוגיים שלה. לאחרונה, עקב רצף נוקליאוטידים הספציפי השונה חלק בשרשרת polynucleotide. משמעות הדבר היא כי המידע הגנטי מקודד ב מולקולות דנ"א רצף מסוים של יחידות monomeric שלה.

מולקולת ה- DNA הכולל רצפי נוקליאוטידים המיועדים ייזום סיום תהליכי סינתזה של DNA (שכפול) של סינתזת RNA (תעתיק) סינתזת חלבון (תרגום). ישנם רצפי נוקליאוטידים שמשרתים לאגד הפעלה ספציפית מולקולות רגולטוריות מעכבות, כמו גם רצפי נוקליאוטידים אשר אינו נושאות כל מידע גנטי. ישנם גם שינויים בתחום, אשר להגן על מולקולות מן nucleases.

הבעיה של רצפי נוקליאוטידים של דנ"א טרם נפתרה לחלוטין. קביעת רצפי נוקליאוטידים של חומצות גרעין היא הליך רב-פעמי, אשר מספק את השימוש במולקולות ספציפיות שיטת מחשוף nuclease על שברים נפרדים. נכון להיום, את רצף נוקליאוטידים המלא של הבסיסים החנקניים הוקם עבור רוב ממוצא שונה tRNA.

מולקולת ה- DNA: המבנה משני

ווטסון וקריק עיצבו מודל של הסליל הכפול של חומצה דאוקסיריבונוקלאית. על פי מודל זה, שתי שרשראות polynucleotide לכרוך זה בזה, וכך נוצרת מעין סליל.

בסיסים חנקניים הם ממוקמים בתוך המבנה, ועמוד שדר phosphodiester - בחוץ.

מולקולת ה- DNA: מבנה שלישוני

ה- DNA ליניארי בתא יש בצורת מולקולה מוארכת, זה ארוז בתוך מבנה קומפקטי תופס רק 1/5 מנפח התא. לדוגמה, ה- DNA של אורך הכרומוזום האנושי הוא 8 ס"מ, ו ארוז כך נכנס לתוך כרומוזום עם אורך של 5 ננומטר. ערמה כזה היא אפשרית בשל נוכחותם של מבני DNA סליל. מכאן נובע כי סליל הדנ"א פעמיים תקועים בחלל יכול להיות רחוק יותר לערום מבנה שלישוני ספציפי - superhelix. קונפורמציה supercoiled של מאפיין ה- DNA של הכרומוזומים של אורגניזמים שונים. כזה מבנה שליישון התייצב על ידי קשרים קוולנטיים אמינו שאריות חומצה שמרכיבות את החלבונים היוצרים את מורכבות nucleoprotein (הכרומטין). לכן, הדנ"א של תאי איקריוטיים הקשורים חלבונים בעיקר אופי בסיסי - היסטונים, כמו גם חלבונים חומציים fosfoproteidami.