Het DNA-molecuul: de niveaus van structurele organisatie

DNA Molecule - een polynucleotide monomeereenheden die vier deoxyribonucleotide (dAMF, dGMP, dCMP en dTMP) zijn. De verhouding van de volgorde van deze nucleotiden in het DNA van verschillende organismen zijn verschillend. Naast de belangrijkste stikstofbasen in DNA bevat ook andere kleine basen deoxyribonucleotiden met 5-methylcytosine, 5-oksimetiltsitozin, 6-methylaminopurine.

Zodra er een mogelijkheid om de werkwijze voor röntgenkristallografie biologische macromoleculen bestuderen en het verkrijgen van een perfecte röntgenstralen, kon vinden van de moleculaire structuur van DNA. Genoemde werkwijze is gebaseerd op het feit dat een bundel evenwijdige röntgenstralen invallend op een kristallijn cluster atomen vormt een diffractiepatroon, die hoofdzakelijk afhangt van het atoomgewicht van de atomen en de plaats in de ruimte. In de jaren 40 van de vorige eeuw is de theorie van de driedimensionale structuur van het DNA-molecuul naar voren gebracht. U. Astbury bewezen dat het desoxyribonucleïnezuur een stapel gesuperponeerde vlakke nucleotiden.

De primaire structuur van het DNA-molecuul

Onder de primaire structuur van nucleïnezuren wordt bedoeld een sequentie van nucleotiden in het DNA polynucleotide opstelling keten. Nucleotiden worden met elkaar verbonden door fosfodiester bindingen die gevormd zijn tussen de OH-groep op de 5-positie van een nucleotide deoxyribose en de OH-groep op positie 3 van een pentose.

De biologische eigenschappen van het nucleïnezuur verhouding bepaald door de kwalitatieve en langs de nucleotidesequentie van de polynucleotide keten.

De nucleotide samenstelling van DNA uit organismen van verschillende taxonomische groepen specifiek is en wordt bepaald door de verhouding (G + C) / (A + T). Gebruik factor specificiteit werd bepaald door de mate van heterogeniteit van de nucleotidensamenstelling van DNA uit organismen van verschillende oorsprong. Dus in hogere planten en dieren verhouding (G + C) / (A + T) enigszins verschilt en heeft een waarde groter dan 1. Voor microorganismen specifieke coëfficiënt varieert sterk - 0,35-2,70. Echter, somatische cellen van een species van DNA bevatten dezelfde nucleotidensamenstelling, dwz. E. Wij kunnen zeggen dat het gehalte aan GC baseparen van DNA van één species identiek.

Bepaling van heterogeniteit van de nucleotidensamenstelling van DNA in een hoeveelheid van specificiteit geen informatie over de biologische eigenschappen te geven. Onlangs, vanwege de verschillende specifieke nucleotidensequentie in een polynucleotide kettingdelen. Dit betekent dat de genetische informatie gecodeerd in DNA-moleculen in een specifieke volgorde van de monomere eenheden.

Een DNA-molecuul omvattende nucleotidesequenties bestemd voor de initiatie en beëindiging van werkwijzen voor de synthese van DNA (replicatie) van RNA-synthese (transcriptie) eiwitsynthese (translatie). Er zijn nucleotidesequenties die dienen om specifieke activerende en remmende regulerende moleculen, alsook nucleotidesequenties die geen genetische informatie niet dragen binden. Er zijn ook gewijzigd het veld, die de moleculen te beschermen tegen nucleasen.

Het probleem van de nucleotidensequenties van DNA nog niet volledig opgelost. Bepaling van nucleotidesequenties van nucleïnezuren tijdrovende procedure, die het gebruik van nuclease splitsingswerkwijze specifieke moleculen op afzonderlijke fragmenten verschaft. Tot nu toe, de complete nucleotidesequentie van de stikstofbasen voor het grootste gedeelte van tRNA andere herkomst.

Het DNA-molecuul: secondaire structuur

Watson en Crick een model van een dubbele helix van desoxyribonucleïnezuur gemaakt. Volgens dit model, beide polynucleotideketens omstrengelen elkaar, waardoor een soort helix vorming.

Stikstofbasen zij zich bevinden binnen de structuur en een fosfodiëster backbone - buiten.

Het DNA-molecuul: tertiaire structuur

De lineaire DNA in de cel de vorm heeft van een langwerpige molecuul is verpakt in een compacte structuur en neemt slechts 1/5 van het celvolume. Bijvoorbeeld het DNA van chromosoom lengte mens is 8 cm en verpakt dat past in een chromosoom met een lengte van 5 nm. Dergelijke stapeling kan door de aanwezigheid van de DNA helix structuren. Hieruit volgt dat de dubbelstrengs DNA helix ruimte kan verder stapelen specifieke tertiaire structuur - superhelix. Gedraaide dubbele helix conformatie van het DNA kenmerkend de chromosomen van hogere organismen. Dergelijke tertiaire structuur gestabiliseerd door covalente bindingen met aminozuurresten die de eiwitten die de nucleoproteïnecomplex (chromatine) vormen aminozuren. Daarom is het DNA van eukaryotische cellen geassocieerd met eiwitten voornamelijk basistekenset - histonen alsook zure eiwitten en fosfoproteidami.