22. Вторичная и третичная структура ДНК.

Уотсон и Крик предположили, что молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, закрученных спиралью одна вокруг другой, так что сахарно-фосфатная часть цепи лежит на внешней стороне спирали, а пурины и пиримидины — на внутренней. Эти две цепи соединены, одна с другой водородными связями, расположенными между специфическими парами пуринов и пиримидинов.

Специфичность в образовании водородных связей обеспечивает, чтобы, каждому аденину в одной цепи соответствовал тимин в другой, а каждому гуанину — цитозин и т. д. Таким образом, эти две цепи комплементарны друг другу, т. е. последовательность нуклеотидов в одной цепи однозначно определяет их последовательность в другой.

Цепи в спирали антипараллельны, то есть межнуклеотидные связи в одной цепи принадлежат к типу 5'→3', а во второй цепи – к типу 3'→5'.

Спираль обладает следующими характеристиками:

шаг спирали равен 3,4 нм,

диаметр спирали – 2,0 нм,

на каждый виток спирали приходится 10 пар оснований.

Третичная структура ДНК

У всех живых организмов двуспиральные молекулы

ДНК плотно упакованы с образованием сложных трехмерных структур. Суперспирализация необходима для «упаковки» длинной молекулы ДНК в малом объеме клетки, а также суперспирализация ДНК, облегчающая ее расплетение, обеспечивает репликацию и транскрипцию.

Белки хроматина включают две группы: гистоны и негистоновые белки.

Гистоны – это небольшие белки с молекулярной массой от 11 000 до 22 000 Да и высоким содержанием лизина и аргинина. Различают пять видов гистонов: H1 – богаты лизином, Н2А, Н2В – умеренно богаты лизином, Н3 и Н4 – богаты аргинином.

Негистоновые белки представлены множеством ферментов и белков, участвующих в синтезе ДНК, РНК, регуляции этих процессов и компактизации ДНК.

Нуклеиновые кислоты в живой клетке находятся в форме нуклеопротеинов – соединений с белками.

Основные нуклеопротеиновые структуры – хроматин и рибосомы.

Хроматин – 2/3 хроматина составляют белки, 1/3-ДНК.

Нуклеосома содержит 8 молекул гистонов и намотанную на них ДНК длиной около 150 нуклеотидных пар. При такой укладке длина ДНК уменьшается примерно в 7 раз.

ФУНКЦИИ ДНК

1. Хранение наследственной информации и её передача из поколения в поколение при делении клеток.

2. Участвует в качестве матрицы в реализации генетической информации, регулирует во времени и пространстве биосинтез компонентов клетки.

3. Определяет деятельность клетки и организма в течение жизненного цикла.

4. Обеспечивает индивидуальность данного организма. Эти функции ДНК обусловлены тем, что молекулы ДНК служат матрицей для репликации и транскрипции.