Дезоксирибонуклеиновая кислота

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — биополимер, содержащийся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах. Является носителем генетической информации и наследственных признаков.

Строение

ДНК является последовательностью нуклеотидов, каждый из которых содержит одно из четырёх азотистых оснований — гуанин (G), аденин (A) (пурины), тимин (T) и цитозин (C) (пиримидины), связанное с дезоксирибозой, к последней, в свою очередь, присоединена фосфатная группа. Соседние нуклеотиды в цепи соединены между собой фосфодиэфирной связью, образованной 3'-гидроксильной (3'-ОН) и 5'-фосфатной группами (5'-РО₃). Это свойство обуславливает наличие полярности в ДНК, а именно 5'- и 3'-концов.

Структура

Первичная структура ДНК - это линейная последовательность нуклеотидов в цепи. Для удобства последовательность можно записывать в виде букв (например AGTCATGCCAG), причём запись ведётся с 5'- на 3'-конец цепи.

Вторичная структура — это структура, образованная за счёт нековалентных взаимодействий нуклеотидов (в большей степени азотистых оснований) между собой, стэкинга и водородных связей. Двойная спираль ДНК является классическим примером вторичной структуры. Это самая распространенная в природе форма ДНК, которая состоит из двух антипаралельных комплементарных полинуклеотидных цепей. Антипараллельность реализуется за счёт полярности каждой из цепей. Под комплементарностью понимают соответствие каждому азотистому основанию одной цепи ДНК строго определенного основания другой цепи (в такой комплементарной паре напротив A стоит T, а напротив G располагается C).

Функции

ДНК является носителем генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов с помощью генетического кода. Генетическая информация реализуется при экспрессии генов в процессах транскрипции и трансляции. Передача генетической информации следующему поколению происходит в результате репликации.

Локализация

Большинство природных ДНК имеет двухцепочечную структуру, линейную (эукариоты и некоторые вирусы) или кольцевую (прокариоты, хлоропласты и митохондрии). Линейную одноцепочечную ДНК содержат бактериофаги. В клетках эукариот ДНК располагается главным образом в ядре в виде набора хромосом. Помимо ядра ДНК входит в состав митоходрий и хлоропластов (только растения), обеспечивая автономный синтез белков в этих органеллах. Бактериальная (прокариоты) ДНК представлена одной кольцевой молекулой ДНК.

Изменение последовательности нуклеотидов в ДНК (мутации) может приводить к генетическим нарушениям в организме.

Структура двойной спирали ДНК была открыта Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году. Работа впоследствии была отмечена Нобелевской премией.

См. также

Реализация генетической информации