Будова та біологічна роль молекули ДНК

«Молекула ДНК займає

центральне місце у науці,

яка покликана відповісти на питання

«Що таке життя?»

М.Д. Франк–Каменецький

 

 

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) являє собою одну з трьох макромолекул клітини яка забезпечує збереження і передачу генетичного коду, розвитку і діяльності організмів. В складі ДНК міститься генотип індивіда, який має здатність до самовідтворення і передає інформацію у спадок.

ДНК була відкрита Іоганном Мішером у 1869 році. Спочатку нова речовина отримала назву «нуклеїн», а пізніше, коли Мішер виявив у неї кислотні властивості, її назвали нуклеїновою кислотою. Біологічна функція нововідкритої речовини була невідома. Структура подвійної спіралі ДНК була запропонована Френсісом Кріком і Джеймсом Уотсоном у 1953 році на основі рентгеноструктурних даних, отриманих Морісом Вілкінсом і Розалінд Франклін, і «правил Чаргаффа», згідно з якими в кожній молекулі ДНК дотримуються строгі співвідношення, що зв’язують між собою кількість азотистих основ різних типів.

З хімічної точки зору ДНК — це довга полімерна молекула, що складається з послідовності блоків — нуклеотидів. Кожний нуклеотид складається з азотистої основи, цукру і фосфатної групи. Зв’язки між нуклеотидами в ланцюгу утворюються за рахунок дезоксирибози і фосфатної групи. У переважній більшості випадків макромолекула ДНК складається з двох ланцюгів, орієнтованих азотистими основами один проти одного. Ця дволанцюгова молекула утворює спіраль. В цілому структура молекули ДНК отримала назву «подвійної спіралі».

У ДНК зустрічається чотири види азотистих основ (аденін, гуанін, тимін і цитозин). Азотисті основи одного з ланцюгів сполучені з азотистими основами іншого ланцюга водневими зв’язками згідно з принципом комплементарності: аденін з’єднується тільки з тиміном, гуанін —  з цитозином.

   

                                                                                                              Просторова організація ДНК в клітинах

У клітинах еукаріотів ДНК міститься в ядрі клітини в складі хромосом, а також в деяких клітинних органелах. У клітинах прокаріотів кільцева або лінійна молекула ДНК, так званий нуклеоїд, міститься в цитоплазмі і прикріплена зсередини до клітинної мембрани. У них і у нижчих еукаріотів (наприклад дріжджів) зустрічаються також невеликі автономні кільцеві молекули ДНК, так звані плазміди. Крім того, одно- або дволанцюгові молекули ДНК можуть утворювати геном ДНК-вірусів.

Біологічна роль ДНК

ДНК є носієм генетичної інформації, записаної у вигляді нуклеотидної послідовності за допомогою генетичного коду. З молекулами ДНК зв’язані дві основні властивості живих організмів — спадковість і мінливість. Під час реплікації ДНК, з початкового, материнського, ланцюга, утворюються дві копії ДНК, які успадковуються дочірніми клітинами при поділі. Клітини, що утворилися таким чином, будуть генетично ідентичними. Потрібна для клітинної життєдіяльності генетична інформація зчитується при експресії генів. У багатьох випадках вона використовується для біосинтезу білків у процесах транскрипції (синтезу молекул РНК на матриці ДНК) і трансляції (синтезу білків на матриці РНК).

 

Матеріали взято з:

відео: https://youtu.be/8KgOIu0d8r8; текст: http://necu.org.ua/climate/; картинки: https://www.google.com.ua

Leave a Comment