Как и белки, ДНК имеет первичную структуру – простую последовательность нуклеотидов и более высокий уровень организации – трехмерную пространственную структуру.
Сейчас основные положения модели Уотсона и Крика о молекулярной организации ДНК подтвердились (140), а ключевые моменты, характеризующие трехмерную пространственную структуру молекулы ДНК, выглядят следующим образом:
• молекула ДНК состоит из двух полинуклео – тидних цепей, при этом каждый из них закручен вправо вокруг одной и той же оси, образуя двойную спираль. Диаметр спирали ДНК равен 2 • 10-9 м, а расстояние между соседними нук – леотидамы – 0,34 • 10-9 м. На один виток спирали приходится 10 нуклеотидов;
• цепи ДНК построены из остатков дезоксирибозы, соединенных дифосфоетернимы мостиками; цепи ориентированы в разные стороны, то есть одну цепь имеет 3-5 последовательностей диетерних связей, второй – 5-3;
Современные представления о структуре ДНК
• полинуклеотидные цепи соединены между собой водными связями, возникающими между нитро – геновмиенимы основами различных цепей, расположенных один напротив другого. Между аденином и тимином образуются два водородных связи (А = Т) (141), а между гуанином и цитозином – три (Г = Ц). Водородные связи очень слабые, но благодаря многократной повторяемости они образуют сверхпрочную структуру, которая одновременно является лабильной, предоставляющая спирали ДНК возможность легко раскручиваться, а затем снова быстро восстанавливать двухцепную структуру; молекулы А -Т и Г -Ц, так же как и две части одного разбитого блюдца, геометрически дополняют друг друга. Способность дополнять, свойственна поверхностям некоторых химических соединений, называется комплементарность (от лат. Комплементум – дополнение). Следовательно, если на определенном участке цепи
последовательно расположенные нуклеотиды А, Т, Г, Ц, то на его противоположной области, по принципу компьютеры лементарности, – Т, А, Ц, Г;
• последовательность нуклеотидов молекулы, а также на длину цепи не существует никаких ограничений.
Таким образом, модель двойной спирали обосновывает эквивалентность числа нитрогеновмиснпх оснований в молекуле ДНК (правило Чаргаффа), а также позволяет объяснить, каким образом сохраняется постоянная количество молекул ДНК при делении клеток.
Как показали специальные расчеты, длина молекулы ДНК в клетке человека в нормальном состоянии составляет около 8 см. Отсюда естественно возникает вопрос: каким же образом такая длинная молекула заключается в клеточное ядро, которое можно рассмотреть только под микроскопом. Оказывается, в ядре клетки ДНК содержатся в суперспирализованому (суперскрученому) состоянии и на один виток спирали может приходиться гораздо больше, чем 10 нуклеотидов. Кроме того, находясь в ядре, ДНК взаимодействует с белками, которые имеют щелочные свойства и образуют вещество – хроматин, что в ядре заключается определенным способом: вроде того, как наматывается нить на катушку.
(No Ratings Yet)
Загрузка...