Question

Строение и химический состав ДНК​

Answer 1

Ответ:

ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, которые образуют правую спираль (винтовую линию) относительно одной и той же оси. Направление цепей взаимно противоположное. Структура ДНК – полимер, структурной единицей которого является нуклеотид.

Нуклеотид состоит из: азотистого основания: пуринового – аденин (А) или гуанин (Г) или пиримидинового – цитозин (Ц) или тимин (Т); углевода дезоксирибозы (пятиуглеродное сахарное кольцо); остатка фосфорной кислоты (НРО3*).

Двойная спираль ДНК правосторонняя. 10 пар оснований составляют полный оборот 360о, следовательно, каждая пара оснований повернута на 36 о вокруг спирали относительно следующей пары. Сахарофосфатный остов располагается по периферии двойной спирали, а азотистые основания находятся внутри и их плоскости перпендикулярны оси спирали (рис. 2). Между основаниями образуются специфические водородные связи, в результате чего осуществляетсяся так называемое уотсон–криковское спаривание. Аденин всегда образует водородные связи с тимином, а гуанин с цитозином. Такая закономерность называется комплементарностью. Комплементарность - это определенная последовательностей оснований в противоположных цепях ДНК. Данная закономерность очень важна для репликации ДНК

Соотношение между числом разных оснований в ДНК установлены Чаргаффом в 1949 г. и сыграли важную роль в построении двойной спирали. Чаргафф обнаружил, что у ДНК самого разного происхождения количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина – количеству цитозина. Эта закономерность была названа «правилом Чаргаффа» и выражается так: А = Т; Г = Ц. Таким образом, более объемные пурины всегда спариваются с пиримидинами, имеющими меньшие размеры. Это приводит к тому, что расстояния между С1’- атомами дезоксирибозы в двух цепях оказываются одинаковыми для АТ- и ЦГ- пар. В результате АТ- и ГЦ-пары включаются в двойную спираль без какого-либо заметного изменения геометрии остова. Цепи удерживаются вместе водородными связями и закручены одна вокруг другой и вокруг общей оси (рис.4).

Нуклеотиды соединены в полинуклеотидную цепь через фосфатную группу с образованием фосфодиэфирных мостиков, т.е. сахаро–фосфатный остов ДНК состоит из 5’–3’ связей. Генетическая информация записана в последовательности нуклеотидов в направлении от 5’ конца к 3’ концу – эта нить называется смысловой ДНК, здесь расположены гены. Вторая нить направления 3’–5’ считается антисмысловой, но является необходимым «эталоном» хранения генетической информации. Антисмысловая нить играет большую роль в процессах репликации и репарации ДНК. Таким образом, структура одной нити определяет последовательность нуклеотидов другой нити, так, что последовательности оснований в нитях ДНК всегда антипараллельны и комплементарны.

Знание структуры и функций ДНК необходимо для понимания сути некоторых генетических процессов, протекающих в клетке. Было ясно, что сама ДНК не может играть роль матрицы при синтезе белков из аминокислот, так как почти вся ДНК находится в хромосомах, расположенных в ядре, в то время как почти все клеточные белки синтезируются в цитоплазме. Таким образом, генетическая информация, заключенная в ДНК, должна передаваться какой-то промежуточной молекуле, которая транспортируется в цитоплазму и участвует в синтезе полипептида. Такой промежуточной молекулой служит РНК (рибонуклеиновая кислота).

Answer 2

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) - это биомолекула, которая содержит генетическую информацию, необходимую для развития, функционирования и размножения всех известных живых организмов. Давайте рассмотрим строение и химический состав ДНК.

Строение ДНК: ДНК имеет двойную спиральную структуру, известную как двойная спираль. Она состоит из двух полимерных цепей нуклеотидов, связанных друг с другом.

1. Нуклеотиды: Нуклеотиды - это мономеры, из которых состоит ДНК. Каждый нуклеотид состоит из трех основных компонентов:

   • Дезоксирибоза: Пятиугольный сахар, который составляет основную структуру нуклеотида.
   • Фосфатная группа: Фосфорная группа присоединена к дезоксирибозе и обеспечивает негативный заряд нуклеотида.
   • Азотистая основа: Есть четыре различные азотистые основы, которые могут быть частью нуклеотида: аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T).

2. Спаривание азотистых основ: В ДНК азотистые основы взаимодействуют попарно, образуя стабильные связи. Это правило комплементарности означает, что аденин всегда спаривается с тимином, а цитозин всегда спаривается с гуанином.

3. Двойная спираль: Две полимерные цепи нуклеотидов скручены вокруг общей оси, образуя двойную спираль. Эта структура напоминает лестницу, где структура сахар-фосфат образует боковые перила, а пары азотистых основ - ступеньки лестницы.

Химический состав ДНК: Химический состав ДНК включает следующие элементы:

1. Углерод (C): Дезоксирибоза, сахар в структуре ДНК, содержит углеродные атомы.

2. Водород (H): Водородные связи играют важную роль в спаривании азотистых основ.

3. Кислород (O): Оксигенные атомы присутствуют в сахаре и фосфатных группах нуклеотидов.

4. Фосфор (P): Фосфор входит в состав фосфатных групп нуклеотидов и обеспечивает негативный заряд ДНК.

5. Азот (N): Азотистые основы аденин, цитозин, гуанин и тимин содержат атомы азота.

Это химическое строение и композиция ДНК обеспечивают ей способность хранить и передавать генетическую информацию, которая играет ключевую роль в биологических процессах, таких как репликация, транскрипция и трансляция, необходимых для функционирования живых организмов.