Дезоксирибонуклеїнова кислота
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Дезоксирибонуклеїнова кислота

Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), присутня в кожному організмі і в кожній живій клітині, головним чином в її ядрі, нуклеїнова кислота, що містить як цукор дезоксирибозу, а як азотисті підстави аденін, гуанін, цитозін і тимін. Грає дуже важливу біологічну роль, зберігаючи і передаючи по спадку генетичну інформацію про будову, розвитку і індивідуальних ознаках будь-якого живого організму. Препарати ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) можна отримати з різних тканин тварин і рослин, а також з бактерій і ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) -содержащих вірусів .

загрузка...

  ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) — біополімер, що складається з багатьох мономерів, — дезоксирібонуклеотідов, сполучених через залишки фосфорної кислоти в певній послідовності, специфічній для кожної індивідуальної ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота). Унікальна послідовність дезоксирібонуклеотідов в даній молекулі ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) є кодовим записом біологічної інформації (див. Генетичний код ). Дві такі полінуклеотідниє ланцюжки утворюють в молекулі ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) подвійну спіраль (см. мал.(малюнок) ), в якій підстави комплементу — аденін (А) з тиміном (Т) і гуанін (Г) з цитозіном (Ц), — зв'язані один з одним за допомогою водневих зв'язків і так званих гідрофобних взаємодій. Така характерна структура обумовлює не лише біологічні властивості ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота), але і її физико-хімічні особливості. Велике число фосфатних залишків робить ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) сильною багатоосновною кислотою (поліаніоном), яка присутня в тканинах у вигляді солей. Наявність пурінових і пірімідінових підстав обумовлює інтенсивне поглинання ультрафіолетових променів з максимумом при довжині хвилі близько 260 ммк . При нагріванні розчинів ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) зв'язок між парами підстав слабшає і при деякій температурі, характерній для даної ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) (зазвичай 80—90°), дві полінуклеотідниє ланцюжки відділяються один від одного (плавлення, або денатурація, ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота)).

  Нативні молекули ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) володіють дуже високою молярною масою — до сотень мільйонів. Лише у мітохондріях, а також деяких вірусах і бактеріях молярна маса ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) значно менша; у цих випадках молекули ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) має кільце (інколи, наприклад, у фага ÆХ174, однонітевую) або, рідше, лінійну структуру. У клітинному ядрі ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) знаходиться переважно у вигляді ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) -протєїдов — комплексів з білками (головним чином гистонамі), створюючих характерні ядерні структури, — хромосоми і хроматин . У особини даного вигляду в ядрі кожній соматичну клітки (диплоїдної клітки тіла) міститься постійна кількість ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота); у ядрах статевих кліток (гаплоїдних) воно удвічі нижче. При поліплоїдії кількість ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) вище і пропорційно плодоїдності. Під час ділення клітки кількість ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) подвоюється в інтерфазі (у так званому синтетичному, або «S»-періоде, — між G 1 - і G 2 -періодамі мітоза ). Процес подвоєння ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) ( реплікація ) полягає в розгортанні подвійної спіралі і синтезі на кожному полінуклеотідной ланцюзі нової комплементом їй, ланцюжки. Т. о., кожна з двох нових молекул ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота), ідентичної старій молекулі, містить по одній старій і одному знов синтезованому полінуклеотідной ланцюжку. Біосинтез ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) походить з багатих вільною енергією нуклеозідтріфосфатов під дією ферменту ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) -полімерази. Спочатку синтезуються невеликі ділянки полімеру, які потім з'єднуються в більш довгі ланцюги під дією ферменту ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) -лігази. Поза організмом біосинтез ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) йде у присутності всіх 4 типів дезоксирібонуклеозідтріфосфатов, відповідних ферментів і ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) — матриці, на якій синтезується нуклеотідная послідовність комплементу. Американському ученому А. Корнбергу, що вперше здійснив цю реакцію (1967), удалося отримати шляхом ферментативного синтезу поза організмом біологічно активну ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) вірусу. У 1968 Х. Корана (США) синтезував хімічно полідезоксирібонуклеотід, відповідний структурному гену (цистрону) ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота).

  ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) служить також матрицею для синтезу рибонуклеїнових кислот (РНК), визначаючи тим самим їх первинну структуру ( транскрипція ). Через посредство інформаційної РНК(рибонуклеїнова кислота) (І-РНК) здійснюється трансляція — синтез специфічних білків, структура яких задана ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) у вигляді певної нуклеотідной послідовності. Отже, якщо РНК(рибонуклеїнова кислота) переносить біологічну інформацію, «записану» в молекулах ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота), на молекули білків, що синтезуються, то ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) зберігає цю інформацію і передає її по спадку. Ця роль ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) доводиться тим, що очищена ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) одного штаму бактерій здатна передавати ін. штаму ознаки, характерні для штаму-донора, а також тим, що ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) вірусу, що мешкав в прихованому поляганні в бактеріях одного штаму, здатна переносити ділянки ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) цих бактерій на ін. штам при зараженні його цим вірусом і відтворювати відповідні ознаки в штаму-реципієнта. Т. о., спадкові завдатки (гени) матеріально втілені в певній послідовності нуклеотидів в ділянках молекули ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) і можуть передаватися від одного індивідуума іншому разом з цими ділянками. Спадкові зміни організмів ( мутації ) пов'язані із зміною, випаданням або включенням азотистих підстав в полінуклеотідниє ланцюжки ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) і можуть бути викликані фізичними або хімічними діями. З'ясування будови молекул ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) і їх зміна — дорога до здобуття спадкових змін у тварин, рослин і мікроорганізмів, а також до виправлення спадкових дефектів.

  Літ.: Хімія і біохімія нуклеїнових кислот, під ред. І. Б. Збарського і С. С. Дебова, Л., 1968; Нуклеїнові кислоти, пер.(переведення) з англ.(англійський), під ред. І. Б. Збарського, М., 1966; Уотсон Дж., Молекулярна біологія гена, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1967; Девідсон Дж., Біохімія нуклеїнових кислот, пер.(переведення) з англ.(англійський), під ред. А. Н. Белозерського, М., 1968.

  І. Б. Збарський.

Схема подвійної спіралі молекули ДНК(дезоксирибонуклеїнова кислота) (модель Уотсона і Крику): А — аденін; Т — тимін; Г — гуанін; Ц — цитозін; Д — дезоксирибоза; Ф — фосфат.