У склад ДНК уваходзяць ... Хімічны склад ДНК

Многіх людзей заўсёды цікавіла, чаму некаторыя прыкметы, наяўныя ў бацькоў, перадаюцца дзіцяці (напрыклад, колер вачэй, валасоў, форма асобы і іншыя). Навукай было даказана, што дадзеная перадача прыкметы залежыць ад генетычнага матэрыялу, або ДНК.

Што такое ДНК?

У цяперашні час пад дэзаксірыбануклеінавай кіслатой разумеюць складанае злучэнне, якое адказвае за перадачу спадчынных прыкмет. Дадзеная малекула змяшчаецца ў любой клетцы нашага цела. У ёй запраграмаваныя асноўныя прыкметы нашага арганізма (за развіццё таго ці іншага прыкметы адказвае пэўны бялок).

З чаго ж яна складаецца? У склад ДНК уваходзяць складаныя злучэнні - нуклеатыдаў. Пад нуклеатыдаў разумеецца блок або міні-злучэнне, якое мае ў сваім складзе азоцістых падстаў, рэшту фосфарнай кіслаты і цукар (у дадзеным выпадку - дезоксирибоза).

ДНК ўяўляе сабой двуцепочечную малекулу, у якой кожная з ланцугоў злучаецца з другога праз азоцістыя заснавання па прынцыпе камплементарнай.

Акрамя таго, можна лічыць, што ў склад ДНК уваходзяць гены - пэўныя нуклеотидные паслядоўнасці, якія адказваюць за сінтэз бялку. Якія ж хімічныя асаблівасці будынка мае дэзаксірыбануклеінавая кіслата?

нуклеатыд

Як было сказана, асноўнай структурнай адзінкай дэзаксірыбануклеінавай кіслаты з'яўляецца нуклеатыд. Гэта складанае адукацыю. Склад нуклеатыдаў ДНК наступны.

Па цэнтры нуклеатыдаў знаходзіцца пятикомпонентный цукар (у ДНК гэта дезоксирибоза, у адрозненне ад РНК, у якой утрымліваецца рыбоза). Да яго далучаецца азоцістых падстаў, якіх вылучаюць 5 тыпаў: аденин, Гуанінь, тимин, урацил і цитозин. Акрамя таго, кожны нуклеатыд мае ў сваім складзе і рэшту фосфарнай кіслаты.

У склад ДНК уваходзяць толькі тыя нуклеатыдаў, якія маюць названыя структурныя адзінкі.

Усе нуклеатыдаў размешчаны ў выглядзе ланцуга і ідуць адзін за адным. Групуючы па трыплет (па тры нуклеатыдаў), яны ўтвараюць паслядоўнасць, у якой кожны трыплет адпавядае пэўнай амінакіслот. У выніку ўтворыцца ланцуг.

Яны аб'ядноўваюцца паміж сабой за кошт сувязяў азоцістых падстаў. Асноўная сувязь паміж нуклеатыдаў паралельных ланцугоў - вадародная.

Нуклеотидные паслядоўнасці з'яўляюцца асновай генаў. Парушэнне ў іх структуры вядзе да збою ў сінтэзе бялкоў і праявы мутацый. У склад ДНК уваходзяць аднолькавыя гены, што вызначаюцца практычна ва ўсіх людзей і адрозніваюць іх ад іншых арганізмаў.

мадыфікацыя нуклеатыдаў

У некаторых выпадках для больш стабільнай перадачы таго ці іншага прыкметы выкарыстоўваецца мадыфікаванне азоцістай падставы. Хімічны склад ДНК змяняецца за кошт далучэння метильной групы (СН3). Падобная мадыфікацыя (на адным нуклеатыдаў) дазваляе стабілізаваць генную экспрэсію і перадачу прыкмет даччыным клеткам.

Падобнае "паляпшэнне" структуры малекулы ніякім чынам не адбіваецца на аб'яднанні азоцістых падстаў.

Дадзеная мадыфікацыя выкарыстоўваецца і пры інактывацыі Х-храмасомы. У выніку гэтага ўтвараюцца цяля Барра.

Пры ўзмоцненым канцерогенеза аналіз ДНК паказвае, што ланцужок нуклеатыдаў была схільная метилированию на многіх падставах. У праведзеных назіраннях было заўважана, што крыніцай мутацыі звычайна служыць метилированный цитозин. Звычайна пры опухолевых працэс деметилирование можа спрыяць прыпынку працэсу, але і за кошт сваёй складанасці дадзеная рэакцыя не праводзіцца.

структура ДНК

У будынку малекулы вылучаюць два тыпу структуры. Першы тып - лінейная паслядоўнасць, адукаваная нуклеатыдаў. Іх пабудова падпарадкоўваецца некаторым законах. Запіс нуклеатыдаў на малекуле ДНК пачынаецца з 5'-канца і заканчваецца 3'-канцом. Другая ланцуг, размешчаная насупраць, будуецца такім жа чынам, толькі ў прасторавым дачыненні малекулы знаходзяцца адна насупраць другой, прычым 5'-канец аднаго ланцуга размешчаны насупраць 3'-канца другой.

Другасная структура ДНК - спіраль. Абумоўліваецца наяўнасцю вадародных сувязяў паміж размяшчаюцца адзін насупраць аднаго нуклеатыдаў. Вадародная сувязь утвараецца паміж Камплементарнай азоцістымі падставамі (напрыклад, насупраць аденина першай ланцуга можа знаходзіцца толькі тимин, а наадварот Гуанінь - цитозин альбо урацил). Падобная дакладнасць абумоўлена тым, што пабудова другой ланцуга адбываецца на аснове першай, таму паміж азоцістымі падставамі назіраецца дакладнае адпаведнасць.

сінтэз малекулы

Якім жа чынам утворыцца малекула ДНК?

У цыкле яе адукацыі вылучаюць тры стадыі:

• Разлучэння ланцугоў.
• Далучэнне сінтэзуюцца адзінак да адной з ланцугоў.
• Достраивание другой ланцуга па прынцыпе камплементарнай.

На стадыі раз'яднання малекулы асноўную ролю адыгрываюць ферменты - ДНК-гиразы. Дадзеныя ферменты арыентаваны на разбурэнне вадародных сувязяў паміж ланцугамі.

Пасля разыходжанні ланцугоў у справу ўступае асноўны сінтэзуюцца фермент - ДНК-полимераза. Яе далучэнне назіраецца на ўчастку 5 '. Далей дадзены фермент рухаецца ў бок 3'-канца, адначасна далучаючы неабходныя нуклеатыдаў з адпаведнымі азоцістымі падставамі. Дайшоўшы да пэўнага ўчастка (тэрмінатара) на 3'-канцы, полимераза адлучаецца ад зыходнай ланцуга.

Пасля таго як утварылася даччыная ланцуг, паміж падставамі утворыцца вадародная сувязь, якая і змацоўвае зноў адукаваную малекулу ДНК.

Дзе можна знайсці дадзеную малекулу?

Калі паглыбіцца ў будынак клетак і тканін, то можна ўбачыць, што ДНК у асноўным змяшчаецца ў ядры клеткі. Ядро адказвае за адукацыю новых, даччыных, клетак або іх клонаў. Пры гэтым спадчынная інфармацыя, якая знаходзіцца ў ім, падзяляецца паміж новаўтвораных клеткамі раўнамерна (утвараюцца клоны) або па частках (часта можна назіраць такую з'яву пры мейозе). Паражэнне ядра цягне за сабой парушэнне адукацыі новых тканін, што прыводзіць да мутацыі.

Акрамя таго, асаблівы тып спадчыннага матэрыялу змяшчаецца ў мітахондрыях. У іх ДНК некалькі адрозніваецца ад такой у ядры (мітахандрыяльная дэзаксірыбануклеінавая кіслата мае колцападобнай форму і выконвае некалькі іншыя функцыі).

Сама малекула можа вылучацца з любых клетак арганізма (для даследавання часцей за ўсё выкарыстоўваюць мазок з унутранага боку шчакі небудзь кроў). Адсутнічае генетычны матэрыял толькі ў вылузвае эпітэліі і некаторых клетках крыві (эрытрацытах).

функцыі

Склад малекулы ДНК абумоўлівае выкананне ёю функцыі перадачы інфармацыі з пакалення ў пакаленне. Гэта адбываецца за кошт сінтэзу пэўных бялкоў, якія абумаўляюць праява таго ці іншага Генатыпічная (унутранага) або фенатыпічнае (вонкавага - напрыклад, колер вачэй або валасоў) прыкметы.

Перадача інфармацыі ажыццяўляецца за кошт рэалізацыі яе з генетычнага кода. На падставе звестак, зашыфраваных ў генетычным кодзе, адбываецца выпрацоўка спецыфічных інфармацыйных, рибосомальных і транспартных РНК. Кожная з іх адказвае за пэўнае дзеянне - інфармацыйная РНК выкарыстоўваецца для сінтэзу бялкоў, рибосомальная ўдзельнічае ў зборцы бялковых малекул, а транспартная ўтварае адпаведныя вавёркі.

Любы збой у іх працы або змяненне структуры прыводзяць да парушэння выконваемай функцыі і з'яўленню нетыповых прыкмет (мутацый).

ДНК-тэст на бацькоўства дазваляе вызначыць наяўнасць роднасных прыкмет паміж людзьмі.

генетычныя тэсты

Для чаго ў цяперашні час можа выкарыстоўвацца даследаванне генетычнага матэрыялу?

Аналіз ДНК выкарыстоўваецца для вызначэння шматлікіх фактараў або змяненняў у арганізме.

У першую чаргу даследаванне дазваляе вызначыць наяўнасць прыроджаных, якія перадаюцца па спадчыне захворванняў. Да такіх хвароб можна аднесці сіндром Дауна, аўтызм, сіндром Марфана.

Для вызначэння роднасных сувязяў таксама можна даследаваць ДНК. Тэст на бацькоўства ўжо даўно атрымаў шырокае распаўсюджванне ў многіх, у першую чаргу юрыдычных, працэсах. Дадзенае даследаванне прызначаюць пры вызначэнні генетычнага сваяцтва паміж пазашлюбная дзецьмі. Часта гэты тэст здаюць прэтэндэнты на спадчыну пры ўзнікненні пытанняў з боку органаў улады.