Деоксирибонуклеинска киселина, или ДНК, назив је за макромолекуле у којима су садржане генетске информације свих живих бића. Сваки молекул ДНК састоји се од два полимера обликована у двострукој завојници и причвршћена комбинацијом четири специјализована молекула која се називају нуклеотиди, јединствено распоређених да формирају комбинације гена. Овај јединствени поредак делује као код који дефинише генетске информације за сваку ћелију. Овај аспект структуре ДНК стога дефинише њену примарну функцију - ону генетске дефиниције - али готово сваки други аспект структуре ДНК утиче на њене функције.
Основни парови и генетски код
Четири нуклеотида који чине генетско кодирање ДНК су аденин (скраћено А), цитозин (Ц), гванин (Г) и тимин (Т). Нуклеотиди А, Ц, Г и Т на једној страни ланца ДНК повезују се са одговарајућим нуклеотидним партнером на другој страни. А се повезују са Т, а Ц се повезују са Г релативно јаким интермолекуларним водоничним везама формирајући базне парове који дефинишу генетски код. Пошто вам је за одржавање кодирања потребна само једна страна ДНК, овај механизам упаривања омогућава реформацију молекула ДНК у случају оштећења или у процесу репликације.
„Десноруке“ конструкције двоструке завојнице
Већина макромолекула ДНК долази у облику две паралелне нити које се увијају једна око друге, зване „двострука завојница“. Тхе „кичме“ нити су ланци наизменичних молекула шећера и фосфата, али геометрија ове окоснице варира.
У природи су пронађене три варијације овог облика, од којих је Б-ДНК најтипичнија код човека бића. То је десноручна спирала, као и А-ДНК, пронађена у дехидрираној ДНК и реплицирајућим узорцима ДНК. Разлика између њих две је у томе што А-тип има чвршћу ротацију и већу густину базних парова - попут стругане структуре Б-типа.
Леворуке двоструке завојнице
Други облик ДНК који се природно налази у живим бићима је З-ДНК. Ова ДНК структура се највише разликује од А или Б-ДНК по томе што има леворуку криву. Будући да је то само привремена структура везана за један крај Б-ДНК, тешко ју је анализирати, али већина научника верује да делује као врста анти-торзијски балансни агенс за Б-ДНК док се на другом крају савија (у облик А) током транскрипције и репликације кода процес.
Основна стабилизација
Чак и више од водоничних веза између нуклеотида, стабилност ДНК пружају интеракције „наслаге базе“ између суседних нуклеотида. Будући да су сви нуклеотиди осим везних крајева хидрофобни (што значи да избегавају воду), базе се поравнају окомито на раван кичме ДНК, минимализујући електростатичке ефекте молекула везаних за спољну страну нити или у интеракцији са њима („солватна љуска“) и на тај начин пружајући стабилност.
Усмереност
Различите формације на крајевима молекула нуклеинске киселине навеле су научнике да молекулима доделе „смер“. Сви се молекули нуклеинске киселине завршавају везаном фосфатном групом до петог угљеника деоксирибозног шећера на једном крају, названог „пет основних крајева“ (5 ’крај), и са хидроксилном (ОХ) групом на другом крају, названог„ три основна краја “(3’ крај). С обзиром да се нуклеинске киселине могу транскрибовати само синтетисане са 5 'краја, сматра се да имају смер који иде од 5' до 3 'краја.
"ТАТА кутије"
Често ће се на крају 5 'појавити комбинација парова базе тимина и аденина, сви редом, названи „кутија ТАТА“. Ове нису уписани као део генетског кода, већ су ту да олакшају цепање (или "топљење") ДНК нит. Водоничне везе између А и Т нуклеотида су слабије од веза између Ц и Г нуклеотида. Тако концентрација слабијих парова на почетку молекула омогућава сфор лакшу транскрипцију.