Дезоксирибонуклеїнова кислота або ДНК - це назва макромолекул, в яких міститься генетична інформація всіх живих істот. Кожна молекула ДНК складається з двох полімерів, сформованих у подвійну спіраль та приєднаних комбінацією з чотирьох спеціалізованих молекул, званих нуклеотидами, унікально впорядкованих для утворення комбінацій генів. Цей унікальний порядок діє як код, який визначає генетичну інформацію для кожної клітини. Отже, цей аспект структури ДНК визначає її основну функцію - функцію генетичного визначення - але майже кожен інший аспект структури ДНК впливає на її функції.
Основні пари та генетичний код
Чотири нуклеотиди, які складають генетичне кодування ДНК, - це аденін (скорочено A), цитозин (C), гуанін (G) і тимін (T). Нуклеотиди A, C, G і T на одній стороні ланцюга ДНК з'єднуються з відповідним нуклеотидним партнером на іншій стороні. А з’єднуються з Т, а С з’єднуються з G за допомогою відносно міцних міжмолекулярних водневих зв’язків, що утворюють пари основ, що визначають генетичний код. Оскільки для підтримання кодування вам потрібна лише одна сторона ДНК, цей механізм спарювання дозволяє реформувати молекули ДНК у випадку пошкодження або в процесі реплікації.
"Праворукі" конструкції з подвійною спіраллю
Більшість макромолекул ДНК мають форму двох паралельних ланцюгів, що скручуються навколо один одного, і їх називають «подвійною спіраллю». "хребтами" ниток є ланцюги з чергуванням молекул цукру і фосфату, але геометрія цього хребта змінюється.
У природі виявлено три варіації цієї форми, з яких B-ДНК є найбільш типовою для людини істот., Це правобічна спіраль, як і А-ДНК, що міститься в зневодненій ДНК і реплікуючих зразках ДНК. Різниця між ними полягає в тому, що А-тип має більш щільне обертання і більшу щільність пар основ - подібно до стираної структури типу В.
Ліворукі подвійні спіралі
Інша форма ДНК, яка зустрічається в природі в живих істотах, - це Z-ДНК. Ця структура ДНК найбільше відрізняється від А або В-ДНК тим, що вона має ліворуку криву. Оскільки це лише тимчасова структура, прикріплена до одного кінця В-ДНК, її важко проаналізувати, але більшість вчених вважають, що вона діє як свого роду контрторсионний балансуючий агент для B-ДНК, оскільки він стискається на іншому кінці (у форму А) під час транскрипції та реплікації коду процес.
Стабілізація базового укладання
Хоча навіть більше, ніж водневі зв'язки між нуклеотидами, стабільність ДНК забезпечується взаємодією "укладання основ" між сусідніми нуклеотидами. Оскільки всі нуклеотиди, крім сполучних кінців, гідрофобні (тобто вони уникають води), основи вирівнюються перпендикулярно площині хребта ДНК, мінімізуючи електростатичні ефекти молекул, прикріплених до зовнішньої частини нитки або взаємодіючих із нею ("сольватна оболонка"), і таким чином забезпечуючи стабільність.
Спрямованість
Різні утворення на кінцях молекул нуклеїнових кислот змусили вчених призначати молекулам "напрямок". Всі молекули нуклеїнової кислоти закінчуються приєднаною фосфатною групою до п'ятого вуглецю дезоксирибозного цукру на одному кінці, який називається "п'ять основних кінців" (5 'кінець), і з гідроксильною (ОН) групою на іншому кінці, що називається "три основних кінцівки" (3' кінець). Оскільки нуклеїнові кислоти можуть бути транскрибовані лише синтезованими з 5 'кінця, вважається, що вони мають напрямок, що йде від 5' кінця до 3 'кінця.
"Коробки TATA"
Часто, на кінці 5 'буде поєднана пара тиміну та аденину - всі підряд, що називається "коробкою TATA". Ці не вписані як частина генетичного коду, скоріше вони там, щоб полегшити розщеплення (або "плавлення") ДНК пасмо. Водневі зв’язки між нуклеотидами А і Т слабкіші, ніж зв’язки між нуклеотидами С і G. Таким чином, концентрація слабших пар на початку молекули дозволяє sfor полегшити транскрипцію.