откі структурні фрагменти ланцюгів РНК і ДНК, що дозволяють представити з'єднання окремих нуклеотидів у ланцюзі.
В
Рис. фрагмент РНК фрагмент ДНК
У полинуклеотида мається 5 /-кінець з вільною фосфатної групою і 3 /-кінець зі вільної ОН-групою. Фосфатні групи в цих ланцюгах володіють сильнокислотний властивостями. При рН ~ 7 фосфатна група іонізована повністю, тому в природних умовах нуклеїнові кислоти існують у вигляді поліанінов (несуть безліч негативних зарядів).
Нуклеїнові кислоти відрізняються один від одного числом мононуклеотідних залишків у молекулі, нуклеотидним складом і порядком чергування нуклеітідних залишків, фактично підстав, оскільки пентозофосфатного частини у всіх мономерів однакові. Для короткого зображення первинної структури нуклеїнових кислот користуються однобуквених символами нуклеозидів.
Тому первинна структура фрагменту РНК може бути подана таким записом UAГААСС Г— Г— Г— Г— Г— Г— Г— Г— Запис структури ДНК відрізняється приставкою В«gВ» (дезокси-),
g (ТСАГТГ -)-ці два записи, крім символу В«gВ» розрізняються ще тим, що в першій (РНК) не зустрічається символ Т (тимін), а в другій (ДНК) не зустрічається символ U (урацил). p> Таким чином, полинуклеотид записується як послідовний набір конкретних нуклеотидних залишків від 5 /-кінця до 3 /-кінця.
2.5 Вторинна і третинна структури ДНК.
Нуклеотидний складу ДНК (незалежно від джерел її виділення) має загальні закономірності, які відомі як правила Чаргаффа (по імені вченого, який сформулював ці правила).
1. Число пуринових підстав (А + G) дорівнює числу піримідинових підстав (Т + С), тобто відношення пуринів до піримідиніл дорівнює одиниці. p> 2. Число залишків аденіну дорівнює числу залишків тиміну, тобто ставлення аденіну до тимін дорівнює одиниці (А/Т = 1,0)
Ці кількісні співвідношення були підтверджені дослідженнями інших вчених і стали важливою передумовою при встановленні тривимірної структури ДНК і допомогли зрозуміти яким чином генетична інформація кодується в ДНК і передається від одного покоління до іншого.
Базуючись на даних рентгеноструктурного аналізу і правилах Чаргаффа Дж. Уотсон і Ф. Крик в 1953р. запропонували наступну модель будови ДНК. Відповідно до цієї моделі, молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних антипаралельних ланцюгів (5 / В® 3 /) (3 / В® 5 /) спірально право-закручених одна відносно іншої таким чином, що углеводнофосфатная ланцюг знаходиться зовні, а пуринові і піримідинові підстави всередині перпендикулярно центральній осі схема ДНК. Ці два ланцюги з'єднуються між собою водневими зв'язками, що виникають між пуриновими і піримідинових основ окремих нуклеотидів, утворюючи специфічні пари.
Тимін пов'язаний трьома водневими зв'язками з аденіном Т Вє А, цитозин двома водневими зв'язками з гуаніном G = С. Ці пари підстав називаються комплементарними парами підстав. Завдяки цьому нуклеотидних послідовність одного ланцюга повністю комплементарна послідовності інший.
Парні підстави можуть охоплювати мільйони підстав в ДНК. Це можливо тільки тоді, коли полярнос ть обох ниток різна, т.е, коли нитки мають різне спрямування (Різну орієнтацію). Крім того, обидві нитки повинні бути скручені навколо одна друга у вигляді подвійної спіралі. РНК не може утворювати через стеріческіх перешкод, завдяки 2 / - ОН груп рібозних залишків, подібну подвійну спіраль. Тому в РНК попарне з'єднання азотистих основ знаходять тільки в межах коротких ділянок однієї і тієї ж нитки, і структура в цілому менш регулярна, ніж для ДНК.
В
Рисунок 4 - Схема утворення водневих зв'язків між комплементарними азотистими підставами
В
Рисунок 5 - Схематичне зображення подвійної спіралі ДНК
Водневі зв'язки між парами підстав - не єдиний вид взаємодій, стабілізуючих двухцепочечную структуру. Молекула ДНК - поліаніон, і на її поверхні локалізовано безліч негативних зарядів, що забезпечує стабілізацію шляхом електростатичних взаємодій з неорганічними протиіонами, наприклад з Mg +2 , або білками, що містять велику кількість позитивно заряджених бічних ланцюгів амінокислот - гістонами. Третій стабілізуючий фактор виникає завдяки гідрофобним взаємодіям між азотистими підставами, які покладені стопкою всередині спіралі. Між нитками по всій довжині ДНК лежать поглиблення - маленька і велика борозенки.
Так як обидві нитки утримуються разом завдяки нековалентним взаємодій, то подвійну спіраль можна розділити нагріванням (денатурацією) на одиночні нитки (малюнок 5). При повільному охолодженні структура подвійної спіралі знову відновлюється. Денатурація ДНК відіграє важливу роль в генній інженерії. Залежно від рН середовища, іонної сили розчину, концентрації води і т.п. конфігурація подвійний спіралі може змінюватися. Методами р...
