DNA monomer. Što monomeri tvore molekulu DNA?

Nukleinske kiseline, posebice DNA, dobro je poznata u struci. To se objašnjava činjenicom da su stanice tvari koje utječu na pohranu i prijenos svojih genetskih informacija. DNA još uvijek otvoren 1868, F. Miescher je molekula s jakim kiselim svojstvima. Znanstvenici su identificirali joj iz jezgre bijelih krvnih stanica - stanica imunološkog sustava. Tijekom sljedećih 50 godina, studij nukleinskih kiselina su provedena povremeno, kao i većina znanstvenika vjeruje biokemičara glavne organske tvari odgovornih uključujući i za naslijeđene osobine, proteina.

Od dekodiranje strukture DNA, provodi Watson i Crick 1953, počinje ozbiljan studija utvrđeno je da je deoksiribonukleinska kiselina - polimer i DNA monomeri su nukleotidi. Njihove vrste i struktura će se proučavati kod nas u ovom radu.

Nukleotidi kao strukturnoj jedinici genetičke informacije

Jedno od temeljnih svojstava žive tvari - je očuvanje i prijenos informacija o strukturi i funkcijama stanica i cijelog organizma. Tu ulogu vrši deoksiribonukleinske kiseline monomera i DNA - nukleotida predstavlja vrstu „sastavnih elemenata” od kojih je jedinstven dizajn i ugrađene tvari nasljeđivanja. Razmislite o tome što znaci vođeni biljni i životinjski svijet, stvarajući supercoil nukleinske kiseline.

Kako da se formira nukleotida

Za odgovor na to pitanje, trebamo neko znanje o kemiji organskih spojeva. Posebno se prisjetimo da u prirodi postoji skupina koje sadrže dušik i heterocikličkih glikozida spojenih monosaharida pentoze - (riboza ili dezoksiriboza). Oni su pozvali nukleozida. Na primjer, adenozin i drugi nukleozidi su prisutni u citosolu stanice. Reagiraju s molekulama esterifikacije ortofosforne kiseline. Proizvodi iz ovog procesa, te će nukleotidi. Svaki DNK monomera, a postoje četiri vrste, ima ime, na primjer, timin i citozin nukleotida.

Purin DNA monomera

Biokemije usvojio razvrstavanje koji odvaja DNA monomera i njihovu strukturu u dvije skupine: kao primjer, purin je adenina i gvanm nukleotida. Oni sadrže u svom sastavu derivati purina - organska tvar koja ima formulu C ₅ H _{4 N4.} Monomera DNA - gvanin nukleotid sadrži purinsku dušične baze, zajedno s N-glikozid deoksiriboznog veze, kao u betokonfiguratsii.

pirimidinskih nukleotida

Dušičnih baza, nazvane citidin i timidin su derivati pirimidina organske tvari. Njegova formula je C ₄ H _{4 N2.} Molekula je ravna šesteročlani heterocikl koji sadrži dva atoma dušika. Poznato je da se umjesto timin nukleotida u molekulama ribonukleinske kiseline, kao što je rRNA, tRNA, mRNA, sadržavao uracil monomera. U procesu transkripcije, za teret informacije s molekule DNA u gen mRNA timin nukleotida zamijenjen adenin, adenin nukleotida i - da uracil u nastajanju mRNA lancu. Da je fer je sljedeći ulaz A - Y, T - A.

Chargaff pravilima

U prethodnom poglavlju smo već djelomično dotaknuo na načelima poštivanja monomera u DNK lanaca i složenih genskih mRNA. Poznatog biokemičara E. Chargaff uspostavljen prilično jedinstveno svojstvo molekula deoksiribonukleinske kiseline, naime, da se količina adenine nukleotida u njemu je uvijek jednaka timina, citozina i gvanina -. Glavni teorijski temelj načela Chargaff služio kao proučavanje Watson i Crick, odrediti koji monomeri tvore molekulu DNA, a ono što oni imaju prostornu organizaciju. Drugi uzorak reproduciraju do Chargaff i naziva princip komplementarnost, označava kemijski afinitet purinskim i pirimidinskim bazama i njihovu sposobnost interakcije između njih da bi se formirale vodikove veze. To znači da je raspored monomera u oba lanca DNA strogo deterministički Tako, nasuprot prvom lanca DNA može biti samo T i drugi koji imaju dvije vodikove veze između njih. Samo citozin se može postaviti nasuprot guanin nukleotida. U ovom slučaju, između dušičnih baza formiraju tri vodikove veze.

Uloga nukleotida u genetskom kodu

Provesti, a reakcija se odvija u ribosoma biosinteze proteinskog, postoji informacija o pomični mehanizam sastava aminokiselina peptidne sekvence nukleotida u mRNA aminokiselina. Ispostavilo se da su tri susjedna monomera nose informacije o jednom od 20 mogućih aminokiselina. Ovaj fenomen se naziva genetski kod. U rješavanju izazova molekularne biologije, da se koristi za određivanje aminokiselinski sastav peptida, kao i razjasniti pitanje: što su monomeri da tvore molekulu DNA, drugim riječima, što je sastav odgovarajućeg gena. Na primjer, triplet (kodon) AAA u genu kodira fenilalanin amino kiseline u molekuli proteina, a u genetičkom kodu će stati u triplet uuu mRNA lancu.

Interakcija nukleotida u DNA replikacije

Kao što je prethodno razjašnjeni, strukturne jedinice DNA monomera - to nukleotide. Njihove specifične sekvence u sklopove kalup za sintezu molekule procesa ovisnog deoksiribonukleinske kiseline. To se događa u S-fazi međufaznim stanica. Nukleotidna sekvenca novih molekula DNA u majki odlazeći lancima enzimom DNA polimeraze s principu komplementarnosti (A - C, A - C). Replikacija se odnosi na reakcijama sinteze matriksa. To znači da je DNK monomeri i njihova struktura u matičnom lancu temelj, to je predložak za primjerke svoje podružnice.

To se može promijeniti strukturu nukleotida

Usput, recimo da je deoksiribonukleinska kiselina - je vrlo konzervativna struktura stanične jezgre. Postoji logično objašnjenje: genetske informacije pohranjene u kromatina jezgre, treba nastaviti i replicirati bez izobličenja. No, stanični genom je stalno „pod oružjem” okolišni čimbenici. Na primjer, takve kao što su agresivni kemikalije alkohola, droga, radioaktivnog zračenja. Svi oni su tzv mutageni, pod utjecajem kojih svaka DNK monomera mogu promijeniti svoje kemijske strukture. Ovo izobličenje u biokemiji zove se točka mutacija. Učestalost pojavljivanja dovoljno visokoj genom stanice. Mutacije su ispravljene dobro funkcionira rad stanica za popravak sustava, uključujući i niz enzima.

Neki od njih, kao što je restrikcijskog enzima, „cut” oštećenog nukleotida, polimeraze omogućuju sintezu normalnih monomera ligaze „umreženi” dobiven dijelova gena. Ako gore navedeni mehanizam, iz nekog razloga, stanica ne radi i neispravan DNK monomera ostaje u svojoj molekuli, mutacija je pokupila procesima sinteze matrice i fenotipski manifestira u obliku proteina s promijenjenim svojstvima, u stanju obavljati potrebne funkcije svojstvene stanični metabolizam. To je ozbiljan negativan čimbenik, smanjenje stanica održivost i smanjiti trajanje njezina života.