Мономер на ДНК. Кои мономери образуват ДНК молекула?

Нуклеинови киселини,

От момента на декриптирането структурата на ДНК, проведени от Уотсън и Крик през 1953 г., сериозни проучвания започват да откриват, че дезоксирибонуклеиновата киселина е полимер и нуклеотидите служат като ДНК мономери. Техните видове и структура ще бъдат проучени от нас в тази книга.

Нуклеотиди като структурни единици на наследствена информация

Едно от основните свойства на живата материя е запазването и предаването на информация за структурата и функциите както на клетката, така и на целия организъм. Тази роля се играе дезоксирибонуклеинова киселина, и ДНК мономерите - нуклеотидите са уникални "тухли", от които се изгражда уникална конструкция на веществото на наследствеността. Нека да разгледаме какви знаци ръководят живата природа, създавайки свръхелект от нуклеинова киселина.

Как се формират нуклеотидите

За да отговорим на този въпрос, че имаме нужда от познания за химията на органични съединения. По-специално, ние се припомни, че в природата има група на азот-съдържащи хетероциклични гликозиди свързани с монозахариди - пентози (рибоза или деоксирибоза). Те са наречени нуклеозиди. Например, аденозин и други нуклеозиди присъстват в цитозола на клетката. Те реагират с молекули на естерификация с ортофосфорна киселина. Продуктите от този процес и ще нуклеотиди. Всяка ДНК мономер, и има четири вида, има име, например, гуанин, тимин и цитозин нуклеотид.

Пуринови мономери на ДНК

В биохимия прие класификация, която разделя ДНК мономери и тяхната структура в две групи: например, пурин е аденин и гуанин нуклеотиди. Те съдържат в състава си производни на пурин - органично вещество с формула С₅Н₄N₄. Мономер ДНК - гуанин нуклеотид, също съдържа азотна база пурин свързан с деоксирибоза N-гликозидна връзка, е в betokonfiguratsii.

Пиримидин нуклеотиди

Азотните бази, наречени цитидин и тимидин, са производни на органичното вещество на пиримидин. Нейната формула С₄Н₄N₂. Молекула е плосък шест-членен хетероцикъл, съдържащ два азотни атома. Известно е, че вместо тимин нуклеотиди в молекулите на рибонуклеинова киселина, като рРНК, тРНК, иРНК, съдържаща се урацил мономер. В процеса на транскрипция, по време дебитиране информация от ДНК молекулата в ген тРНК тимин нуклеотидна се заменя от аденин, аденин нуклеотид и - урацил в иРНК зараждащата верига. Това е справедливо се следният текст: А - Y, T - А.

Правилото на Чаргаф

В предишния раздел ние вече частично засегна принципите на спазването на мономерите в ДНК вериги и комплексни генни иРНК. Известният биохимик Е. Chargaff установено доста уникално свойство на молекулите на дезоксирибонуклеинова киселина, а именно, че количеството на аденин нуклеотида винаги е равна на тимин и гуанин - цитозин. Основната теоретична основа на принципите Chargaff служат като изследването на Watson и Crick, определя кои мономери образуват ДНК молекула, и това, което те имат пространствена организация. Друг модел изведен от Chargaff и принцип допълване нарича показва химическата афинитета на пуринови и пиримидинови бази и тяхната способност да взаимодействието между тях за да образуват водородни връзки. Това означава, че подреждането на мономерите в двете ДНК вериги строго детерминирана Така, срещу първа верига на ДНК може да бъде само Т и други като два водородни връзки между тях. Само цитозин може да бъде позициониран срещу гуанин нуклеотид. В този случай, между азотни основи образуват три водородни връзки.

Ролята на нуклеотидите в генетичния код

За изпълнение, реакцията се провежда в рибозомите на биосинтеза на протеин, има информация за механизма за превод на аминокиселинния състав на пептидната последователност от нуклеотиди в РНК последователността на аминокиселини. Оказа се, че три съседни мономера носят информация за една от 20-те възможни аминокиселини. Това явление се нарича генетичен код. При разглеждането на предизвикателствата на молекулярната биология се използва за определяне на двата състава на пептид аминокиселина и за изясняване на въпроса, които образуват ДНК молекула мономери, с други думи, това, което състава на съответния ген. Например триплетът (кодона) ААА в гена кодира аминокиселината фенилаланин в протеиновата молекула и в генетичния код ще съответства на триплетния UUU във веригата на тРНК.

Взаимодействие на нуклеотидите в процеса на редуциране на ДНК

Както беше обяснено по-рано, структурните единици, ДНК мономерите са нуклеотиди. Техните специфични последователности във веригите са матрицата за синтеза на дъщерната молекула на дезоксирибонуклеиновата киселина. Това явление възниква в S-фазата на интерфазата на клетката. Последователността на нуклеотидите на новата ДНК молекула е сглобена върху математическите схеми под действието на ДНК полимеразния ензим, като се има предвид принципа на взаимно допълване (А-Т, D-C). Репликацията се отнася до реакциите на синтеза на матрици. Това означава, че ДНК мономерите и тяхната структура в майчините вериги са основата, т.е. матрицата за дъщерното копие.

Може да се промени структурата на нуклеотида

Между другото, да кажем, че дезоксирибонуклеиновата киселина е много консервативна структура на клетъчното ядро. Има логично обяснение за това: наследствена информация, съхранявани в основния хроматин, трябва да бъдат непроменени и копирани без изкривяване. Клетъчният геном е постоянно "под оръдието" на факторите на околната среда. Например, такива агресивни химични съединения като алкохол, лекарство, радиоактивно излъчване. Всички те са така наречените мутагени, под влиянието на които всеки мономер на ДНК може да промени своята химическа структура. Такова нарушаване на биохимията се нарича точкова мутация. Честотата на появата им в генома на клетката е доста висока. Мутациите се коригират от добре функциониращата работа на клетъчната система за ремонт, която включва набор от ензими.

Някои от тях, като рестрикционен ензим "рязани" на повредени нуклеотидите, полимерази позволяват синтеза на нормални мономери лигаза "омрежен" възстановени части от гена. Ако по-горе механизъм, по някаква причина, клетката не работи и дефектна ДНК мономер остава в молекулата си, мутацията се качват от процеси на синтез матрица и фенотипно проявява под формата на протеини с променени свойства, в състояние да изпълнява необходимите функции, присъщи на клетъчния метаболизъм. Това е сериозен негативен фактор, намаляване на жизнеспособността на клетките и намаляване на продължителността на живота си.