Дезоксирибонуклеинова киселина. Моделът на Крик и Уотсън

Първата информация за химичните свойства на дезоксирибонуклеиновата киселина датира от 1868 г. През 20-ти век, от началото на 40-те години, беше доказано, че молекулата е линеен полимер. Мономерните единици са нуклеотиди, които се състоят от азотна основа, фосфатна група и пентоза (петкарова захар).

Деоксирибонуклеиновата киселина може да има база от два типа: пиримидин (тимин (Т) и цитозин (С)) и пурин (аденин (А) и гуанин (G)). Нуклеотидът се свързва с фосфодиестерни връзки.

Биолозите Крийк и Уотсън през 1953 г., като се основава Рентгенов дифракционен анализ ДНК кристали, стигна до извода, че естествената молекула се състои от двойка полимерни вериги, образуващи двойна спирала. Полинуклеотидните вериги, навити една върху друга, се държат заедно водородни връзки, които се образуват между допълващи (взаимно съответстващи) бази в противоположни вериги. В този случай, двойките се формират само по следния начин: аденин-тимин, гуанин-цитозин. Стабилизирането на първата се извършва с две, а втората - с три водородни връзки.

Двойно-верижната дезоксирибонуклеинова киселина има дължина, изчислена по броя на двойките взаимно съответстващи нуклеотиди (bp). За тези молекули, които се състоят от милиони и хиляди двойки, единиците с mn.p. и т.н., съответно. Например, дезоксирибонуклеинова киселина хромозомата е представена от една двойна спирала. Дължината му е 263 м.

ДНК денатурирането (топене) е процес, при който обикновена двойна спирала от линейна молекула преминава в подобно на бобина състояние. По време на топенето молекулата с двойна спирала се разделя на независими вериги. Температурата, при която се разтопява половината от дезоксирибонуклеиновата киселина, е точка на топене. Това зависи от качествения молекулен състав.

Както вече бе споменато по-горе, двойките G-C се стабилизират с три и двойки от А-Т с две водородни връзки. Съответно, колкото по-голяма е пропорцията на първите двойки, толкова по-стабилна е молекулата. При денатуриране с дължина на вълната 260 nm, абсорбцията на светлината се увеличава. Този хиперхромен ефект позволява да се осигури контрол на състоянието на вторичната молекулярна структура. Ако разтворът на стопената киселина бавно се охлажда, тогава могат да се образуват слаби връзки между допълнителните вериги, може да се появи спирална структура, идентична на нативната (оригиналната). Този метод на ДНК за ренатурация и денатуриране се основава на метода на хибридизация на молекули. Използва се в изследването на структурата нуклеинови киселини.

Молекулата с двойна спирала, носеща генетичните данни, трябва да отговаря на две основни изисквания. Първо, тя трябва да се възпроизвежда (с възпроизвеждане) с висока точност, а второ, да кодира синтеза на протеинови молекули. Деоксирибонуклеиновата киселина, моделът на която е описана от Крик и Уотсън, напълно отговаря на тези изисквания. Установено е, че в съответствие с принципът на взаимно допълване, всяка верига в молекулата може да бъде матрица за образуване на нова взаимно съответстваща верига. Като резултат от един етап на репликация, по този начин се появява двойка дъщерни молекули, имащи нуклеотидна последователност, идентична на тази в оригинала молекула на ДНК. В допълнение, тази верига на структурния ген в кодирания протеин определя аминокиселинната последователност.

Тъй като, както е оповестено ДНК отваряне и допълване принцип, установени процеси, които са отговорни за наследствени данни декодиране и в регулацията на генната синтез вещества. В допълнение, теорията на рекомбинантните молекули също се развива.