DNK monomera. Šta monomera čine DNK molekula?

Nukleinskih kiselina, posebno DNK, je dobro poznat u umjetnosti. To se objašnjava činjenicom da su ćelije supstance koje utječu na skladištenje i prijenos svojih genetskih informacija. DNK i dalje otvoren 1868., F. Miescher je molekula s jakim kiselim svojstvima. Naučnici su je identifikovali iz jezgra bijelih krvnih zrnaca - ćelija imunog sistema. U narednih 50 godina, studija nukleinskih kiselina su izvedeni povremeno, kao i većina naučnika veruje biohemičari glavni organske supstance odgovorne uključujući nasledne osobine, proteina.

S obzirom da je dekodiranje strukture DNK, obavljaju Watson i Crick 1953. godine, početi ozbiljno studija, utvrđeno je da je, dezoksiribonukleinske kiseline - je polimer i DNK monomera su nukleotida. Njihova vrste i strukture će biti studirao kod nas u ovom poslu.

Nukleotida kao strukturna jedinica genetskih informacija

Jedan od osnovnih svojstava žive materije - je očuvanje i prenošenje informacija o strukturi i funkcije ćelija i cijeli organizam. Ova uloga se obavlja dezoksiribonukleinske kiseline i DNK monomera - nukleotida predstavljaju neku vrstu "blokova" iz koje je jedinstven dizajn i izgrađen supstanca nasljednost. Razmotriti šta znaci vođene divljih životinja, stvarajući Supercoil nukleinske kiseline.

Kako da se formira nukleotida

Odgovoriti na ovo pitanje, treba nam neko znanje hemije organskih spojeva. Konkretno, sjećam se da u prirodi postoji grupa dušika sadrže heterociklički glikozida povezan sa monosaharida - pentoze (riboza ili deoxyribose). Nazivaju se nukleotida. Na primjer, adenozin i drugih nukleotida su prisutni u citosolu ćelije. Oni reagiraju s molekulama esterifikacije sa orthophosphoric kiselinom. Proizvodi ovog procesa i volje nukleotida. Svaki DNK monomera, a tu su i četiri vrste, ima ime, na primjer, guanin, timin i citozin nukleotida.

Purina DNK monomera

Iz biohemije usvojila klasifikacije koja razdvaja DNK monomera i njihova struktura u dvije grupe: na primjer, purina je adenin i guanin nukleotida. Oni sadrže u svom sastavu purinskih derivata - organske tvari koje imaju formulu C ₅ H ₄ N _4. Monomer DNK - guanin nukleotida, sadrži i purina dušičnih baza povezan sa deoxyribose N-glikozidne obveznica biti u betokonfiguratsii.

pirimidina nukleotida

Dušičnih baza, pod nazivom citidin i timidin su pirimidina derivati organske materije. Njegova formula je C ₄ H ₄ N _2. Molekula je ravna šestočlani heterocikličnim sadrži dva atoma azota. Poznato je da umjesto timina nukleotida u molekuli ribonukleinske kiseline, kao što su rRNA, tRNA, mRNA, sadrži uracil monomera. U procesu transkripcije, tokom zaduženjem informacije iz DNK molekula u genu mRNA timin nukleotida zamjenjuje adenin, adenin nukleotida i - uracil u mRNA povoju lanca. To je pošteno se sljedeći unos: A - Y, T - A.

Chargaff je pravila

U prethodnom poglavlju smo već djelomično dotakli principima skladu sa monomera u DNK lanaca i kompleks gena mRNA. Renomirani biohemičar E. Chargaff uspostavljen prilično jedinstvena nekretnina molekula dezoksiribonukleinske kiseline, naime, da je iznos od adenin nukleotida u njemu je uvijek jednak timin i guanin - citozin. Glavne teorijske osnovu principa Chargaff služio kao proučavanje Watson i Crick, odrediti koji monomera čine DNK molekula, a ono što oni imaju prostorne organizacije. Još jedan obrazac na izlazu prema Chargaff i pozvao principu komplementarnosti, ukazuje na hemijski afinitet purinskih i pirimidinskih baza i njihovu sposobnost da interakcije između njih da formiraju vodikove veze. To znači da je aranžman od monomera u oba DNK strogo deterministički Dakle, suprotno Prvi lanac DNK može biti samo T, a druga ima dvije vodikove veze između njih. Samo citozin može biti postavljen suprotno guanin nukleotida. U ovom slučaju, između dušičnih baza formiraju tri vodikove veze.

Uloga nukleotida u genetskom kodu

Za implementaciju, reakcije koje se odvijaju u ribozomi proteina biosinteze, postoje informacije o prijevodu mehanizam sastava aminokiselina peptida slijed nukleotida u mRNA aminokiseline. Ispostavilo se da su tri susjedna monomera nose informaciju o jednom od 20 mogućih aminokiselina. Ovaj fenomen se naziva genetski kod. U rješavanju izazova molekularne biologije se koristi kako bi se utvrdilo kako sastav aminokiselina peptida i da se razjasni pitanje: koji čine DNK molekula monomera, drugim riječima, ono što je sastav odgovarajućih gena. Na primjer, trojka (kodon) AAA gena kodira fenilalanin amino kiseline u molekuli proteina, a na genetski kod da će se uklopiti trojka UUU u mRNA lanca.

Interakcija nukleotida u DNA replikacije

Kao što je već razjašnjena, strukturne jedinice DNK monomera - to nukleotida. Njihove specifične sekvence u krugovima je predložak za proces sinteze podružnica dezoksiribonukleinske kiseline molekula. To se događa u S-fazi međufazne ćelija. Nukleotidnih sekvenca novih molekula DNK u majki toku lance enzim DNK polimeraza sa princip komplementarnosti (A - C, A - C). Replikacija se odnosi na reakcije sinteze matrice. To znači da je DNK monomera i njihova struktura u lancu roditelja su osnova, to je predložak za kopije svoje podružnice.

To može promijeniti strukturu nukleotida

Usput, recimo da je dezoksiribonukleinske kiseline - je vrlo konzervativna struktura jezgra ćelije. Tu je i logično objašnjenje: genetske informacije pohranjene u hromatin jezgra, treba nastaviti i replicirati bez izobličenja. Ali ćelijski genom je stalno "pod pištolj" faktora okoline. Na primjer, takve agresivne kemikalije kao što su alkohol, droga, radioaktivnog zračenja. Svi oni su tzv mutagena, pod uticajem bilo koja DNK monomer može promijeniti svoje kemijske strukture. Tu distorziju u biohemije se zove mutacija. Učestalost pojave dovoljno visokom ćeliju genoma. Mutacije su ispravljene dobro funkcioniranje operacija popravka ćelije sistema, uključujući set enzima.

Neki od njih, kao što je ograničenje enzim, "cut" oštećeni nukleotida, polimeraze omogućuju sintezu normalnih monomera ligaze "umrežena" oporavila dijelove gena. Ako je gore mehanizam, iz nekog razloga, ćelija ne radi i neispravan DNK monomera ostaje u molekulu, mutacija je pokupio procese sinteze matrice i fenotipski manifestira u obliku proteina sa izmenjenim svojstvima, u stanju da obavlja potrebne funkcije svojstvene ćelijski metabolizam. Ovo je ozbiljan negativan faktor, smanjujući vitalnost ćelija i smanjiti trajanje života.