Funkce DNA a její struktura

Jádrem vitální aktivity buněk živých organismů jsou funkce biologických polymerů: nukleové kyseliny, sacharidy, proteiny a lipidy. Biopolymery sestávají z monomerů, uhlovodíkových struktur, které také zahrnují dusík, kyslík, síru a fosfor.

V 19. století začala studie o struktuře látek, které tvoří živou buňku, ale funkce DNA, proteiny, RNA a jejich struktura byly konečně určeny ve 20. století.

Friedrich Misher v roce 1868 vyzdvihl buněčných jader leukocyty obsahující látku obsahující fosfor a nazval ji nuklein. Poté Richard Altman v roce 1889 stanovil, že tato látka se skládá ze speciální kyseliny a bílkovin. Tehdy se poprvé slyšeli o termínu "nukleová kyselina". Nicméně, dokud funkce nukleových kyselin byl ještě daleko.

DNA - deoxyribonukleové kyseliny jsou největšími biologickými polymery, které se skládají ze stovek monomerů - deoxyribonukleotidů. Ve svém složení kromě cukru (deoxyribózy) existují 4 typy nukleotidů: adenin - A, thymidin - T, cytosin - C, guanin - G.

Poprvé byla DNA považována za nukleovou kyselinu živočišného původu, protože byla izolována z thymusu zvířat a RNA uvolněná z pšeničné klíčky - zeleniny. Bylo věřeno, že biochemický rozdíl mezi buňkami závodůstíny a zvířata. Avšak v polovině dvacátého století bylo zjištěno, že RNA a DNA je součástí všechny buňky.

Přímo se struktura nukleových kyselin začala zkoumat Erwin Chargaff, který v roce 1953 zjistil, že nukleotidy, které jsou součástí stejných kyselin, tvoří páry s přísným vzorem.

Jeden pyrimidin a jedna purinová báze vždy vstupují do vazby, T = C, A = T. To znamená, že adenin se váže na thymidin a guanin na cytosin.

A pro funkci DNA je nezbytné, aby spojení v prvním případě bylo zajištěno dvěma vodíkovými páry a ve druhém - třemi.

Pravidlo Chargaff byl základem, na kterém Watson a Crick postavili strukturu dvojité šroubovice DNA.

V této molekule, stejně jako v proteinových molekulách, jsou primární, sekundární a terciární struktury odlišné.

Primární struktura je lineární sekvence monomerů v jednom řetězci.

Samozřejmě, v přírodě se DNA nevyskytuje ve formě jednoho řetězce, ale zde mluvíme o primární struktuře biopolymeru, která určuje všechny jeho vlastnosti.

Druhá struktura je prostorová charakteristika biopolymeru. V případě DNA se jedná o dva polynukleotidové řetězce, z nichž každý je spirálově zkroucený vpravo a oba jsou současně otočeny ve směru hodinových ručiček kolem společné osy. Tyto řetězce jsou drženy společně silami vodíkové vazby. Terciární struktura DNA je určena další spiralizací molekuly.

Obrovský krok vpřed byl proveden s objevem, že funkce DNA spočívají v přenosu a ukládání genetické informace. DNA obsahuje dědičný program o struktuře proteinů specifických pro každý organismus. Spolu s molekulami RNA přenášejí dědičná informace z těla do těla. Funkce DNA také zahrnuje implementaci genetické informace. Podílí se na procesech transkripce, replikace a translace, čímž zajišťují syntézu různých proteinů.