DNA molekula: úrovně strukturní organizace

Molekula DNA - polynukleotid, monomerní jednotky, které jsou čtyři deoxyribonukleotid (dAMF, DGMP, dCMP a dTMP). Poměr a jejich pořadí nukleotidy v DNA různých organismů jsou různé. Kromě hlavních dusíkatých bází v DNA obsahuje i další drobné bázemi, deoxyribonukleotidy s 5-methylcytosin, 5-oksimetiltsitozin, 6-methylaminopurine.

Poté, co byla možnost použití způsobu podle rentgenové krystalografie ke studiu biologických makromolekul a dosažení perfektní rentgen, bylo možné zjistit molekulární strukturu DNA. Uvedený způsob je založen na tom, že paprsek paralelního X-paprsky dopadající na krystalické atomy clusteru, tvoří difrakční obrazec, který závisí především na atomové hmotnosti atomů, a jejich umístění v prostoru. Ve 40. letech minulého století pokročila teorie o trojrozměrné struktuře molekuly DNA. U. Astbury to dokázal deoxyribonukleové kyseliny je stoh superponovaných rovinných nukleotidů.

Primární struktura molekuly DNA

Primární strukturou nukleových kyselin se míní sekvence uspořádání nukleotidů v polynukleotidovém řetězci DNA. Nukleotidy jsou spojeny fosfodiesterovými vazbami, které jsou vytvořeny mezi hydroxylovou skupinou v poloze 5 jednoho nukleotidu a deoxyribosy na OH-skupiny v poloze 3 jiného pentosy.

Biologické vlastnosti nukleových kyselin jsou určovány kvalitativním vztahem a sekvencí nukleotidů v polynukleotidovém řetězci.

Nukleotidové složení DNA z organismů různých taxonomických skupin je specifická a je určena poměrem (G + C) / (A + T). Použití faktoru specificita byla určena stupněm heterogenity složením nukleotidů DNA z organismů jiného původu. Tak, v vyšších rostlin a živočichů poměr (G + C) / (A + T) se mírně liší a má hodnotu větší než 1. Pro koeficient mikroorganismy specificitou se velmi liší - od 0,35 do 2,70. Současně somatických buněk tohoto biologického druhu obsahují DNA stejné nukleotidové kompozice, tj. lze říci, že DNA jednoho druhu je identická v obsahu párů HS základů.

Stanovení heterogenity DNA nukleotidové kompozice koeficientem specificity ještě neposkytuje informace o jejích biologických vlastnostech. Ta je způsobena odlišnou sekvencí jednotlivých nukleotidových míst v polynukleotidovém řetězci. To znamená, že genetická informace v molekulách DNA je zakódována ve specifické sekvenci jejích monomerních jednotek.

Molekula DNA obsahuje nukleotidové sekvence určené k zahájení a ukončení syntéz DNA (replikace), syntéza RNA (transkripce), protein syntéza (vysílání). K dispozici jsou nukleotidové sekvence, které slouží pro navázání specifické aktivační tak inhibiční regulačních molekul, stejně jako nukleotidové sekvence, které neobsahují žádné genetickou informaci. K dispozici jsou také modifikovány na pole, které chrání molekuly z nukleázami.

Problém nukleotidové sekvence DNA nebyl dosud plně vyřešen. Stanovení nukleotidové sekvence nukleových kyselin je náročný postup zahrnující aplikaci metody specifického nukleázového štěpení molekul do oddělených fragmentů. K dnešnímu dni byla pro většinu tRNA různých původů zavedena kompletní nukleotidová sekvence dusíkových bází.

DNA molekula: sekundární struktura

Watson a Crick navrhli model dvojité šroubovice deoxyribonukleové kyseliny. Podle tohoto modelu se dva polynukleotidové řetězce navzájem navzájem obklopují, čímž vytvářejí určitý druh spirály.

Dusíkaté základy v nich jsou umístěny uvnitř konstrukce a fosfodiesterový páteř je venku.

DNA molekula: terciární struktura

Lineární DNA v buňce má tvar prodloužené molekuly, je zabalena do kompaktní struktury a zaujímá pouze 1/5 objemu buňky. Například délka lidské chromozomové DNA dosahuje 8 cm a je zabalena tak, že se vejde do chromozomu o délce 5 nm. Toto balení je možné díky přítomnosti spiralizovaných struktur DNA. Z toho vyplývá, že dvouvláknová spirála DNA ve vesmíru může být dále uložena v určité terciární struktuře - převrstvené. Superspirální konformace DNA je charakteristická pro chromozomy vyšších organismů. Taková terciární struktura je stabilizována kovalentních vazeb s aminokyselinovými zbytky, které tvoří proteiny, které tvoří nukleoproteinový komplex (chromatin). Proto DNA eukaryotických buněk je spojena s bílkovinami hlavně přírodních - histonů, stejně jako s kyselými proteiny a fosfoproteiny.