Jaké je složení DNA cukr? Chemická báze struktury DNA

Je úžasné vidět, jak jsou podobní rodiče a děti navzájem. Nebo naopak, jsou zcela odlišné od bratrů a sester, od otce a matky. Proč je to tak a na čem to závisí? Jaké struktury jsou zodpovědné za uchování, konsolidaci, přenos a projev vlastností od potomků rodičů?

Tato role patří nukleovým kyselinám, které tvoří chromozomy. Jsou to molekuly, které plní funkce všech procesů spojených s dědičností a variabilitou. Zvláštní výsada v tom patří molekul DNA.

Historie objevu nukleových kyselin

Tyto molekuly nebyly po dlouhou dobu známy. Nicméně, v roce 1869, vědec Mischer objevil směs DNA a RNA jako výsledek výzkumu, a pak se podařilo zřídit jejich příslušnost k kyselinám. Udělal to na základě studia leukocytů v hnisu.

Od této doby začala aktivní studium těchto sloučenin. Mnoho vědců se pokusilo vytvořit chemické složení DNA a RNA. Pochopte jejich povahu, podstatu struktury a biologickou roli. Velkým přínosem k tomuto podnikání byly osoby, jako jsou:

• A. N. Belozersky.
• Thomas Morgan.
• C. Mosty.
• A. Muller.
• G. de Vries.
• A. Sturtevant.
• GA Nadson.
• A. S. Serebrovského.
• NP Dubinin.
• TS Filippov a další.

V období od roku 1900 do současnosti je charakter nukleových kyselin, chemických bází struktura DNA, jeho vlastnosti a biologický význam. Byly zjištěny objevy, které umožňují, aby tato molekula byla považována za univerzální základ všech živých bytostí.

Výzkum v oblasti genetiky umožnil stanovit vztah mezi DNA, genomem a chromozomy, aby dešifroval genetický kód mnoha živých bytostí. To bylo důležité pro pochopení struktury živé přírody, mechanismů její činnosti.

Bylo také stanoveno chemické složení chromozomů. Bylo zjištěno, že jejich základem je molekula nukleové kyseliny, která má specifickou strukturu.

DNA: obecná charakteristika

Plné dekódování zkratky jména - deoxyribonukleové kyseliny. Spolu s RNA tato kyselina patří k řadě nukleových kyselin. Jeho název byl uveden za skutečnost, že struktura DNA zahrnuje cukr. Jmenuje se deoxyribóza.

Chemické složení DNA a RNA je velmi podobné, rozdíl je především v sacharidu, který tvoří molekulu. RNA je ribóza.

Obecně je molekula deoxyribonukleové kyseliny komplexní dvojvláknová makromolekula, která má obrovskou molekulovou hmotnost a různorodou kompozici. Proto nejčastěji grafické znázornění tohoto spojení má formu dvou pramenů, spojených příčnými krokovými vazbami.

V roce 1953 Chargaff a jeho spolupracovníci dokázali odhalit zcela vnitřní strukturu a složení molekuly, která byla velice důležitá pro celou molekulární biologii a vědu jako celek. Bylo zřejmé, že kompozice DNA zahrnuje cukr z pětkarbonové báze (pentóza), purinové a pyrimidinové báze a zbytky kyseliny orthofosforečné.

To umožnilo nejen další rozluštění samotné struktury sloučeniny, ale také studium vlastností, fyzikálních a chemických. Biologická role a význam pro organismus byly definovány jako základní, univerzální a specifické pro každou bytost.

Chemické složení

Pokud charakterizujeme vnitřní atomární a molekulární složení molekuly nukleové kyseliny, můžeme rozlišit několik základních typů sloučenin:

• pentose - deoxyribóza (sacharidový monosacharid);
• organické báze - purin (adenin a guanin), pyrimidin (cytosin a thymin);
• zbytky kyseliny fosforečné s volnými vazbami.

To obecně platí pro všechny chemické základy struktury DNA. Další věc je, že kombinace všech těchto komponent není jednoduchá, ale je to komplexní a jedinečný proces. Takto deoxyribóza, báze a zbytek anorganické kyseliny dohromady tvoří nukleotid. Z nukleotidových sekvencí je přidána celá struktura molekuly jako celku.

Jedinečný je pořadí, v němž budou organické báze umístěny jeden po druhém a ve vztahu k sousednímu řetězci. Nukleotidová sekvence je konstruována podle určitých principů, z nichž hlavní je komplementarita (striktní korespondence purinových a pyrimidinových složek). To umožňuje každému živému tvorovi mít svůj vlastní genetický kód, jedinečný, vrozený a hluboce specifický.

Fenotypicky se to projevuje ve formě dědičnosti zcela odlišných charakteristik, ve skutečnosti, že neexistují dva stejní lidé (vyjma stejných dvojčat), charakteristické rysy vzhledu.

Jaký cukr obsahuje DNA?

Základem jakékoli organické hmoty je uhlíkový řetězec atomů. Molekula DNA nebyla výjimkou. Koneckonců, struktura DNA je cukr, totiž sestává ze sekvence pěti atomů uhlíku, která je kombinována v cyklické struktuře. Stejná molekula je přerušena tím, že kyslíkový můstek vstupuje do obecného cyklu.

Chemické složení cukru je vyjádřeno následujícím empirickým vzorcem:₅H₁₀O₄. Tato molekula - aldopentóza, která obsahuje pět atomů uhlíku, byla zkroucena do cyklu. Navíc jeden z atomů řetězce místo hydroxylové skupiny obsahuje pouze vodík, takže jménem cukru byla taková předpona jako "deoxy", tedy bez kyslíku.

Chemické složení cukru bylo objeveno a studováno Phibusem Lievenem, který objevil celou strukturu a chemickou povahu sloučeniny v roce 1929.

Báze v složení molekuly

Organické báze, které tvoří nukleovou kyselinu DNA, lze rozdělit na dvě hlavní skupiny.

1. Purine - komplexní struktury tvořené dvěma uhlíkovými cykly - pětičlenné a šestičlenné. Patří sem adenin a guanin, které jsou komplementární k pyrimidinovým bázím v deoxyribonukleové kyselině.
2. Pyrimidinové šestičlenné cykly uhlíku. To zahrnuje thymin a cytosin.

Ukázalo se tedy, že struktura DNA zahrnuje cukr a bázi, které jsou spojeny a spojeny s radikálem kyselina fosforečná. Společně to je nukleotid. V dvojvláknové struktuře obecné molekuly DNA se nukleotidy váží dohromady podle pravidla komplementarity: adenin odpovídá základnímu tyminu a guanin odpovídá cytosinu.

Typy vztahů mezi částicemi

Hlavní typy spojení mezi komponentními strukturami DNA jsou následující:

• vodík;
• kovalentní polární;
• síly intermolekulární přitažlivosti;
• interakci s van der Waalsem.

To umožňuje dvouvláknové struktuře existovat ve třech konformacích:

• primární - lineární sekvence nukleotidů;
• sekundárně - spirálově zkroucené každé vlákno a oba blízko sebe;
• terciární - komplexní konformační globule silně spirálové molekuly.

Tudíž skutečnost, že struktura DNA zahrnuje cukr, báze a kyselé zbytky, je základem její struktury a půdy pro realizaci řady interakcí a tvorby chemických vazeb.

Hodnota DNA pro organismy

Existuje několik nejdůležitějších bodů:

1. Molekuly zvažované kyseliny jsou zahrnuty v chemickém složení chromozomů, které určují individualitu všech živých organismů.
2. DNA je základem pro syntézu komplexních polypeptidových řetězců zodpovědných za kódování a přenos dědičných znaků.
3. Deoxyribonukleová kyselina je základem transkripce, tj. Primární syntézy RNA, následně proteinu.

Takové procesy se vyskytují ve všech organismech. To nám umožňuje nazvat tuto strukturu univerzální jednotkou všech živých věcí.

Replikace molekuly

Tento proces je zdvojnásobení molekuly DNA, probíhající spontánně s výdajem energie v živých organismech. Hlavní složkou je DNA polymeráza, enzym, který katalyzuje a kontroluje celkovou syntézu.

Podstatou replikace je to, že každá vlákna molekuly je rozdělena a zdvojnásobuje její lineární sekvence. Výsledkem tohoto procesu jsou dvě nové molekuly DNA, z nichž každý obsahuje jeden starý polypeptidový řetězec a druhý zcela nový, konstruovaný podle princip komplementarity.

Hodnota procesu je poskytnout potomkům genetickou informaci v plném rozsahu.