Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), строение и молекулыДНК — аббревиатура, которая знакома всем из школьного курса биологии. После окончания школы мало кто может с точностью расшифровать её значение. В памяти остаётся лишь размытое представление о генетике и наследственности, но иногда эти знания могут стать очень полезными. Эта молекула — одна из трёх основных в организме человека, где две другие: РНК (рибонуклеиновая кислота) и белки.

История открытия

Определение ДНК расшифровывается как дезоксирибонуклеиновая кислота. Открытие произошло в 1869 году. И. Ф. Мишер вначале назвал вещество нуклеин, когда он понял, что присутствуют кислотные свойства, то назвал его нуклеиновой кислотой. До начала 20-го века открыть биологическую функцию молекулы не представлялось возможным, более того, считалось, что она не может нести никакой информации, так как структура молекулы (по мнению учёных) выглядела слишком однообразной.

История открытия ДНК

Со временем доказали, что именно ДНК выступает носителем генетической информации, а не белки, как думали ранее. Благодаря эксперименту Мак-Леода и Мак-Карти удалось доказать, что за трансформацию отвечают пневмокоды. Учёные в здоровую культуру внедрили ген болезнетворных бактерий. В результате все следующие поколения растения имели этот ген.

Читайте также:  Инструкция по применению "Дигоксина" в таблетках

До 50-х годов было точно известно только то, что структура ДНК не одноцепочечная. И лишь в 1953 году было доказано с помощью рентгеноструктурных данных, что структура ДНК состоит из двух спиралей. Эксперимент был проведён Френсисом Криком и Розалинд Франклин. В лауреаты Нобелевской премии не попала Розалинда Франклин. До этого момента она не дожила, а посмертно премию не дают.

Строение (модель) молекулы

В середине 20-го века учёные считали, что структура ДНК состоит из повторяющихся групп нуклеотидов (мономеров ДНК), то есть периодическая, в которой попарно чередуются молекулы фосфата и сахара. Различная последовательность позволяла кодировать информацию (расшифровка ДНК человека не завершена и по сей день), но исследования показали, что разные организмы имеют разную структуру.

Строение молекул

Дезоксирибонуклеиновая кислота имеет двухцепочечную структуру. Эти две цепи соединены в полинуклеотидные цепочки, которые связаны водородом и образуют двойную спираль большой длины. Одноцепочечный ген имеют только вирусы, бактерии, фаги, митохондрии и хлоропласты, у них линейные или кольцевые ДНК.

Читайте также:  Арбидол: применение, показания, противопоказания и аналоги

Формула дезоксирибонуклеиновой кислоты неоднозначна. У каждого живого организма своя последовательность нуклеотидов. Кислотный остаток везде одинаков и имеет связывающую роль. Упрощённая формула без учёта последовательности: {[(С5Н10О4)4-(РО (ОН) 3)4-С4Н3n3О-С5Н4n5О-С5Н5n2О2-С5Н3n5]100000}2

Состав кислоты

Знания о составе дезоксирибонуклеиновой кислоты позволили добиться многих достижений в медицине. Нуклеотиды состоят и трёх частей:

  1. Фосфорная кислота.
  2. Сахар пентозы.
  3. Азотистое основание.

Роль ДНК в клеткеКислоты по особенностям своих соединений различаются на рибонуклеиновую и дезоксирибонуклеиновую. В состав ДНК входят такие мононуклеотиды:

  • цитозин;
  • тимин;
  • пиримидин;
  • аденин;
  • гуанин.

Есть мусорные гены, характеристики которых учёными ещё не изучены. Они ещё называются «не кодирующими», хотя и содержат кодирующие белки. Их назначение не известно.

У всех живых существ ДНК находится в ядре клетки, в части, где содержится кариоплазма. Исключением являются одноклеточные организмы. У них молекула ДНК находится в мембране.

Роль ДНК в клетке

Состав нуклеиновой кислотыБлагодаря ДНК происходит передача наследственной информации будущим поколениям. От неё зависят внешние данные, характер, физическое и психологическое здоровье. Передаётся дезоксирибонуклеиновая кислота в очень сжатом виде, но для жизнедеятельности она должна быть полностью раскрученной.

За степень сжатия отвечают ферменты топоизомеразы. Эти ферменты отвечают ещё и за правильное деление клетки (исключают мутации).

Внутри ядра клетки дезоксирибонуклеиновая кислота разделена попарно на цепи. Это позволяет передавать информацию без искажений и нарушений, делает её стабильной. Во время деления спирали разделяются и обмениваются своими участками. После этого связь восстанавливается, и создаются новые комбинации.

Читайте также:  Причины и все признаки опасной эпилепсии у взрослых

Генетические заболевания

Заболевания, которые возникают из-за нарушения копирования генов родителей во время оплодотворения яйцеклетки, называют мутациями. Повреждённый ген передаётся по наследству точно так же, как и здоровые. Есть вероятность, что патологический ген не будет проявляться у следующих поколений, но они будут передавать этот ген детям.

Большинство генетических заболеваний (их более 6000) проявляются после 30 лет, а некоторые могут не проявиться вовсе.

Генетические заболеванияГенетические заболевания человека подразделяются на:

  • хромосомные аберрации (перестройки);
  • моногенные;
  • полигенные.

Мутация генов — это естественные процесс, который обуславливает эволюцию человечества и всех других живых существ. Одни мутации помогают человеку лучше адаптироваться к окружающей среде, а другие приводят к серьёзным заболеваниям.

Внимание, только СЕГОДНЯ!