Правило Эрвина Чааргафа

Нуклеотидный состав ДНК впервые количественно проанализировал американский биохимик Эрвин Чааргаф, который в 1951 году доказал, что в составе ДНК имеются четыре основания. Э. Чааргаф обнаружил, что у всех изученных им видов количество пуринового основания аденина (А) равно количеству пиримидинового основания тимина (Т), т.е. А=Т.

Сходным образом количество пуринового основания гуанина (Г) всегда равно количеству пиримидинового основания цитозина (Ц), т.е. Г=Ц. Таким образом, число пуриновых ДНК всегда равно числу пиримидиновых, т.е. количеству аденина равно количеству имина, а количество гуанина – количеству цитозина. Эта закономерность получило название правила Чааргафа.

ДНК. Модель Уотсона и Крика. Структура. Состав. Функции.

В 1950 году английский физик Морис Хью Уилкинс получил рентгенограмму ДНК. Она показала, что молекула ДНК имеет определенную вторичную структуру, расшифровка которой помогла бы понять механизм функционирования ДНК. Рентегонграммы, полученные на высокоочищенной ДНК, позволили Розалинде Франклин, коллеге Уилкинса, увидеть четкий крестообразный рисунок – опознавательный знак двоной спирали. Стало извесно также, что нуклеотиды расположены друг от лруга на растоянии 0, 34 нм, а на один виток спирали их приходится 10. Диаметр молекулы ДНК составляет около 2 нм. Из рентгеноструктурных данных, однако, было неясно, каким образом цепи удерживаются вместе в молекулах ДНК.

Картна полностью прояснилась в 1953 году, когда американский биохимик Джеймс Уотсон и английский физик Фрэнсис Крик, рассмотрев совокупность известных данных о строении ДНК, пришли к выводу, что сахарофосфатный остов находится на периферии молекулы ДНК, а пуриновые и пиримидиновые основания – в середине. Причем последние ориентированы таким образом, что между основаниями противоположных цепей могут образовываться водородные связи. Из построенной ими модели выявилось, что пурин в одной цепи всегда связан водородными связями с противолежащим пиримидином в другой цепи.

Такие пары имеют одинаковый размер по всей длинне молекулы. Не менее важно то,что аденин может спариваться лишь с тимином, а гуанин только с цитозином. При этом между аденином и тимином образуются две водородные связи, а между гуанином и цитозином – три.

В каждой из цепей ДНК основания могут чередоваться всеми возможными способами. Если известна последовательность оснований в одной цепи (например, Т – Ц – Г – Ц – А – Т), то благодаря специфичности спаривания (принцип дополнения, т.е. комплементарности) становится извсетной и последовательность оснований ее партнера – второй цепи (А – Г – Ц – Г – Т – А). Противолежащие последовательности и соответствующие полинуклеотидные цепи называют комплементарными. Хотя водородные связи, стабилизирующие пары оснований, относительно слабы, каждая молекула ДНК содержит так много пар, что в физиологических условиях (темпиратура, pH) комплименарные цепи никогда самостоятельно не разделяются.

3 g9x5hVsfbhccGibG2FqCFXMbkg8HCFYzXLpJ2p+la1dKj9HePU/pUr/pj6VvR1/CtoJ9e1f/2VBL AQItABQABgAIAAAAIQCKFT+YDAEAABUCAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBl c10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAAPQEAAF9yZWxz Ly5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhANO64bIGAgAAIAQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAAPAIAAGRycy9l Mm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAFhgsxu6AAAAIgEAABkAAAAAAAAAAAAAAAAAbgQAAGRy cy9fcmVscy9lMm9Eb2MueG1sLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEA+hdw4t8AAAAIAQAADwAAAAAA AAAAAAAAAABfBQAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsBAi0ACgAAAAAAAAAhAIU2rvvCEgAAwhIAABUA AAAAAAAAAAAAAAAAawYAAGRycy9tZWRpYS9pbWFnZTEuanBlZ1BLBQYAAAAABgAGAH0BAABgGQAA AAA= "> В начале 50-х годов большая группа ученых под руководством английского ученого А. Тодда установила точную структуру связей, соединяющих нуклеотиды одной цепи. Все эти связи оказались одинаковыми: углеродный атом в 5'-положении остатка дезоксирибозы (цифры со штрихами обозначают углеродные атомы в пятичленном сахаре – рибозе или дизоксирибозе) одного нуклеотида соединяется через фосфатную группу с углеродным атомом в 3’-положени соседнего нуклеотида. Никаких признаков необычных связей обнаружено не было. А. Тодд с сотрудниками пришли к выводу, что полинуклеотидные цепи ДНК, так же как и полипиптидные цепи белка, строго линейные. Регулярно расположенные связи между сахарами и фосфатными группами образуют скелет полинуклеотидной цепи.

Напротив 5'-конца одной цеп находится 3’-конец комплементарной цепи. Такая ориентация цепей названа антипараллельной.

У всех живущих на Земле организмов ДНК представлена двухцепоными спиральными молекулами. Исключение составляют одноцепочные молекулы ДНК некоторых фагов – вирусов, поражающих бактериальные клетки. Эти одноцепочные ДНК всегда кольцевые. Двухцепочные ДНК бывают и кольцевые и линейные. Бактерии содержат только кольцевые формы ДНК. У растений, грибов и животных имеются и линейные (в ядре клетки), и кольцевые (в хлоропластахи митохондриях) молекулы.

Функции ДНК:

· Хранение информации

· Передача и воспроизведение в ряду поколений генетической информации

· ДНК определяет, какие белки и в каких количествах необходимо синтезировать

Поиск по сайту: