Двойная спираль

Даже до того как Уотсон с Криком разгадали структуру ДНК, ученые понимали, что молекулы ДНК обладают «скелетом», «позвонками» которого являются единицы, состоящие из молекулы сахара (дезоксирибозы) и молекулы фосфата (вещества, содержащего фос фор). К таким позвонкам прикреплены молекулы, называемые азотистыми основаниями. Они состоят из атомов кислорода и азота, соединенных в кольца. Насчитывают четыре такие молекулы: аденин (сокращенно — А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т). Цитозин и тимин, кольцевые молекулы которых состоят из шести членов, называются пиримидинами, а аденин и гуанин, имеющие сшитые пяти- и шестичленные кольца, — пуринами (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Азотистые основания в ДНК классифицируются как пиримидины и пурины, в зависимости от структуры

Рис. 3.1. Азотистые основания в ДНК классифицируются как пиримидины и пурины, в зависимости от структуры

В конце 1940 годов рожденный в Австрии химик Эрвин Чаргафф (Erwin Chargaff) показал, что в любой молекуле ДНК количество цитозина равно количеству гуанина, а тимина — аденину.

Рентгеновская кристаллография намекала на то, что ДНК могла иметь винтовую или спиральную структуру, какой обладают многие белки. Прорыв Уотсона и Крика заключался в понимании того, что ДНК состоит из двух остовов, основания которых обращены внутрь друг к другу и сцеплены, как ступеньки стремянки (рис. 3.2). Будучи связанными слабыми химическими водородными связями, аденин и тимин, цитозин и гуанин всегда образуют пары, что объясняет открытие Чаргаффа.

Рис. 3.2. Структура ДНК. Двойная спираль имеет постоянную ширину благодаря спариванию «уаких» пиримидинов с «широкими» пуринами

Рис. 3.2. Структура ДНК. Двойная спираль имеет постоянную ширину благодаря спариванию «уаких» пиримидинов с «широкими» пуринами

Поскольку пару всегда образуют одни и те же основания, одна спираль молекулы ДНК — это зеркальное отражение другой. Уотсон и Крик поняли, что, если разделить ДНК по связям оснований и поместить в среду со свободно плавающими элементами остова и основаниями (как в ядре клетки), каждая из сторон станет рекомбинировать со свободно плавающими элементами и создаст точную копию исходной молекулы.

Итак, у вас будут две идентичные молекулы, точные копии оригинала, родительской молекулы. Сам факт, что «широкие» пурины всегда спариваются с «узкими» пиримидинами, гарантирует, что оба остова остаются на равном расстоянии друг от друга.

Слабые водородные связи между основаниями не могут удерживать молекулу, ее удержание обеспечивается гораздо более крепкими связями между кольцами дезоксирибозы и фосфатными группами остовов. Каждая дезоксирибоза связана с двумя группами фосфатов. Такая связь имеет свой атом углерода на кольце дезоксирибозы, один из которых помечен 3 (читается «три-штрих»), а другой помечен как 5 (читается «пять штрих»). Это дает каждой из нитей остова ДНК направленность. Чтение вверх левосторонней нити или вниз правосторонней нити считается чтением в направлении 3 к 5′, а чтение вниз левосторонней нити или вверх правосторонней нити — в направлении 5′ к 3 (направленность играет важную роль в репликации ДНК).

Каждая пара оснований закручена примерно на 36° вокруг оси спирали по отношению к следующей паре оснований, поэтому в каж дом витке спирали содержатся 10 пар оснований.

Уотсон, Крик и Уилкинс разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1962 году за открытие структуры ДНК.

Спб где купить клетчатую сумку для перевозки вещей www.bagboxshop.ru.

Оставить комментарий

Ваш комментарий