Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Модель ДНК

Рис. 2. Схема образования комплементарных пар оснований в молекуле ДНК

Рис. 3. Схема образования двойной спирали в молекуле ДНК

Одну из первых моделей молекулы ДНК, на основании данных, полученных Франклин, предложил американский химик Лайнус Полинг. По его мнению, молекула ДНК должна была состоять из трех закрученных в спираль нитей. Однако из-за целого ряда недостатков от этой модели пришлось отказаться.
Выяснить подлинную структуру молекулы ДНК удалось в 1953 г. английским ученым биохимику Джеймсу Уотсону и биофизику Фрэнсису Крику. Они установили, что молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, каждая из которых спирально закручена вправо, а обе цепи, свиваясь вместе, образуют двойную спираль. Последовательность соединения нуклеотидов в одной цепи противоположна последовательности в другой, так что цепи, составляющие одну молекулу ДНК, оказываются разнонаправленными, или антипараллельными. Шаг спирали составляет 3,4 нм (по 10 пар оснований в каждом витке), расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, а диаметр витка — 2 нм. ДНК — очень хрупкая молекула, простое перемешивание ее раствора может привести к разрыву цепей на более мелкие куски.
Согласно предложенной модели, две спирально закрученных цепи ДНК образуют подобие веревочной лестницы, роль «веревок» в которой играют сахаро-фосфатные остовы, а роль «перекладин» — пара азотистых оснований, каждое из которых присоединяется к противоположной цепи. При этом одно из оснований относится к пуриновым, а другое — к пиримидиновым, то есть, это может быть либо аденин в паре с тимином, либо гуанин в паре с цитозином. В каждой цепочке ДНК нуклеотиды соединяются между собой при помощи фосфодиэфирных связей (3'-фосфатная группа одного и 5'-сахар другого). Объединение в единую молекулу происходит благодаря возникновению водородных связей между азотистыми основаниями, входящими в состав противоположных цепей. При этом между аденином и тимином образуется две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи. Такая способность к избирательному соединению получила название комплементарности.

Функции ДНК в клетке

ДНК играет важнейшие функции в клетке, обеспечивающие поддержание и воспроизведение жизни.