Нуклеиновые кислоты: структура и функции

Доказательства генетической роли ДНК
Открытие нуклеиновых кислот –
Ф. Мишер, 1869.
Трансформация бактерий – Ф.Гриффитс, 1928-1931.
1944 г. - О. Эйвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти доказали, что ДНК является генетическим материалом бактерий
1952 г – А. Херши и М. Чейз доказали, что ДНК является генетическим материалом бактериофагов

Химический состав нуклеиновых кислот
ДНК и РНК – линейные полимеры, состоят из последовательно расположенных структурных единиц - мономеров
мономеры ДНК - дезоксирибонуклеотиды
мономеры РНК - рибонуклеотиды

Структура нуклеотида

Принцип комплементарности азотистых оснований
Канонические пары оснований:
Аденин – Тимин
Цитозин - Гуанин

Правила Э.Чаргаффа:
количество пуриновых оснований (A+Г) в молекуле ДНК всегда равно количеству пиримидиновых оснований (Т+Ц),
количество аденина равно количеству тимина [А=Т, А/Т= 1]; количество гуанина равно количеству цитозина [Г=Ц, Г/Ц=1];
соотношение (Г+Ц)/(А+Т)=К, где К - коэффициент специфичности, является постоянным для каждого вида живых организмов

Первичная структура нуклеиновых кислот (ДНК и РНК)
Определяется последовательностью нуклеотидов в полинуклеотидной цепи
Нуклеотиды соединяются с помощью ковалентных 3’, 5’- фосфодиэфирных связей
За направление полинуклеотидной цепи принято направление от 5’ → к 3’-концу

Цепи в ДНК комплементарны и антипараллельны

Модель строения ДНК, предложенная Уотсоном и Криком (1953)

Параметры двойной спирали ДНК
две цепи ДНК закручены в спираль вокруг общей оси
цепи комплементарны и антипараллельны
азотистые основания находятся внутри молекулы ДНК,
снаружи находится сахаро-фосфатный скелет
диаметр спирали - 2 нм, каждые 10 п.н. составляют один виток спирали
Расстояние между нуклеотидами – 0,34 нм
Один виток спирали – 3,4 нм

Химические связи, стабилизирующие вторичную структуру ДНК:
Водородные связи – образуются между комплементарными основаниями
Стэкинг-взаимодействия – это гидрофобные связи, которые образуются между плоскими основаниями, которые расположены друг на другом в одной цепи ДНК

Отличия молекул ДНК и РНК

Биологические функции ДНК
Хранение генетической информации
Передача генетической информации
Реализация генетической информации
Изменение генетической информации