Будова і функція ДНК

10.10.2015

Будова і функція ДНК

Історичні етапи вивчення структури і функцій ДНК. Роль ДНК у клітині та її молекулярна просторову будову залишалися таємницею для кількох поколінь науковців і лише в середині XX ст. ці загадки вдалося розгадати.

ДНК — зберігач генетичної інформації. Питання про матерію, з якого побудовані гени, залишалося незьясованпм до 40 — х років XX в. До того вважали, що роль речовинп-носія спадковості грають якісь особливі білки, що містяться в ядрі. Адже серед біологічних молекул саме білки, як ніякі інші, мають різноманітну будову, а тому, як здається на перший погляд, можуть забезпечити спадкування величезної кількості ознак і функцій, властивих будь-якого організму. ДНК, як тоді вважалося, не могла мати до цих механізмів безпосереднього відношення, оскільки її будова дуже одноманітна, а тому їй була відведена роль зберігача фосфору в клітці.

Будова і функція ДНК

Перші дослідження, довели генетичної значущості ДНК, були проведені на найпростіших організмах — бактеріях і полягали в обробці безпечних для мишей бактерій розчином ДНК, виділеної з колоній хвороботворних. В результаті нешкідливі мікроорганізми ставали патогенними і починали викликати в піддослідних тварин хвороби, які раніше не були їм властиві. Причому ця новостворена особливість мікроорганізмів стала передаватися з покоління в покоління, тобто виявилася спадково закріпленою. Ці дослідження були проведені в 1944 р. американським вченим А.с Гей — вері (1877-1956) з колегами. Пізніше зміни генетичних властивостей клітин шляхом введення в них чужорідної ДНК, що отримав назву генетична траснформация (від лат. Трансформації — перетворення), були отримані спочатку у тварин, а згодом — у рослин. Таким чином було доведено, що ДНК — це біополімер, призначений для зберігання і передачі спадкової інформації.

Незвичайні рослини можна отримати, якщо, наприклад, насіння гарбуза вимочити в розчині ДНК, виділеної з насіння кавуна. З таких насіння виростуть гібридні рослини, які дадуть нащадків з різними ознаками і дивовижними властивостями: величезні плоди — зелені і смугасті, як кавун, з м’якоттю, як у гарбуза, з кісточками такими ж чорними, як у кавуна, і великими, як у гарбуза.

2. Правила Чаргаффа. Дослідження нуклеотидного складу ДНК різних видів організмів, а також пошук кількісних закономірностей у співвідношеннях різних нуклеотидів були розпочаті в 1949-1951 pp. групою дослідників, очолюваних Е. Чаргаффа (1905-2002), які працювали в США. Вони дозволили виявити правила, подібні яким не вдавалося сформулювати для одного біополімеру, в тому числі і для молекул РНК. Кількісні співвідношення між різними типами нитроге — новмисних підстав в ДНК, встановлені вченими, отримали назву правил Чаргаффа, за якими в молекулах ДНК:

• кількість аденіну дорівнює кількості тиміну (А = Т), а кількість гуаніна — кількістю цитозина (Г = Ц);

• кількість пуринів дорівнює кількості піримідинів: А + Г = Т + Ц або (А + Г / Т + Ц = 1);

• кількість основ з шістьма аміногрупами дорівнює кількості підстав з шістьма кетогруппы:

А + Ц = Г + Т (А + Ц / Г + Т = 1).

Спроба встановити константу в співвідношенні (А + Т) / (Г + Ц) не увінчалася успіхом. Виявилося, що співвідношення числа пар нуклеотидів AT з одного боку і ГЦ з іншого змінюється в залежності від виду організму. Пізніше, у 1962 р. російський біохімік А. Н. Білозерський (1905-1972) довів, що це співвідношення є специфічним для різних систематичних груп. Так, ДНК тварин і рослин завжди містить більше AT основ, ніж ГЦ, тоді як у бактерій можуть бути різні варіанти. Ці закономірності свідчили про те, що молекули ДНК мають подвійну структуру.

3. Відкриття подвійної спіралі. Фактами, які сприяли розкриттю таємниці просторової структури ДНК, були не тільки дані про співвідношення нуклеотид-них основ, але і дані рентгеноструктурного аналізу кристалів натрієвої солі ДНК. На цих рентгенограмах, отриманих англійськими фізиками М. Уілкінс (1916-2004) і Р. Франклін (1921-1958), можна було побачити, що ДНК має спіральну структуру. Однак честь відкриття структури ДНК належить двом іншим англійським вченим — Д. Уотсону і Ф. Крику. Вони змогли першими створити достовірну модель ДНК і опублікували її в журналі « Nature » в 1952 р. Зараз її прийнято називати модель подвійної спіралі (139). Ця модель вдало поєднувала в собі дві виявлені в той час особливості: спіральну форму молекули і її подвійну будова.

Головні принципи моделі. • молекула ДНК складається з двох паралельних ланцюжків і нагадує собою довгу драбину; • основи ланцюжків утворені переплетеними вуглевод — фосфатнпмп ланцюгами, а азотовмісних підстави розташовані всередині і утворюють сходинки цієї «драбини » • ця « драбина» за формою є спіраллю.

Розшифровка структури ДНК стала одним з поворотних моментів в історії біології. За відкриття « молекулярної структури нуклеїнових кислот та їх значення для передачі інформації в живих системах » троє дослідників — Д. Уотсон, Ф. Крик і М. Уілкінс у 1962 році були удостоєні Нобелівської премії. Ще один фактичний першовідкривач молекулярної структури ДНК — Розалінда Франклін, що отримала при проведенні досліджень високі дози рентгенівського опромінення, померла за чотири роки до визнання.

Короткий опис статті: будова днк Історичні етапи вивчення структури і функцій ДНК. Роль ДНК у клітині та її молекулярна просторову будову залишалися таємницею для декількох поколінь визначення,генетична інформація,генетична трансформація,правила Чаргаффа,модель подвійної спіралі,комплементарність,хроматин,плавлення ДНК,Природа

Джерело: Будова і функція ДНК

Також ви можете прочитати