DNT və RNT nukleotidlərinin quruluşunun sxemi. Nukleotidlərin, nuklein turşularının quruluşu və bioloji rolu

Nukleotid tərkibi, yəni. nukleotid komponentlərinin dəsti və nisbəti nuklein turşularının çox mühüm xarakteristikası kimi çıxış edir. Nuklein turşularının tərkibini təyin etməyin əsas üsullarından biri onların hidrolitik parçalanma məhsullarının öyrənilməsinə əsaslanır. Polinukleotidlərdəki nukleotidlərarası bağlar ester bağları olduğundan, polinükleotid zəncirləri həm turşu, həm də qələvi mühitlərdə hidroliz etmək qabiliyyətinə malikdir.

Yan proseslərin yaratdığı fəsadlar səbəbindən DNT-nin kimyəvi hidrolizi demək olar ki, istifadə edilmir. Nükleazların təsiri altında DNT-nin enzimatik hidrolizi daha üstündür. Tipik olaraq, bu məqsədlə ester bağını fosfor turşusu (fosfodiesterazlar və fosfomonoesterazlar) ilə parçalayan fermentləri ehtiva edən ilan zəhərindən istifadə olunur. Nukleazlar nuklein turşusunun növünə xasdır; ribonukleazlara və dezoksiribonukleazalara bölünürlər.

Nuklein turşusu komponentlərinin ayrılması və identifikasiyası fiziki-kimyəvi üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Xromatoqrafik üsullar mürəkkəb qarışıqları ayırmaqda çox mühüm rol oynayır. Aromatik xarakterinə görə 260 nm ətrafında nəzərəçarpacaq udma qabiliyyətinə malik olan pirimidin və purin əsasları adətən UV spektroskopiyasından istifadə etməklə müəyyən edilir. Nukleotidlər asidik təbiətli olduğundan və ionlaşmış vəziyyətdə ola bildiyindən, onların identifikasiyası üçün elektroforez də istifadə olunur.

Nukleotid tərkibinin müəyyən edilməsi ilə yanaşı, ən vacib vəzifə nukleotid ardıcıllığının qurulmasıdır, yəni. nukleotid vahidlərinin növbə sırası. Ümumi yanaşma blok metodundan istifadə etməkdir: birincisi, polinükleotid zənciri istiqamət üzrə daha kiçik bloklara - oliqomerlərə bölünür və onlarda nukleotid ardıcıllığı müəyyən edilir. Birinci dəfə ilə müqayisədə hədəfi müxtəlif yerlərdə fraqmentlərə bölən ikinci dəfə parçalayıcı maddələrdən istifadə etməklə bu analiz iki dəfə təkrarlanır. Polinükleotid zənciri kifayət qədər qısa fraqmentlərə bölünür. Daha uzun oliqonukleotidləri öyrənmək hələ də çətindir.

Nuklein turşularının ilkin strukturu pentozalar və fosfat qrupları arasında efir bağları ilə bağlanmış nukleotid vahidlərinin təbiəti və ardıcıllığı ilə müəyyən edilir (Şəkil 13).

düyü. 13. Nuklein turşusu zəncirinin kəsiyinin ilkin quruluşu

DNT molekulunda RNT molekulundan əhəmiyyətli dərəcədə daha çox nukleotid qalıqları var. DNT-nin molekulyar çəkisi təxminən 10 milyondur; DNT hüceyrə şəraitində həll olunmur. İnsan DNT molekullarının uzunluğu təxminən 3 - 5 sm-dir; RNT molekulu daha qısadır - 0,01 sm-dən azdır.

Nuklein turşularının ikincil quruluşu. İkinci dərəcəli quruluşa görə, DNT polinükleotid zənciri purin və pirimidin əsaslarının içəriyə doğru yönəldiyi ikiqat spiraldır. Bir zəncirin purin bazası ilə digər zəncirin pirimidin əsası arasında bu quruluşu sabitləşdirən hidrogen bağları vardır. Hidrogen bağları ilə bağlanmış cütlər əmələ gətirən əsaslar deyilir tamamlayıcı. DNT-də aşağıdakılar tamamlayıcı olacaq: adenin - öz aralarında iki hidrogen bağı yaradan timin və üç hidrogen bağı ilə bağlanan guanin - sitozin (şəkil 14). Bu o deməkdir ki, bir zəncirdəki adenin və guaninin purin əsasları digər zəncirdəki pirimidin əsasları timin və sitozin ilə uyğun olacaq. İkiqat spiral meydana gətirən polinükleotid zəncirləri eyni deyil, bir-birini tamamlayır.

düyü. 14. Quanin - sitozin (a), adenin - timin (b) əsas cütündəki hidrogen bağları

DNT makromolekulları sabit diametrli qoşa spiral şəklində hidrogen bağlarından istifadə edərək cüt-cüt bir-birinə bağlanır (şək. 15). Nuklein əsas qalıqları diametri təxminən 2 nm olan spiralın içərisinə yönəldilmişdir.

Spiralın hər döngəsində 10 əsas cüt var. Bu quruluşun ən böyük sabitliyini təmin etmək üçün mümkün qədər çox hidrogen bağı olmalıdır. Yalnız bu şərt yerinə yetirildikdə, yan qrupların ümumi ölçülərinin eksperimental olaraq sübut edilmiş sabitliyi və qoşa spiralın diametrinin bütün uzunluğu boyunca sabitliyi təmin edilir. Tamamlayıcılıq prinsipi hər iki zəncirdəki halqaların ardıcıllığının bu qarşılıqlı şərtiliyindədir.

Zəncirlərin bir-birini tamamlaması və halqaların ardıcıllığı nuklein turşularının ən mühüm funksiyalarının kimyəvi əsasını təşkil edir: DNT irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsidir, RNT isə zülalların biosintezində birbaşa iştirak edir. DNT-nin molekulyar çəkisi bir neçə milyondan on milyardlarla, RNT üçün on minlərlə ilə bir neçə milyon arasında dəyişir.

Baza komplementarlığı müxtəlif mənşəli DNT-nin nukleotid tərkibini tənzimləyən E.Çarqaff tərəfindən tərtib edilmiş qanunların əsasında dayanır.

Chargaff qaydaları:

1) purin əsaslarının sayı pirimidin əsaslarının sayına bərabərdir, yəni. (A+G)=(C+T).

2) Adeninin miqdarı timin miqdarına bərabərdir (A=T); eynilə guaninin miqdarı sitozinin miqdarına bərabərdir (G=C).

3) Pirimidinin 4-cü və purin nüvəsinin 6-cı mövqeyində amin qrupu olan əsasların sayı eyni mövqelərdə okso qrupu olan əsasların sayına bərabərdir. Bu o deməkdir ki, A+C=G+T.

RNT üçün Chargaff qaydaları ya yerinə yetirilmir, ya da müəyyən yaxınlaşma ilə yerinə yetirilir. Bu, RNT-də çoxlu kiçik əsasların olması ilə əlaqədardır.

DNT makromolekulunu spiral pilləkənlə müqayisə etmək onun şirallığını göstərir. Həqiqətən, təbii DNT optik aktivliyə malikdir. Eyni zamanda, DNT-ni təşkil edən nukleotidlərin qarışıqları, həmçinin nizamsız polinükleotik zəncirlər optik cəhətdən qeyri-aktivdir. Bu onu göstərir ki, təbii DNT-nin optik aktivliyi onların ikinci dərəcəli strukturunun xirallığı ilə bağlıdır.

Sarmal çərçivəsi alternativ karbohidrat və fosfat qalıqlarından əmələ gəlir. Ətrafdakı sulu mühit spiralın hidrofilik hissəsi ilə təmasdadır, lakin spiralın daxili hissəsi (əsas) su ilə təmasda deyil.

DNT molekulu, bir RNT molekulundan fərqli olaraq, əksər hallarda bir-birini tamamlayan iki bükülmüş zəncirdən ibarətdir. Dönüşün uzunluğundan və spiralın bucağından, həmçinin onun bir sıra digər həndəsi parametrlərindən asılı olaraq ondan çox müxtəlif sifarişli spiral DNT strukturları fərqləndirilir. Bu strukturların sabitləşməsində spiral boyunca hərəkət edən hidrogen bağları ilə yanaşı, qonşu məkanca yaxın azotlu əsaslar arasında spiral boyunca istiqamətlənmiş molekullararası qarşılıqlı təsirlər mühüm rol oynayır. Bu qarşılıqlı təsirlər DNT molekulunun azotlu əsaslarının yığını boyunca yönəldildiyi üçün onlara stacking qarşılıqlı təsirlər deyilir. Beləliklə, azotlu əsasların bir-biri ilə qarşılıqlı təsiri DNT molekulunun ikiqat spiralını həm oxu boyunca, həm də boyunca bağlayır.

Güclü yığma qarşılıqlı təsirlər həmişə əsaslar arasında hidrogen bağlarını gücləndirərək, sarmalın sıxılmasını təşviq edir. Nəticədə ətraf məhluldan gələn su molekulları, əsasən, qütb qrupları spiralın səthində yerləşən DNT-nin pentoza fosfat onurğasına bağlanır. Yığma qarşılıqlı əlaqəsi zəiflədikdə, spiralın içərisinə nüfuz edən su molekulları, əsasların qütb qrupları ilə rəqabətli şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir, destabilizasiyaya başlayır və ikiqat spiralın daha da parçalanmasına kömək edir. Bütün bunlar ətrafdakı məhlulun komponentlərinin təsiri altında DNT-nin ikincil strukturunun dinamikasını göstərir. İkiqat sarmal əksər DNT molekulları üçün xarakterikdir. Ancaq DNT başqa formalarda ola bilər. Bəzi viruslar tək zəncirli DNT ehtiva edir və dairəvi formalara da rast gəlinir.

düyü. 16. RNT molekulunun ikincil strukturu

Nuklein turşularının üçüncü quruluşu. DNT molekullarının ikiqat sarmal xətti xətti, dairəvi, superdairəvi və yığcam qıvrım formaları şəklində mövcuddur. Bu formalar arasında fəza quruluşunu dəyişən xüsusi fermentlər qrupunun - topoizomerazların təsiri altında qarşılıqlı keçidlər baş verir (Şəkil 17).

düyü. 17. DNT molekulunun üçüncü quruluşu:

a - xətti, b- üzük, V- super üzük, G- yığcam top

Bir çox RNT molekullarının üçüncü quruluşu hələ də yekun aydınlaşdırma tələb edir, lakin artıq müəyyən edilmişdir ki, o, təkcə birincili və ikincil strukturdan deyil, həm də onu əhatə edən məhlulun tərkibindən asılıdır.

Nuklein turşuları zülallar kimi həyat üçün zəruridir. Onlar ən sadə viruslara qədər bütün canlı orqanizmlərin genetik materialını təmsil edir. "Nuklein turşuları" adı onların əsasən nüvədə (nüvə - nüvə) lokalizasiyasını əks etdirir. Nuklein turşuları üçün xüsusi boyanma ilə nüvələr işıq mikroskopunda çox aydın görünür.

DNT-nin quruluşunu öyrənmək(dezoksiribonuklein turşusu) - mövcud iki növ nuklein turşusundan biri - biologiyada yeni bir dövr açdı, çünki nəhayət, canlı orqanizmlərin həyat fəaliyyətlərini tənzimləmək üçün lazım olan məlumatları necə saxladıqlarını və bu məlumatları özlərinə necə ötürdüklərini anlamağa imkan verdi. nəsil. Yuxarıda qeyd etdik ki, nuklein turşuları nukleotidlər adlanan monomer vahidlərdən ibarətdir. Həddindən artıq uzun molekullar - polinükleotidlər - nukleotidlərdən qurulur.

Polinükleotidlərin quruluşunu başa düşmək üçün əvvəlcə necə olduğunu bilmək lazımdır nukleotidlər qurulur.

Nukleotidlər. Nukleotidlərin quruluşu

Nukleotid molekuluüç hissədən ibarətdir - beş karbonlu şəkər, azotlu əsas və fosfor bazası.

Şəkər daxildir nukleotid tərkibi, beş karbon atomunu ehtiva edir, yəni pentozadır. Nukleotiddə mövcud olan pentoza növündən asılı olaraq iki növ nuklein turşusu var - tərkibində riboza olan ribonuklein turşuları (RNT) və dezoksiriboza olan dezoksiribonuklein turşuları (DNT). Dezoksiribozada 2-ci karbon atomunda OH qrupu H atomu ilə əvəz olunur, yəni riboza nisbətən bir az oksigen atomuna malikdir.

Hər ikisində nuklein turşularının növləri tərkibində dörd müxtəlif növ əsas var: onlardan ikisi purinlər sinfinə, ikisi isə pirimidinlər sinfinə aiddir. Bu birləşmələrin əsas xarakterini halqaya daxil olan azot verir. Purinlərə adenin (A) və guanin (G), pirimidinlərə isə sitozin (C) və timin (T) və ya urasil (U) (müvafiq olaraq DNT və ya RNT-də) daxildir. Timin kimyəvi cəhətdən urasilə çox yaxındır (bu, 5-metilurasildir, yəni 5-ci karbon atomunun metil qrupuna malik olduğu urasildir). Purin molekulunun iki, pirimidin molekulunun isə bir halqası var.

Səbəblər Onları adlarının ilk hərfi ilə qeyd etmək adətdir: A, G, T, U və C.

Nuklein turşuları turşulardır, çünki onların molekulunda fosfor turşusu var.

Şəkil şəkər, əsas və fosfor turşusunun birləşərək əmələ gəlməsini göstərir nukleotid molekulu. Şəkərin bir baza ilə birləşməsi bir su molekulunun sərbəst buraxılması ilə baş verir, yəni kondensasiya reaksiyasıdır. Bir nukleotid yaratmaq üçün başqa bir kondensasiya reaksiyası tələb olunur - şəkər və fosfor turşusu arasında.

Müxtəlif nukleotidlərşəkərlərin təbiətinə və onları təşkil edən əsaslara görə bir-birindən fərqlənir.

Nukleotidlərin orqanizmdə rolu nuklein turşularının tikinti blokları kimi xidmət etməklə məhdudlaşmır; bəzi mühüm koenzimlər də nukleotidlərdir. Nümunələrə adenozin trifosfat (ATP), siklik adenozin monofosfat (cAMP), koenzim A, nikotinamid adenin dinukleotid (NAD), nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADP) və flavin adenin dinukleotid (FAD) daxildir.

Bir çox insan həmişə valideynlərin müəyyən xüsusiyyətlərinin (məsələn, göz rəngi, saç, üz forması və s.) uşağa ötürülməsi ilə maraqlanıb. Elm sübut etdi ki, əlamətin bu ötürülməsi genetik materialdan və ya DNT-dən asılıdır.

DNT nədir?

Nukleotid

Qeyd edildiyi kimi, dezoksiribonuklein turşusunun əsas struktur vahidi nukleotiddir. Bu kompleks təhsildir. DNT nukleotidinin tərkibi aşağıdakı kimidir.

Nukleotidin mərkəzində beş komponentli şəkər yerləşir (DNT-də, tərkibində riboza olan RNT-dən fərqli olaraq). Ona azotlu əsas əlavə olunur, bunlardan 5 növ var: adenin, guanin, timin, urasil və sitozin. Bundan əlavə, hər bir nukleotiddə fosfor turşusu qalığı da var.

DNT yalnız göstərilən struktur vahidləri olan nukleotidləri ehtiva edir.

Bütün nukleotidlər bir zəncirdə düzülür və bir-birini izləyir. Üçlüklərə (hər biri üç nukleotid) qruplaşdırılaraq, hər üçlüyün müəyyən bir amin turşusuna uyğun olduğu bir ardıcıllıq meydana gətirirlər. Nəticədə zəncir əmələ gəlir.

Azotlu əsasların bağlarına görə bir-biri ilə birləşirlər. Paralel zəncirlərin nukleotidləri arasındakı əsas bağ hidrogendir.

Nukleotid ardıcıllığı genlərin əsasını təşkil edir. Onların strukturunda pozuntu protein sintezində uğursuzluğa və mutasiyaların təzahürünə səbəb olur. DNT demək olar ki, bütün insanlarda olan və onları digər orqanizmlərdən fərqləndirən eyni genləri ehtiva edir.

Nukleotid modifikasiyası

Bəzi hallarda, müəyyən bir əlamətin daha sabit ötürülməsi üçün azotlu əsasın modifikasiyası istifadə olunur. DNT-nin kimyəvi tərkibi metil qrupunun (CH3) əlavə edilməsi ilə dəyişir. Belə bir modifikasiya (bir nukleotid üzərində) gen ifadəsini və xüsusiyyətlərin qız hüceyrələrinə ötürülməsini sabitləşdirməyə imkan verir.

Molekulun strukturunun bu cür "təkmilləşməsi" heç bir şəkildə azotlu əsasların birləşməsinə təsir göstərmir.

Bu modifikasiya X xromosomunu inaktivləşdirmək üçün də istifadə olunur. Nəticədə Barr cisimləri əmələ gəlir.

Təkmilləşdirilmiş kanserogenez ilə DNT analizi nukleotid zəncirinin bir çox əsaslarda metilləşməyə məruz qaldığını göstərir. Aparılan müşahidələrdə mutasiya mənbəyinin adətən metilləşdirilmiş sitozin olduğu qeyd edilib. Tipik olaraq, bir şiş prosesi zamanı demetilasiya prosesi dayandırmağa kömək edə bilər, lakin mürəkkəbliyinə görə bu reaksiya həyata keçirilmir.

DNT quruluşu

Molekulun quruluşunda iki növ quruluş var. Birinci növ nukleotidlər tərəfindən əmələ gələn xətti ardıcıllıqdır. Onların tikintisi müəyyən qanunlara tabedir. DNT molekulunda nukleotidlərin qeydi 5' ucundan başlayır və 3' ucunda bitir. Qarşısında yerləşən ikinci zəncir də eyni şəkildə qurulmuşdur, yalnız məkan baxımından molekullar bir-birinin əksinə yerləşir, bir zəncirin 5' ucu ikincinin 3' ucunun qarşısında yerləşir.

DNT-nin ikincil quruluşu spiraldır. Bir-birinə qarşı yerləşən nukleotidlər arasında hidrogen bağlarının olması səbəb olur. Tamamlayıcı azotlu əsaslar arasında hidrogen rabitəsi yaranır (məsələn, yalnız timin birinci zəncir adeninə qarşı, sitozin və ya urasil isə guaninə qarşı ola bilər). Bu dəqiqlik ikinci zəncirin qurulmasının birincinin əsasında baş verməsi ilə əlaqədardır, buna görə də azotlu əsaslar arasında dəqiq uyğunluq var.

Molekul sintezi

DNT molekulu necə əmələ gəlir?

Onun formalaşması dövründə üç mərhələ var:

• Sxemlərin ayrılması.
• Sintezləşdirici qurğuların sxemlərdən birinə qoşulması.
• İkinci zəncirin tamamlayıcılıq prinsipinə əsasən tamamlanması.

Molekulyar ayrılma mərhələsində əsas rolu fermentlər - DNT giraz oynayır. Bu fermentlər zəncirlər arasında hidrogen bağlarını məhv etməyə yönəldilmişdir.

Tellər ayrıldıqdan sonra əsas sintez edən ferment olan DNT polimeraza işə düşür. Onun bağlanması 5' yerində müşahidə olunur. Sonra, bu ferment 3' sonuna doğru hərəkət edir, eyni zamanda müvafiq azotlu əsaslarla lazımi nukleotidləri əlavə edir. 3' sonunda müəyyən bir yerə (terminator) çatdıqdan sonra polimeraza orijinal zəncirdən ayrılır.

Qız zənciri yarandıqdan sonra əsaslar arasında yeni yaranan DNT molekulunu bir yerdə saxlayan hidrogen bağı yaranır.

Bu molekulu harada tapa bilərsiniz?

Hüceyrələrin və toxumaların strukturunu daha dərindən araşdırsanız, görə bilərsiniz ki, DNT əsasən yeni, qız hüceyrələrinin və ya onların klonlarının əmələ gəlməsinə cavabdeh olan şeylərin tərkibindədir. Eyni zamanda, onun tərkibində olanlar yeni yaranan hüceyrələr arasında bərabər şəkildə (klonlar əmələ gəlir) və ya hissələrə bölünür (bu fenomen tez-tez meioz zamanı müşahidə edilə bilər). Nüvənin zədələnməsi mutasiyaya səbəb olan yeni toxumaların meydana gəlməsinin pozulmasına səbəb olur.

Bundan əlavə, mitoxondriyada xüsusi bir irsi material növü var. Onlardakı DNT nüvədəkindən bir qədər fərqlidir (mitoxondrial dezoksiribonuklein turşusu halqa formasına malikdir və bir qədər fərqli funksiyaları yerinə yetirir).

Molekulun özü bədənin hər hansı bir hüceyrəsindən təcrid edilə bilər (tədqiqat üçün ən çox yanağın və ya qanın içindən bir ləkə istifadə olunur). Yalnız itkin genetik material aşındırıcı epiteldə və bəzi qan hüceyrələrində (eritrositlər) olur.

Funksiyalar

DNT molekulunun tərkibi onun nəsildən-nəslə məlumat ötürmə funksiyasını müəyyən edir. Bu, bu və ya digər genotipik (daxili) və ya fenotipik (xarici - məsələn, göz və ya saç rəngi) əlamətin təzahürünü təyin edən müəyyən zülalların sintezi səbəbindən baş verir.

İnformasiyanın ötürülməsi onun genetik koddan həyata keçirilməsi yolu ilə həyata keçirilir. Genetik kodda şifrələnmiş məlumat əsasında xüsusi xəbərçi, ribosom və nəqliyyat RNT-ləri istehsal olunur. Onların hər biri müəyyən bir hərəkətə cavabdehdir - messenger RNT zülalların sintezi üçün istifadə olunur, ribosomal RNT protein molekullarının yığılmasında iştirak edir və nəqliyyat RNT müvafiq zülalları əmələ gətirir.

Onların işində hər hansı bir nasazlıq və ya strukturun dəyişməsi yerinə yetirilən funksiyanın pozulmasına və atipik simptomların (mutasiyaların) görünüşünə səbəb olur.

DNT atalıq testi insanlar arasında əlaqəli xüsusiyyətlərin mövcudluğunu müəyyən etməyə imkan verir.

Genetik testlər

Genetik test bu gün nə üçün istifadə edilə bilər?

DNT testi bədəndəki bir çox faktoru və ya dəyişikliyi müəyyən etmək üçün istifadə olunur.

İlk növbədə, tədqiqat anadangəlmə, irsi xəstəliklərin mövcudluğunu müəyyən etməyə imkan verir. Belə xəstəliklərə Daun sindromu, autizm və Marfan sindromu daxildir.

Ailə münasibətlərini müəyyən etmək üçün DNT də araşdırıla bilər. Atalıq testi uzun müddətdir ki, bir çox, ilk növbədə, hüquqi proseslərdə geniş istifadə olunur. Bu araşdırma qeyri-qanuni uşaqlar arasında genetik əlaqəni müəyyən etmək üçün təyin edilir. Bu test tez-tez hakimiyyət orqanlarından suallar yarandıqda vərəsəlik üçün müraciət edənlər tərəfindən keçirilir.

4.2.1. Nuklein turşularının ilkin quruluşuçağırdı DNT və ya RNT zəncirində mononükleotidlərin düzülüşü ardıcıllığı . Nuklein turşularının ilkin quruluşu 3 "5" fosfodiester bağları ilə sabitləşir. Bu bağlar hər bir nukleotidin pentoza qalığının 3" mövqeyində olan hidroksil qrupunun qonşu nukleotidin fosfat qrupu ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əmələ gəlir (Şəkil 3.2),

Beləliklə, polinükleotid zəncirinin bir ucunda sərbəst 5"-fosfat qrupu (5"-ucu), digərində isə 3" mövqedə (3"-ucu) sərbəst hidroksil qrupu var. Nukleotid ardıcıllığı adətən 5" ucundan 3" ucuna qədər olan istiqamətdə yazılır.

Şəkil 4.2. Adenozin 5"-monofosfat və sitidin 5"-monofosfat ehtiva edən bir dinukleotidin quruluşu.

4.2.2. DNT (deoksiribonuklein turşusu) hüceyrə nüvəsində tapılır və təxminən 1011 Da molekulyar çəkiyə malikdir. Onun nukleotidlərində azotlu əsaslar var adenin, guanin, sitozin, timin , karbohidrat deoksiriboza və fosfor turşusu qalıqları. DNT molekulunda azotlu əsasların tərkibi Chargaff qaydaları ilə müəyyən edilir:

1) purin əsaslarının sayı pirimidin əsaslarının sayına bərabərdir (A + G = C + T);

2) adenin və sitozinin miqdarı müvafiq olaraq timin və quaninin miqdarına bərabərdir (A = T; C = G);

3) Müxtəlif bioloji növlərin hüceyrələrindən təcrid olunmuş DNT spesifiklik əmsalı ilə bir-birindən fərqlənir:

(G + C) / (A + T)

DNT-nin quruluşundakı bu nümunələr onun ikincil quruluşunun aşağıdakı xüsusiyyətləri ilə izah olunur:

1) bir DNT molekulu hidrogen bağları ilə bir-birinə bağlı olan iki polinükleotid zəncirindən və yönümlü antiparaleldən qurulur (yəni bir zəncirin 3" ucu digər zəncirin 5" ucunun qarşısında yerləşir və əksinə);

2) azotlu əsasların tamamlayıcı cütləri arasında hidrogen rabitələri yaranır. Timin adeninə tamamlayıcıdır; bu cüt iki hidrogen bağı ilə sabitləşir. Sitozin guaninə tamamlayıcıdır; bu cüt üç hidrogen bağı ilə sabitləşir (bax şəkil b). DNT molekulunda G-C cütlüyü nə qədər çox olarsa, onun yüksək temperatura və ionlaşdırıcı şüalanmaya qarşı müqaviməti bir o qədər çox olar;

Şəkil 3.3. Tamamlayıcı azotlu əsaslar arasında hidrogen bağları.

3) hər iki DNT zəncirinin ümumi oxu olan bir spiral halına salınması. Azotlu əsaslar spiralın içərisinə baxır; Onlar arasında hidrogen qarşılıqlı təsirləri ilə yanaşı, hidrofobik qarşılıqlı təsirlər də yaranır. Riboza fosfat hissələri periferiya boyunca yerləşərək, spiralın nüvəsini təşkil edir (bax Şəkil 3.4).

Şəkil 3.4. DNT struktur diaqramı.

4.2.3. RNT (ribonuklein turşusu)əsasən hüceyrənin sitoplazmasında olur və molekulyar çəkisi 104 - 106 Da arasındadır. Onun nukleotidlərində azotlu əsaslar var adenin, guanin, sitozin, urasil , karbohidrat riboza və fosfor turşusu qalıqları. DNT-dən fərqli olaraq, RNT molekulları tək bir polinükleotid zəncirindən qurulur və bu zəncirdə bir-birini tamamlayan bölmələr ola bilər (Şəkil 3.5). Bu bölgələr bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər, qeyri-helikal bölgələrlə növbələşən ikiqat sarmallar əmələ gətirir.

Şəkil 3.5. Transfer RNT-nin strukturunun sxemi.

Quruluşuna və funksiyasına görə RNT-nin üç əsas növü vardır:

1) xəbərçi RNT (mRNA) zülalın quruluşu haqqında məlumatı hüceyrə nüvəsindən ribosomlara ötürmək;

2) transfer RNT (tRNA) amin turşularını protein sintezi yerinə daşımaq;

3) ribosomal RNT (rRNT) ribosomların bir hissəsidir və zülal sintezində iştirak edir.

Demək olar ki, hər kəs canlı hüceyrələrdə DNT molekullarının mövcudluğu haqqında eşitmişdir və bu molekulun irsi məlumatların ötürülməsindən məsul olduğunu bilir. Çox sayda müxtəlif filmlər, bu və ya digər dərəcədə, süjetlərini kiçik, lakin qürurlu, çox vacib bir molekulun xüsusiyyətləri üzərində qurur.

Bununla belə, az adam DNT molekuluna tam olaraq nəyin daxil olduğunu və "bütün orqanizmin quruluşu" haqqında bütün bu məlumatların oxunması proseslərinin necə işlədiyini təxmini olaraq izah edə bilər. Çox az adam tərəddüd etmədən “deoksiribonuklein turşusu”nu oxuya bilər.

Gəlin hər birimiz üçün ən vacib molekulun nədən ibarət olduğunu və nəyə bənzədiyini anlamağa çalışaq.

Struktur vahidin strukturu - nukleotid

DNT molekulu biopolimer olduğu üçün çoxlu struktur vahidləri ehtiva edir. Polimer bir çox kiçik, ardıcıl bağlı təkrarlanan fraqmentlərdən ibarət makromolekuldur. Necə ki, zəncir halqalardan ibarətdir.

DNT makromolekulunun struktur vahidi nukleotiddir. DNT molekulunun nukleotidlərində üç maddənin qalıqları var - ortofosfor turşusu, saxarid (deoksiriboza) və dörd mümkün azot tərkibli əsasdan biri.

DNT molekulunda azotlu əsaslar var: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) və timin (T).

Nukleotid zəncirinin tərkibi ona daxil olan əsasların növbələşməsi ilə əks olunur: -AAGCGTTAGCACGT- və s. Ardıcıllıq istənilən ola bilər. Tək bir DNT zəncirinin meydana gəlməsi belədir.

Bir molekulun spirallaşması. Tamamlayıcılıq fenomeni

İnsan DNT molekulunun ölçüsü dəhşətli dərəcədə böyükdür (təbii ki, digər molekulların miqyasında)! Tək bir hüceyrənin genomu (46 xromosom) təxminən 3,1 milyard nukleotid cütünü ehtiva edir. Bu qədər halqadan ibarət olan DNT zəncirinin uzunluğu təxminən iki metrdir. Belə böyük bir molekulun kiçik bir hüceyrənin içərisinə necə yerləşdirilə biləcəyini təsəvvür etmək çətindir.

Ancaq təbiət daha yığcam qablaşdırma və genomunun qorunmasının qayğısına qaldı - iki zəncir bir-birinə azotlu əsaslarla bağlanır və məşhur qoşa spiral əmələ gətirir. Beləliklə, molekulun uzunluğunu təxminən altı dəfə azaltmaq mümkündür.

Azotlu əsasların qarşılıqlı əlaqəsi ardıcıllığı tamamlayıcılıq fenomeni ilə ciddi şəkildə müəyyən edilir. Adenin yalnız timinlə, sitozin isə yalnız guaninə bağlana bilər. Bu tamamlayıcı cütlər tapmaca parçaları kimi açar və kilid kimi bir-birinə uyğun gəlir.

İndi kompüterdə (və ya fləş diskdə) bu kiçik (dünyamızın miqyasında) molekul haqqında bütün məlumatların nə qədər yaddaş tutacağını hesablayaq. Nukleotid cütlərinin sayı 3,1x10 9-dur. Cəmi 4 dəyər var, yəni bir cüt üçün 2 bit məlumat (2 2 dəyər) kifayətdir. Bütün bunları bir-birimizə vurub 6200000000 bit, yaxud 775000000 bayt, yaxud 775000 kilobayt, yaxud 775 meqabayt alırıq. Hansı ki, orta keyfiyyətdə CD-nin tutumuna və ya 40 dəqiqəlik film epizodunun həcminə təxminən uyğun gəlir.

Xromosomların formalaşması. İnsan genomunun təyini

Spirallaşmaya əlavə olaraq, molekul dəfələrlə sıxılmaya məruz qalır. İkiqat spiral bir top ip kimi bükülməyə başlayır - bu proses super qıvrılma adlanır və zəncirin makara kimi sarıldığı xüsusi bir histon zülalının köməyi ilə baş verir.

Bu proses molekulun uzunluğunu daha 25-30 dəfə qısaldır. Daha bir neçə səviyyəli qablaşdırmaya tabe olaraq, getdikcə daha yığcamlaşır, bir DNT molekulu köməkçi zülallarla birlikdə bir xromosom meydana gətirir.

Bədənimizin forması, görünüşü və fəaliyyətinə aid olan bütün məlumatlar bir sıra genlər tərəfindən müəyyən edilir. Gen, DNT molekulunun ciddi şəkildə müəyyən edilmiş bir hissəsidir. Dəyişməyən nukleotidlər ardıcıllığından ibarətdir. Üstəlik, gen yalnız tərkibi ilə deyil, həm də zəncirin digər hissələrinə nisbətən mövqeyi ilə ciddi şəkildə müəyyən edilir.

Ribonuklein turşusu və onun protein sintezindəki rolu

DNT-dən başqa nuklein turşularının başqa növləri var - matris, transfer və ribosomal RNT (ribonuklein turşusu). RNT zəncirləri daha kiçik və daha qısadır, bunun sayəsində nüvə membranına nüfuz edə bilirlər.

RNT molekulu da biopolimerdir. Onun struktur fraqmentləri bir az saxarid (dezoksiriboza əvəzinə riboza) istisna olmaqla, DNT-ni təşkil edən fraqmentlərə bənzəyir. Dörd növ azotlu əsaslar var: tanış olan A, G, C və timin əvəzinə urasil (U). Yuxarıdakı şəkil bütün bunları aydın şəkildə göstərir.

DNT makromolekulu informasiyanı RNT-yə açılmamış formada ötürməyə qadirdir. Spiralın açılması xüsusi bir fermentin köməyi ilə baş verir ki, bu da qoşa spiralı ayrı zəncirlərə ayırır - fermuarın yarıları kimi.

Eyni zamanda DNT zəncirinə paralel olaraq tamamlayıcı RNT zənciri yaranır. Məlumatı kopyalayıb hüceyrə mühitinə nüvədən daxil olan RNT zənciri gen tərəfindən kodlanmış zülalın sintezi proseslərinə başlayır. Protein sintezi xüsusi hüceyrə orqanoidlərində - ribosomlarda baş verir.

Ribosom, zənciri oxuduqca, amin turşularının bir-birinin ardınca hansı ardıcıllıqla bağlanması lazım olduğunu müəyyənləşdirir - məlumatları RNT-yə oxuyarkən. Sonra sintez edilmiş amin turşuları zənciri xüsusi 3D formasını alır.

Bu həcmli struktur molekul fermentlərin, hormonların, reseptorların və tikinti materialının kodlaşdırılmış funksiyalarını yerinə yetirməyə qadir bir zülaldır.

nəticələr

Hər bir canlı üçün protein hər genin son məhsuludur. Hüceyrələrimizdə şifrələnmiş formaların, xassələrin və keyfiyyətlərin bütün müxtəlifliyini təyin edən zülallardır.

Hörmətli blog oxucuları, DNT-nin harada olduğunu bilirsinizmi, bilmək istədiklərinizlə bağlı şərh və ya rəy yazın. Bu kimsə üçün çox faydalı olacaq!