Цепей ДНК

А Б

Цепей ДНК

2. Цепи соединены водородными связями, которые образуются за счет специфического взаимодействия аденилового остатка одной цепи с тиминовым остатком другой цепи (пара А….Т), и гуанилового остатка одной цепи с тиминовым остатком другой цепи (пара Г..Ц). Между А и Т образуются две водородные связи, а между Г и Ц – 3 связи. При таком сочетании каждая пара содержит по три кольца, поэтому размер этих пар оснований одинаков по всей длине молекулы (рис.78).

Рис.78. Пурин-пиримидиновые основания в ДНК (А – формулы, Б - модели)

Таким образом, последовательность нуклеотидов одной цепи опре- деляет последовательность нуклеотидов другой. Это явление Крик и Уотсон назвали комплементарностью (от лат.complementum-дополнение), следовательно, основания образуют связи комплиментарно друг другу; а соединение двух цепей полинуклеотида между собой подчиняется принципу комплиментарности (рис.79)

3. Первичная структура одной цепи молекулы ДНК комплиментарна другой цепи, следовательно, зная структуру одной цепи, можно написать структуру другой.

3'- дА-Т-Т-Ц-Т-Ц-Г-Т-Ц–­­­­­­­Г-Т-5′

5'- дТ-А-А-Г-А-Г-Ц-А-Г-Ц-А-3′

Рис.79. Комплиментарность

4. Цепи полинуклеотидов молекулы ДНК полярны: 5'-конец находится свободно, то есть, в образовании межнуклеотидной связи не участвует 5'-положение концевого нуклеотида; соотвественно, на 3'-конце в образовании межнуклеотидной связи не участвует 3'-положение край- него нуклеотида и 3'-конец находится свободно.

5. Молекула ДНК имеет форму правозакрученной вокруг общей оси спирали; цепи могут быть разделены только путем раскручивания. Диаметр спирали равен 2нм. Длина шага 3,4нм. В каждом витке находит- ся 10 пар нуклеотидов. Фосфатные группировки расположены снаружи спирали, основания внутри с интервалами 0,34 нм под прямым углом к оси молекулы и параллельно друг другу, таким образом, что в сердцеви- не спирали образуется стопка оснований. Между основаниями в стопке возникают гидрофобные взаимодействия, что обеспечивает главный вклад в стабилизацию спирали (рис.80)

Молекула ДНК имеет три формы: А-, В-, и Z-формы (рис.81).

В-форма - типичная правозакрученная спираль Уотсона-Крика с перпендикулярно расположенными основаниями и диаметром 3,4 нм. ДНК в клетке находится в основном в В-форме, но отдельные её участки могут находится в А- или Z- форме.

При уменьшении степени влажности ДНК переходит в право- закрученную А- форму. Этот переход связан с изменением конформации в остатках дезоксирибозы, уменьшением расстояния между фосфатными группами сахарофосфатного остова. Расстояние между парами нуклео- тидов, равные 0,34 нм. в уотсон-криковской модели, уменьшается до 0.25 нм. Диаметр спирали увеличивается; изменяется ширина и глубина бороздок; основания располагаются под углом 20 градусов; на виток приходится 11 пар. Спираль расширяется, её диаметр равен 4 нм.

Рис.80. Пространственная структура молекулы ДНК

Z-форма - левозакрученная спираль с основаниями располо- женными под углом ~20º к оси спирали и 12 парами оснований в шаге. Линия, соединяющая фосфатные группы, через каждые две пары нуклео- тидов имеет излом и принимает зигзагообразный вид. Z-форма встре- чается на участках молекулы ДНК, обогащенными ГЦ парами и, по–видимому, играет роль в процессе рекомбинации и регуляции действия генов. Исходя из всего вышеизложенного следует, что вторичная струк- тура ДНК - это двойная спираль состоящая из 2 полинуклеотидных це- пей, по большей части правозакрученная, при определенных условиях переходящая в левозакрученную форму.

Дата добавления: 2015-06-04