Структура ДНК по Уотсону и Крику

ДНК- носитель генетической информации в клетке.

В истории доказательства роли ДНК особую роль сыграли опыты Гриффитса по трансформации у бактерий. Опираясь на опыты Гриффитса О. Эвери, К. Мак-Леод и М. Мак-Карти доказали, что генетические особенности бактерий, связанные с явлением трансформации, обусловлены свойствами молекул ДНК.

Публикации выводов Эвери, Мак-Леода и Мак- Карти в 1944 году о роли нуклеиновых кислот вызвали большой интерес среди ученых всего мира.

В 1948 году Хочкисс и Э. Чаргафф применили новый по тем временам метод хроматографии на бумаге для разделения и количественной оценки нуклеиновых кислот. В последствии результаты своей работы Эрвин Чаргафф опубликовал и они стали известны как правила соответствия или правила комплементарности Чаргаффа (в 1950г ему была присуждена Нобелевская премия).

1) Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований (А+Г=Т+Ц).

2) Количество пуринового основания Аденин = количеству пиримидинового основании Тимин (А=Т).

3) Количество пуринового основания Гуанин = количеству пиримидинового основании Цитозин (Г=Ц).

4) Отношение Аденина и Тимина к Гуанину и Цитозину является величиной постоянной и является важнейшим генетическим критерием вида:

А+Т/Г+Ц= const.

У человека этот коэффициент специфичности равен 1,53

Успешное использование рентгеноструктурного анализа для изучения биологической макромолекулы дало ключ к разгадке структуры ДНК.

Одним из первых исследователей, высказавшим некоторые соображения о трехмерной структуре ДНК, был Астбюри (именно он в начале 40-х годов ввел термин «молекулярная биология»). Три группы ученых продолжили работу Астбюри по изучению ДНК, с помощью рентгеноструктурного анализа. Первую группу возглавил Полинг, их работа не увенчалась успехом. Вторую группу возглавил Уилкинс, его сотрудница Розалинда Франклин смогла выделить высокоориентированные нити ДНК, которые позволили получить качественную рентгенограмму ДНК. На ней было видно, что ДНК состоит из двух цепей. Кроме того, с ее помощью был подтвержден факт расстояния между нуклеотидами в 3,4 А.

В 1953 году эту рентгенограмму увидели Джеймс Уотсон и Френсис Крик, которые возглавляли третью группу ученых.

Основываясь на данных Чаргаффа и материалах рентгеноструктурного анализа, Уотсон и Крик пришли к следующим выводам:

1) молекула ДНК – это биополимер, мономером которой является нуклеотид;

2) молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, взаимно обвитых одна вокруг другой

3) ДНК имеет форму правильной спирали;

4) спираль имеет диаметр около 20А;

5) спираль делает один полный оборот каждые 34А вдоль оси и, поскольку межнуклеотидное расстояния равно 3,4 А, содержит десять нуклеотидов на 1 оборот.

6) для того, чтобы двухцепочечная спираль имела постоянный диаметр должна существовать комплементарная взаимосвязь между двумя нуклеотидными рядами (на против пуринового основания должно быть пиримидиновое: А-Т; Г-Ц)

7) для обеспечения термодинамической стабильности спирали должны возникать водородные связи между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями (между аденином и тимином две водородные связи, между гуанином и цитозином три.)

Исходя из этих условий они построили модель.

ДНК представляет собой спираль из двух скрученных одна вокруг другой полинуклеотидных цепей, причем цепи эти антипараллельные.

Двойственность в молекуле ДНК объясняло принципы самовоспроизведения молекул на основе матричного синтеза. Специфика взаимоположений азотистых оснований в молекуле ДНК стало трактоваться как генетический код.

ДНК и хромосомы. Доказательства генетической функции ДНК.

Генетическая функция ДНК впервые была доказана в опытах Эвери.

1) Содержание ДНК в любой клетке или организме строго постоянно и не зависит от условий внешней среды.

2) Чем сложнее организм, тем больше ДНК содержится в его клетках. Бактерии около 0,01* 10^-6 мкг ДНК на клетку. Высшие организмы 6* 10^-9 мкг на клетку.

3) Бактериофаги, имеют лишь несколько генов и содержат очень мало ДНК и поэтому они часто используются для экспериментов. для определения генетической функции ДНК.

Дата добавления: 2015-06-27