|
|
|
Доказательства генетической роли ДНК не отвечали, однако, на не менее важный вопрос: каким образом ДНК осуществляет две свои главные функции? Первая из них, аутокаталитическая,обусловливает способность ДНК к редупликации, или самоудвоению. Другая, гетерокаталитическая,определяет способность ДНК кодировать генетическую информацию, необходимую для того, чтобы образующееся потомство сохранило видовые признаки родителей. Прежде чем получить ответ на этот вопрос, рассмотрим, что было известно о структуре ДНК до 1953 г., когда Дж.Уотсон и Ф.Крик предложили свою модель двойной спирали ДНК, положившую начало изучению основ генетики на молекулярном уровне.
Нуклеиновые кислоты представляют собой макромолекулы, образованные повторяющимися структурами — нуклеотидами.Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: циклического азотсодержащего соединения, называемого основанием,сахара пентозы, включающего пять атомов углерода, и фосфорной кислоты. Известны пять главных азотистых оснований. Одно из них, урацил(2,6-оксипиримидин), обнаруживается только в РНК. Другое, тимин(2,6-окси-5-метилпиримидин), находится, как правило, только в ДНК. Остальные три основания: цитозин(6-амино-2-оксипиримидин), аденин(6-аминопурин) и гуанин(2-амино-6-оксипурин) – присутствуют как в ДНК, так и в РНК. Двуциклические основания — аденин и гуанин — относятся к пуринам, моноциклические основания — цитозин, тимин и урацил — к пиримидинам. Наряду с этими главными азотистыми основаниями в ДНК некоторых организмов обнаружены минорные редко встречающиеся основания: 5-метилцитозин, 5-оксиметилцитозин и др.
Сахар пентоза, входящий в состав РНК, является рибозой, а входящий в состав ДНК — 2-дезоксирибозой. Молекула РНК состоит из одной цепи, в которой последовательно чередуются четыре возможных нуклеотида. Существенное значение для понимания строения ДНК имели установленные Э.Чаргаффом закономерности, в соответствии с которыми в любой молекуле ДНК: 1) сумма пуринов равна сумме пиримидинов, т.е. А+Г=Т+У; 2) содержание А=Т, а содержание Г=Ц; 3) Г+Т=А+Ц.
Большую роль в расшифровке строения ДНК сыграло рентгеноструктурное исследование, проведённое (1953) М.Уолкинсом и Р.Франклин. Оно показало, что ДНК – упорядоченная структура, состоящая из повторяющихся элементов, расположенных вдоль оси молекулы на расстоянии 0,34 мм друг от друга.
Существенный элемент модели двойной спирали – принцип комплементарности, заключающийся в том, что спаривание оснований осуществляется строго специфично.
Комплементарность нуклеотидного состава противоположных цепей молекул ДНК обеспечивает её способность хранить и передавать генетическую информацию, она же лежит в основе аутокаталитической функции ДНК, т.е. репликации.
|
|
|