Якой у склад ДНК ўваходзіць цукар? Хімічныя асновы будовы ДНК

Як дзіўна глядзець, наколькі падобныя паміж сабой бываюць бацькі і дзеці. Або жа, наадварот, зусім адрозніваюцца і ад братоў і сясцёр, і ад таты і мамы. Чаму ж так атрымліваецца і ад чаго гэта залежыць? Якія структуры адказваюць за захаванне, замацаванне, перадачу і праява прыкмет у нашчадкаў ад бацькоў?

Гэтая роля належыць нуклеиновым кіслот, якія фарміруюць храмасомы. Менавіта яны і з'яўляюцца малекуламі, якія выконваюць функцыі ўсіх працэсаў, звязаных з спадчыннасцю і зменлівасцю. Асаблівая прэрагатыва ў гэтым належыць малекулам ДНК.

Гісторыя адкрыцця нуклеінавых кіслот

Доўгі час аб такіх малекулах не было вядома. Аднак у 1869 годзе вучоны Мишер у выніку даследаванняў выявіў сумесь ДНК і РНК, а затым здолеў ўсталяваць іх прыналежнасць да кіслот. Зрабіў ён гэта на падставе вывучэння лейкацытаў у гное.

З гэтых часоў пачалося актыўнае вывучэнне дадзеных злучэнняў. Многія навукоўцы спрабавалі ўсталяваць хімічны склад ДНК і РНК. Зразумець іх прыроду, сутнасць будовы і біялагічную ролю. Вялікі ўклад у гэтую справу ўнеслі такія людзі, як:

• А. Н. Белазерскі.
• Томас Морган.
• К. Бриджис.
• А. Мелер.
• Г. дэ Фрыз.
• А. Стертевант.
• Г. А. Надсан.
• А. С. Серебровский.
• Н. П. Дубінін.
• Т. С. Філіпаў і іншыя.

У перыяд з 1900 года па наш час была высветленая прырода нуклеиновый кіслот, хімічныя асновы будовы ДНК, яе асаблівасці і біялагічнае значэнне. Былі зробленыя адкрыцця, якія дазваляюць лічыць гэтую малекулу універсальнай асновай усяго жывога.

Даследаванні ў вобласці генетыкі дазволілі ўсталяваць ўзаемасувязь паміж ДНК, геном і храмасомамі, расшыфраваць генетычны код многіх жывых істот. Гэта мела важнае значэнне для разумення прылады жывой прыроды, механізмаў яе працы.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

Таксама быў вызначаны хімічны склад храмасом. Было высветлена, што аснова іх - малекулы нуклеінавых кіслаты, якая мае спецыфічнае будова.

ДНК: агульная характарыстыка

Поўная расшыфроўка абрэвіятуры назвы - дезоксирибонуклеиновая кіслата. Нароўні з РНК дадзеная кіслата ставіцца да шэрагу нуклеінавых. Сваю назву атрымала за тое, што ў склад ДНК ўваходзіць цукар. Яго назва - дезоксирибоза.

Хімічны склад ДНК і РНК вельмі падобны, адрозненне як раз-такі ў першую чаргу ў углеводе, образующем малекулу. У РНК гэта рыбоза.

У агульным выглядзе малекула дэзаксірыбануклеінавай кіслаты ўяўляе сабой складаную двуцепочечную макромолекулу, якая мае вялікую малекулярную масу і разнастайны склад. Таму часцей за ўсё графічнае малюнак дадзенага злучэння мае выгляд двух нітак, аб'яднаных папярочнымі прыступкамі - сувязямі.

У 1953 годзе Чаргафф і яго супрацоўнікі здолелі раскрыць цалкам ўнутранае будова і склад малекулы, што мела велізарнае значэнне для ўсёй малекулярнай біялогіі і навукі ў цэлым. Стала відавочным, што ў склад ДНК ўваходзіць цукар пятиуглеродной асновы (пентоза), пуриновые і пиримидиновые падставы і рэшткі ортофосфорной кіслаты.

Гэта дазволіла не толькі далей расшыфраваць само будынак злучэння, але таксама вывучыць ўласцівасці, фізічныя і хімічныя. Біялагічная ролю і значэнне для арганізма была вызначана як асноўная, універсальная і спецыфічная для кожнага істоты.

Хімічны склад

Калі характарызаваць ўнутраны атамны і малекулярны склад малекулы нуклеінавых кіслаты, то можна вылучыць некалькі асноўных тыпаў злучэнняў:

• пентоза - дезоксирибоза (вуглявод моносахарид);
• арганічныя падставы - пуриновые (аденин і гуанінь), пиримидиновые (цитозин і тимин);
• рэшткі фосфарнай кіслаты са свабоднымі сувязямі.

Гэта, у агульным-то, усе хімічныя асновы будовы ДНК. Іншая справа, што злучэнне ўсіх гэтых кампанентаў не простае, а ўяўляе сабой складаны і унікальны працэс. Так, злучаныя паміж сабой дезоксирибоза, падставы і рэшту неарганічнай кіслаты разам фармуюць нуклеатыд. Менавіта з нуклеотидных паслядоўнасцяў і складаецца ўся структура малекулы ў цэлым.

Унікальным з'яўляецца тое, у якой паслядоўнасці будуць размяшчацца арганічныя падставы адзін за адным і па адносінах да суседняй ланцужку. Нуклеотидная паслядоўнасць пабудавана па пэўных прынцыпах, галоўным з якіх з'яўляецца комплементарность (строгае адпаведнасць пурынавых і пиримидиновых кампанентаў). Гэта дазваляе кожнаму жывому сутнасці мець свой генетычны код, унікальны, прыроджаны і глыбока спецыфічны.

Фенотипически гэта выяўляецца ў выглядзе атрымання ў спадчыну цалкам розных прыкмет, у тым, што няма двух аднолькавых людзей (за выключэннем однояйцевых двайнят), адметных рысах знешнасці.

У склад ДНК ўваходзіць якой цукар?

Аснова любога арганічнага рэчыва - гэта вугляродная ланцуг атамаў. Малекула ДНК не стала выключэннем. Бо ў склад ДНК ўваходзіць цукар, а менавіта ён складаецца з паслядоўнасці пяці атамаў вугляроду, аб'яднаных у цыклічную структуру. Гэтая ж малекула перарываецца кіслародным мастком, якія ўваходзяць у агульны цыкл.

Хімічны склад цукру выяўляецца наступнай эмпірычнай формулай: З₅Н₁₀Аб₄. Гэтая малекула -альдопентоза, якая ўключае пяць атамаў вугляроду, закручаных у цыкл. Акрамя гэтага, адзін з атамаў ланцуга замест гідраксільная групы ўтрымлівае толькі вадарод, таму ў назве цукру з'явілася такая прыстаўка, як "дезокси", гэта значыць без кіслароду.

Хімічны склад цукру быў адкрыты і даследаваны Фибусом Ливеном, які і раскрыў усю структуру і хімічную сутнасць злучэння ў 1929 годзе.

Падставы ў складзе малекулы

Арганічныя падставы, якія ўваходзяць у склад нуклеінавых кіслаты ДНК можна падзяліць на дзве асноўныя групы.

1. Пуриновые - складаныя структуры, адукаваныя двума вугляродныя цыкламі - пятичленным і шестичленным. Да іх ставяцца аденин і гуанінь, якія комплементарны пиримидиновым падставах у складзе дэзаксірыбануклеінавай кіслаты.
2. Пиримидиновые - шестичленные вугляродныя цыклы. Сюды ўваходзіць тимин і цитозин.

Такім чынам, атрымліваецца, што ў склад ДНК ўваходзіць цукар і падстава, злучаныя паміж сабой і змацаваныя сувязямі з радыкалам фосфарнай кіслаты. Усё разам гэта і атрымліваецца нуклеатыд. У двуцепочечной агульнай структуры малекулы ДНК нуклеатыдаў звязваюцца паміж сабой згодна з правілу камплементарнасці: аденину адпавядае падстава тимин, а гуанину - цитозин.

Тыпы сувязяў паміж часціцамі

Асноўныя тыпы сувязяў паміж кампанентны структурамі ДНК наступныя:

• вадародныя;
• кавалентным палярныя;
• сілы межмолекулярного прыцягнення;
• ваан-дэр-вальсовы ўзаемадзеяння.

Гэта дазваляе двуцепочечной структуры існаваць у трох канфармацыя:

• першаснай - лінейнай паслядоўнасці нуклеатыдаў;
• другаснай - спіральна закручанай кожнай ніткі і абедзвюх каля адзін аднаго;
• троеснай - складаная конформационная глобула моцна спирализованной малекулы.

Такім чынам тое, што ў склад ДНК ўваходзіць цукар, падставы і рэшткі кіслаты з'яўляецца асновай яе будовы і глебай для рэалізацыі цэлага шэрагу узаемадзеянняў і фарміравання хімічных сувязяў.

Значэнне ДНК для арганізмаў

Можна вылучыць некалькі самых важных пунктаў:

1. Малекулы разгляданай кіслаты ўваходзяць у хімічны склад храмасом, якія вызначаюць індывідуальнасць ўсіх жывых арганізмаў.
2. ДНК - аснова сінтэзу складаных полипептидных ланцугоў, якія адказваюць за кадаваньне і перадачу спадчынных прыкмет.
3. Дезоксирибонуклеиновая кіслата - аснова для транскрыпцыі, то ёсць першаснага сінтэзу РНК, пасля бялку.

Такія працэсы адбываюцца ва ўсіх арганізмах. Гэта дазваляе называць гэтую структуру універсальнай адзінкай усяго жывога.

Рэплікацыя малекулы

Дадзены працэс уяўляе сабой падваенне малекулы ДНК, якое працякае самаадвольна з выдаткам энергіі ў жывых арганізмах. Асноўны кампанент пры гэтым - ДНК-полимераза, фермент, каталізуе і кантралюе ўвесь сінтэз.

Сутнасць рэплікацыі ў тым, каб кожная з нітак малекулы падзялілася і падвоіла свае лінейныя паслядоўнасці. У выніку працэсу ўтвараюцца дзве новыя малекулы ДНК, кожная з якіх змяшчае адну старую полипептидную ланцуг, а другую зусім новую, пабудаваную згодна з прынцыпу камплементарнасці.

Значэнне працэсу - забяспечыць нашчадства генетычнай інфармацыяй у поўным аб'ёме.