Б. Структура ДНК

Спаривание оснований, проиллюстрированное на схеме А, охватывает в молекуле ДНК миллионы звеньев. Конечно, это возможно только в том случае, если полярность обеих цепей различна, то есть обе цепи имеют противоположные направления (см. Трансаминирование и дезаминирование). Кроме того, обе цепи должны быть закручены в виде двойной спирали. Из-за стерических ограничений, вызванных 2′-OH-группой остатка рибозы, РНК не могут образовывать структур, подобных двойной спирали. Поэтому РНК имеют менее регулярную структуру по сравнению с ДНК (см. Цикл мочевины).

Преобладающая в клетке конформация ДНК (так называемая В-ДНК) представлена схематически на схеме 1, а также на с. Биосинтез нуклеотидов, в виде вандерваальсовой модели. На схеме 1 дезоксирибозофосфатный остов изображён в виде ленты. Основания (здесь указаны в виде полос) расположены внутри двойной спирали. Следовательно, эта область ДНК неполярна.

Напротив, внешняя сторона молекулы полярна и заряжена отрицательно за счёт углеводных остатков и фосфатных групп остова. Цепи ДНК на протяжении всего тяжа образуют два желоба, которые носят названия «малая бороздка» и «большая бороздка».

Так как обе цепи связаны только нековалентными взаимодействиями, двойная спираль при нагревании или инкубации в щелочном растворе легко распадается на отдельные цепи (денатурирует). При медленном охлаждении ранее неупорядоченные отдельные цепи благодаря спариванию оснований вновь образуют двойную спираль (молекула ренатурирует). Процессы де- и ренатурации играют важную роль в генной инженерии (см. Клонирование ДНК, Полимеразная цепная реакция).

В функциональном отношении две цепи ДНК не эквивалентны. Кодирующей цепью (матричной, смысловой) является та из них, которая считывается в процессе транскрипции (см. Транскрипция). Именно эта цепь служит матрицей для РНК. Некодирующая цепь (антисмысловая) по последовательности подобна РНК (при условии замены Т на U). Общепринято давать структуру гена в виде последовательности некодирующей цепи ДНК в направлении 5′→3′. Если прочитать кодоны в этом направлении, то с помощью генетического кода (см. Генетический код, активация аминокислот) можно воспроизвести аминокислотную последовательность белка в принятом порядке, от N- к C-концу.

Статьи раздела «Дезоксирибонуклеиновые кислоты»:

• Дезоксирибонуклеиновые кислоты
• А. Спаривание оснований в ДНК
• Б. Структура ДНК

— Следущая статья   |   — Вернуться в раздел