Меню:

Главная страница

Гены

Нуклеиновые кислоты

Рак

Старость

Хромосомы



Обнаружена двойная спираль ДНК и компиментарный принцип ее построения

Если разгадка тайны наследственности кроется в ДНК, то она должна иметь сложную структуру, поскольку ее молекула в этом случае является тщательно разработанной моделью, своеобразным набором инструкций (генетическим кодом), необходимых для синтеза многих ферментов. Если принять во внимание, что молекула ДНК состоит из четырех различных нуклеотидов, то они не могут располагаться в одной и той же постоянной последовательности типа 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4... Такая молекула была бы слишком простой матрицей для ферментов. И действительно, в 1948 году американский биохимик Эрвин Чаргафф и его сотрудники убедительно доказали, что молекулы нуклеиновых кислот имеют куда более сложное строение, нежели предполагалось ранее. Проанализировав нуклеотидный состав, они показали, что различные пурины и пиримидины присутствуют в ДНК не в равных количествах и что соотношение между ними в различных нуклеиновых кислотах не одинаково.
Все свидетельствовало в пользу того, что не существует закономерности в распределении пуринов и пиримидинов вдоль молекулы ДНК, что порядок их расположения случайный, как и порядок расположения аминокислот в полипептидной цепи. Но какая-то закономерность в нуклеотидном составе ДНК все же имелась. В каждой конкретной молекуле ДНК суммарное количество пуринов всегда равнялось общему количеству пиримидинов. Более того, количество аденинов (один из пуринов) всегда равнялось количеству тиминов (один из пиримидинов), а число гуанинов (другой из пуринов) было всегда равно числу цитозинов (второй пиримидин)
Если обозначить аденин буквой «А», гуанин — буквой «Г», тимин — буквой «Т», а цитозин — буквой «Ц», то количество пуринов будет равно А + Г, а количество пиримидинов — Т + С. Таким образом, для любой молекулы ДНК будут справедливы следующие утверждения;
А = Т
Г = Ц
А + Г = Т + Ц
Выяснились и более общие закономерности структуры ДНК. Еще в 1938 году Астбари выяснил, что нуклеиновые кислоты, преломляя рентгеновские лучи, рассеивают их. Это является верным признаком того, что в структуре нуклеиновых кислот существуют повторяющиеся блоки. Британский биохимик Морис Хью Фредерик Уилкинс, выходец из Новой Зеландии, рассчитал, что повторение структурных блоков происходит через интервалы гораздо большие, чем расстояние между соседними нуклеотидами. Из этого наблюдения следовал лишь один логический вывод: молекула нуклеиновой кислоты имеет форму спирали, витки которой и являются теми повторяющимися структурными блоками, которые были обнаружены с помощью рентгеновских лучей. Этот вывод казался тем более правильным, так как в то самое время Лайнус Полинг показал, что некоторые белковые молекулы обладают спиральной структурой.
В 1953 году английский физик Фрэнсис Харри Комптон Крик с коллегами и американский биохимик Джеймс Дьюи Уотсон (когда-то юный всезнайка), собрав воедино всю информацию, касающуюся молекулы нуклеиновой кислоты, создали двухспиральную модель структуры ДНК. Их взгляд на структуру ДНК был поистине революционным: согласно их модели, молекула нуклеиновой кислоты существовала не просто в форме спирали, а, что наиболее важно, в виде двойной спирали. Согласно модели Уотсона и Крика, два сахарофосфатных остова спиралеобразно закручивались вокруг общей оси подобно перилам, расположенным по обеим сторонам винтовой лестницы. От каждого сахаро-фосфатного остова внутрь спирали навстречу друг другу отходили пурины и пиримидины, которые, стыкуясь, образовывали как бы ступени этой огороженной с двух сторон перилами винтовой лестницы.
Но каков порядок расположения пуринов и пиримидинов вдоль этих параллельных цепей? Чтобы расстояние между цепями не менялось и они были действительно параллельны, двукольцевой пурин одной цепи и однокольцевой пиримидин второй цепи всегда должны находиться друг против друга, образуя в целом трехкольцевую структуру. Двум пуринам, расположенным между цепями на одном уровне, было бы тесно, а два пиримидина, наоборот, не смогли бы заполнить внутреннее пространство. Более того, аденин одной цепи должен был всегда находиться напротив тимина другой (другими словами, аденин был комплиментарен тимину), тогда как гуанин всегда должен был находиться напротив цитозина (гуанин был комплиментарен цитозину). Таким образом, становилось ясно, почему А = Т, Г = Ц, а А + Т = Г + С.
Модель Уотсона и Крика явилась прекрасным фундаментом для дальнейшего изучения структуры ДНК, за что Уилкинс, Крик и Уотсон получили в 1962 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.

Выделение тимусной и дрожжевой нуклеиновых кислот

Генетический код и синтез белков в организме

Исследование молекулярной структуры нуклеиновой кислоты

Местонахождение ДНК в хромосомах установлено

Модель Уотсона-Крика позволила объяснить клеточное деление

Неясные вопросы синтеза ферментов нашли объяснение при открытии репрессора ДНК

Обнаружена двойная спираль ДНК и компиментарный принцип ее построения

Открытие нуклеиновой кислоты

Отличия в составе РНК и ДНК

Растворимые РНК оказались транспортными

Рибосомы - место синтеза белка в клетке

Связь между ДНК и генами

Синтез ДНК и РНК

Соотношение кодонов и кодируемых ими аминокислот

Структура тРНК

Тимусные и дрожжевые нуклеиновые кислоты назвали ДНК и РНК















Популярная медицинская энциклопедия ©2009 med-000.ru