ДНК (сокращение от дезоксирибонуклеиновой кислоты) – это одна из важнейших для живых существ молекул, в которой содержится вся генетическая информация о них. Узнайте, как ДНК сравнивается с записью инструкций по созданию сложного прибора. Роль ДНК в организме, структура ДНК, ее роль в генетической программе, история открытия и заключение.
ДНК (сокращение от дезоксирибонуклеиновая кислота) – это одна из важнейших для живых существ молекул, в которой содержится вся генетическая информация о них. Если представить, что живое существо – это какой-нибудь сложный прибор, например, магнитофон, то понять, что такое ДНК, можно сравнив его с пленкой, на которой записаны инструкции по созданию магнитофона и его функционированию.
Роль ДНК в организме
Молекулы ДНК есть в каждой клетке нашего организма, и они хранятся в ядре. Если достать ДНК всего лишь из одной клетки и вытянуть, то длина полученной нити составит около двух метров. При этом размеры клеточного ядра не превышают шести микрометров. ДНК помещается в ядро за счет того, что она многократно свернута и уложена в компактные тельца – хромосомы.
У человека в ядре каждой клетки хранятся 23 пары хромосом – один набор приходит от отца, второй – от матери. Исключением являются половые клетки – яйцеклетка и сперматозоид, которые несут только половину всех хромосом. Такое «сокращение» необходимо, чтобы при слиянии сперматозоида и яйцеклетки образовался бы организм с нормальным набором хромосом.
Структура ДНК
Дезоксирибонуклеиновая кислота состоит из двух цепочек нуклеотидов, которые объединены между собой водородными связями и закручиваются в двойную спираль. Нуклеотиды в каждой цепи - это кирпичики, из которых складываются гены, биологическая их кодировка.
С химической точки зрения, ДНК является длинной полимерной молекулой, состоящей из повторяющихся блоков - нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. В составе ДНК встречаются четыре азотистых основания: аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C).
Двухцепочечная молекула ДНК закручена по винтовой линии и образует "двойной винт". Формы ДНК могут быть правыми (A- и B-формы) или левыми (Z-форма). Структура ДНК также различается по диаметру, количеству оснований на виток спирали и шагу спирали.
См. также
Роль ДНК в генетической программе
В каждой клетке есть специальные системы, которые считывают заложенную в ДНК информацию и на ее основе создают новые белки. Хранящиеся в ДНК "послания" особым образом закодированы. Код ДНК состоит из четырех "символов" или нуклеотидов - А (аденин), Т (тимин), Г (гуанин) и Ц (цитозин).
В нитях ДНК нуклеотиды соединены один за другим в длинные цепочки. Для непосвященного человека такой набор букв кажется бессмысленным, однако клеточные "шифровальщики" точно знают, как на основе заложенной в ДНК информации синтезировать нужные клетке белки. Каждый ген кодирует один белок, и гены являются элементарными единицами наследственности.
За открытие структуры ДНК и ее роль в генетической программе организмов американским ученым Джеймсом Ватсоном и Фрэнсисом Криком была присуждена Нобелевская премия по физиологии или медицине в 1962 году.
Заключение
ДНК - это молекула, которая хранит и передает генетическую информацию организмов. Ее структура представляет собой две спирально закрученные цепочки нуклеотидов. Именно благодаря ДНК возможно реализация генетической программы развития и функционирования живых организмов.
Что нам скажет Википедия?
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.
В клетках эукариот (животных, растений и грибов) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органеллах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У прокариот и у низших эукариот (например дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов.
С химической точки зрения ДНК — длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в полимерной цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи).
В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух нуклеотидных цепей. В нуклеотидах, входящих в состав ДНК, встречаются четыре азотистых основания: аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C). Азотистые основания одной цепи соединены с азотистыми основаниями другой цепи водородными связями, обеспечивая таким образом связь двух цепей макромолекулы ДНК друг с другом. Азотистые основания образуют связи попарно согласно принципу комплементарности: аденин (A) соединяется только с тимином (T), гуанин — только с цитозином (C).
Двухцепочечная молекула ДНК закручена по винтовой линии. Структура молекулы ДНК в целом получила традиционное, но ошибочное название «двойной спирали»: на самом деле, она является «двойным винтом». Винтовая линия может быть правой (A- и B-формы ДНК) или левой (Z-форма ДНК). Формы ДНК также различаются по диаметру, количеству оснований на виток спирали и шагу спирали.
