ДНК, или дезоксирибонуклеи́новая кислота́, является ключевой молекулой для хранения и передачи генетической информации в живых организмах. В этой статье вы узнаете о структуре ДНК, ее роли в организмах и методах выделения. | NOCFN
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула, 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.
Структура ДНК
С химической точки зрения ДНК представляет собой длинную полимерную молекулу, состоящую 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 макромолекула ДНК состоит из двух нуклеотидных цепей, которые образуют двойную спираль. 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 (G) только с цитозином (C).
Структура молекулы ДНК в целом является "двойным винтом" и может принимать различные формы, такие как A-форма, B-форма и Z-форма. Они отличаются по диаметру, количеству оснований на виток спирали и шагу спирали.
Роль ДНК в живых организмах
Молекула ДНК играет ключевую роль в живых организмах. Она хранит и передает генетическую информацию, определяющую строение и функционирование организма. В каждой клетке нашего организма содержится ДНК, которая хранится в ядре клетки в виде хромосом. ДНК также присутствует в некоторых клеточных органеллах, таких как митохондрии и пластиды.
Нуклеотидная последовательность ДНК позволяет "кодировать" информацию о различных типах РНК и белков. Гены, которые являются определенными последовательностями нуклеотидов в ДНК, кодируют синтез определенных белков. Белки выполняют различные функции в клетке, от строительства до регуляции прочтения генетической информации.
Выделение ДНК
Существует множество методик выделения ДНК из природных источников. Одним из классических методов является обработка клеточного материала анионным детергентом, который отделяет белки от нуклеиновых кислот. ДНК может быть осаждена в виде геля осторожным добавлением этанола к раствору. Концентрацию и чистоту полученной ДНК обычно определяют спектрофотометрически.
Нуклеиновые кислоты легко деградируют под действием нуклеаз, поэтому при их выделении важно использовать ингибиторы этих ферментов. Для выделения ДНК часто используется ингибитор рибонуклеаз - DEPC.
Заключение
Молекула ДНК является одной из важнейших молекул для живых организмов. Она хранит генетическую информацию и определяет развитие и функционирование живых организмов. Структура ДНК, состоящая из двух нуклеотидных цепей, обеспечивает стабильность и возможность передачи генетической информации от поколения к поколению. Исследование ДНК имеет огромное значение для понимания механизмов наследственности и различных биологических процессов.
