Дэзаксірыбануклеінавая кіслата. Мадэль Крыку і Ўотсана

Першыя звесткі аб хімічных уласцівасцях дэзаксірыбануклеінавай кіслаты датуюцца 1868 годам. У 20 стагоддзі, да пачатку саракавых гадоў, было даказана, што малекула ўяўляе сабой лінейны палімер. У якасці мономерных адзінак выступаюць нуклеатыдаў, якія складаюцца з азоцістай падставы, фасфатнай групы і пентозы (пятиуглеродного цукру).

Дэзаксірыбануклеінавая кіслата можа мець падставу двух тыпаў: пиримидиновое (тимин (Т) і цитозин (С)) і пурынавых (аденин (А) і Гуанінь (G)). Злучэнне нуклеатыдаў ажыццяўляецца пры дапамозе фосфодиэфирных сувязяў.

Біёлагі Крык і Уотсан ў 1953 годзе, узяўшы за аснову рэнтгенаструктурны аналіз ДНК крышталяў, прыйшлі да высновы, што натыўнай малекула складаецца з пары палімерных ланцугоў, якія фарміруюць падвойную спіраль. Полинуклеотидные ланцуга, навитые адзін на аднаго, разам ўтрымліваюцца пры дапамозе вадародных сувязяў, якія фармуюцца паміж Камплементарнай (ўзаемна адпаведнымі) падставамі ў процілеглых ланцугах. Пры гэтым пары фармуюцца толькі наступным чынам: аденин-тимин, Гуанінь-цитозин. Стабілізацыя першай ажыццяўляецца двума, а другой пары - трыма вадароднымі сувязямі.

Двухцепочечной дэзаксірыбануклеінавая кіслата мае даўжыню, якая вылічваецца колькасцю пар ўзаемна адпаведных нуклеатыдаў (П.Н.). Для тых малекул, якія складаюцца з мільёнаў і тысяч пар, прынятыя адзінкі м.н.п. і т.н.п., адпаведна. Так, дэзаксірыбануклеінавая кіслата храмасомы чалавека прадстаўлена адной двайны спіраллю. Яе даўжыня 263 м.п.н.

Дэнатурацыя ДНК (плаўленне) з'яўляецца працэсам, пры якім рэгулярная падвойная спіраль лінейнай малекулы пераходзіць у клубкообразное стан. Пры плаўленні двухспиральная малекула падзяляецца на самастойныя ланцуга. Тая тэмпература, пры якой палова дэзаксірыбануклеінавая кіслата растаплю, з'яўляецца тэмпературай плаўлення. Яна залежыць ад якаснага малекулярнага складу.

Як ужо было сказана вышэй, пары G-З стабілізаваць трыма, а пары А-Т - двума вадароднымі сувязямі. Адпаведна, чым вышэй доля першых пар, тым больш стабільнай будзе малекула. Пры дэнатурацыя з даўжынёй хвалі 260 нм павышаецца паглынанне святла. Гэты гиперхромный эфект дае магчымасць забяспечваць кантроль над станам другаснай малекулярнай структуры. Калі павольна астуджаць раствор расплаўленай кіслаты, то паміж Камплементарнай ланцугамі зноў могуць сфармавацца слабыя сувязі, можа ўзнікнуць структура спіралі, ідэнтычная натыўнай (зыходнай). На гэтай здольнасці ДНК да ренатурации і дэнатурацыя грунтуецца метад гібрыдызацыі малекул. Яго выкарыстоўваюць пры вывучэнні будовы нуклеінавых кіслот.

Двухспиральная малекула, з'яўляючыся носьбітам генетычных дадзеных, павінна адпавядаць двум галоўным патрабаванням. Па-першае, яна павінна реплицироваться (прайгравацца) з высокай дакладнасцю, а па-другое, кадзіраваць сінтэз малекул бялку. Дэзаксірыбануклеінавая кіслата, мадэль якой была апісана Крыкам і Уотсанам, адпавядае цалкам гэтым патрабаванням. Устаноўлена, што ў адпаведнасці з прынцыпам камплементарнай, кожная ланцуг у малекуле можа з'яўляцца матрыцай для фарміравання новай ўзаемна адпаведныя ланцуга. У выніку аднаго этапу рэплікацыі, такім чынам, узнікае пара даччыных малекул, якія маюць нуклеотидную паслядоўнасць, ідэнтычную той, што ў зыходнай малекуле ДНК. Акрамя таго, гэты ланцуг структурнага гена ў кадаваных бялку задае амінакіслотную паслядоўнасць.

З таго моманту, як было апублікавана адкрыццё ДНК і прынцып камплементарнай, устаноўлены працэсы, якія адказваюць за расшыфроўку спадчынных дадзеных і рэгуляцыю ў сінтэзе генных рэчываў. Акрамя таго, атрымала развіццё і тэорыя рэкамбінантныя малекул.