Деоксирибонуклеин қышқылы. Крик және Уотсон моделі

Deoxyribonucleic қышқылының химиялық қасиеттері туралы алғашқы ақпарат 1868 ж. XX ғасырда қырық басында молекула сызықты полимер екенін дәлелдеді. Мономерлік бірліктер нуклеотидтер болып табылады, олар азотты негізден, фосфат тобынан және пентозадан (бес көміртекті қант) тұрады.

Деоксирибонуклеин қышқылының екі түрі болуы мүмкін: пиримидин (тимин (T) және цитозин (С)) және пурин (аденин (А) және гуанин (G)). Нуклеотидті фосфодиэстермен байланыстырады.

1953 жылы Биолог Крик және Уотсон ДНК кристалдарының рентгендік құрылымдық талдауларына негізделген, жергілікті молекула қос спиральды құрайтын жұп полимерлік тізбектен тұрады деген қорытындыға келді. Бір-біріне оралған полинуклеотидтік тізбектер өзара тізбектердегі қосымша (өзара сәйкес) негіздер арасында қалыптасатын сутегі байланыстары арқылы бір-бірімен ұсталады. Бұл жағдайда жұптар тек мынадай түрде қалыптасады: аденин-тимин, гуанин-цитозин. Біріншісін тұрақтандыру екі, ал екінші жұп үш сутек байланыстары арқылы жүзеге асырылады.

Екі еселенген дезоксирибонуклеин қышқылы өзара сәйкес келетін нуклеотидтердің (bp) жұптарының саны бойынша есептелген ұзындыққа ие. Миллиондаған және мыңдаған жұптан тұратын молекулалар үшін, mn.p. Және де, тиісінше. Осылайша, адам хромосомасының дезоксирибонуклеин қышқылы бір қос спиральмен көрсетілген. Оның ұзындығы 263 м.

ДНҚ денатурация (балқу) - сызықты молекуланың тұрақты екі жақты спиральы катушкаларға ұқсас күйде өтетін процесс. Еруі кезінде қос спираль молекуласы тәуелсіз тізбектерге бөлінеді. Deoxyribonucleic қышқылының жартысы еріген температурасы балқу нүктесі болып табылады . Бұл сапалы молекулярлық құрамға байланысты.

Жоғарыда айтылғандай, G-C жұптары үш сутегі байланыстары арқылы А-Т жұптарын тұрақтандырады. Тиісінше, бірінші жұптың үлесі неғұрлым жоғары болса, молекула соғұрлым тұрақты болады. 260 нм толқын ұзындығы бар денатурация кезінде жарықтың сіңуі артады. Бұл гиперхромды әсер қайталама молекулалық құрылымның жай-күйін бақылауға мүмкіндік береді. Егер балқытылған қышқылдық ерітінді баяу салқындатылған болса, онда әлсіз байланыстар қосымша тізбектер арасында пайда болуы мүмкін, түпнұсқаға ұқсас бастапқы спираль құрылымы (түпнұсқа) пайда болуы мүмкін. ДНК-ны ренатурациялау және денатурациялау әдісі молекулалардың будандастыру әдісіне негізделген. Ол нуклеин қышқылдарының құрылымын зерттеуде қолданылады .

Генетикалық мәліметтерді қамтитын қос спираль молекуласы екі негізгі талапқа сай болуы керек. Біріншіден, ол жоғары дәлдікпен көбейтуге (көбейтуге), екіншіден, ақуыз молекулаларының синтезін кодтауға тиіс. Модель Crick және Watson сипаттаған дезоксирибонуклеин қышқылы осы талаптарға толығымен жауап береді. Біртектілік қағидасына сәйкес, молекуланың әрбір тізбегі жаңа өзара сәйкес тізбекті қалыптастыру үшін матрица болуы мүмкін екендігі анықталды. Репликацияның бір кезеңінің нәтижесінде, түпнұсқа ДНҚ молекуласында бірдей болатын нуклеотидтік тізбегі бар жұп қыз молекулалары пайда болады . Сонымен қатар, кодталған ақуыздағы құрылымдық геннің осы тізбегі аминқышқылдардың тізбегін анықтайды.

ДНҚ-ны және комплементария қағидатын ашқаннан бері генетикалық заттардың синтезінде тұқымдық мәліметтерді және реттеуді шешуге жауапты процестер анықталды. Сонымен қатар, рекомбинантты молекулалардың теориясы да дамыды.