Трехмерная структура молекулы ДНК

Английские ученые Джеймс Уотсон и Френсис Крик в 1953 г. Предложили пространственную модель молекулы ДНК.

Согласно этой модели, макромолекула ДНК представляет собой спираль, состоящую из двух полинуклеотидных цепей, закрученных вокруг общей оси.

Азотистые основания располагаются внутри спирали. На 1 виток спирали приходится, как правило, 10 нуклеотидов.

Цепи выстраиваются в противоположных направлениях и удерживаются вместе водородными связями, образующимися между пуриновыми и пиримидиновыми основаниями. Водородные связи образуются лишь между определенными основаниями: А = Т (соединены двумя водородными связями); г = Ц (соединены тремя водородными связями). Такие пары оснований называются комплементарными парами.

Схема образования водородных связей в молекулах ДНК

Таким образом, вторичная структура ДНК – это двойная спираль, образующаяся за счет водородных связей между комплементарными парами гетероциклических оснований.

Длина молекулы ДНК хромосомы человека достигает 8 см, но умещается в хромосоме длиной в несколько нанометров. Это объясняется тем, что двухцепочечная спираль ДНК в пространстве укладывается в еще более сложную кольцевую форму, или суперспираль.

Генетическая информация, необходимая для управления синтезом белков со строго определенной структурой, закодирована нуклеотидной последовательностью цепи ДНК.

В ДНК содержится всего 4 основания (А, Г, Ц, Т), кодирующей единицей для каждой аминокислоты белка является триплет (код из трех оснований), всего возможных вариантов 64 (4³ = 64). Это более чем достаточно для кодирования 20 различных аминокислот, входящих в состав белков.