ДНК

Дезоксирибонуклеинска киселина (ДНК) — нуклеинска киселина застапена главно во јадрото (хромозомите) на клетката (интрануклеарно), но ја има и во некои од органелите (екстрануклеарно). Неа ја има во митохондриите и во хлоропластите, но не и слободна во цитоплазмата.

Структурeн дел на молекулата на ДНК

Хемиски состав на дезоксирибонуклеинската киселина

Дезоксирибонуклеинската киселина е составена од:

• Азотни бази — пурински: аденин и гванин (со двоен прстен), и пиримидински: цитозин и тимин (со единечен прстен),
• Шеќер пентоза — дезоксирибоза,
• Фосфорна киселина — H₃PO₄.

Горе, Гванин-Цитозин пар со три водородни врски. Долу, Аденин-Тимин пар со две водородни врски. Нековалентните водородни врски помеѓу паровите се покажани со испрекинати линии.

Градба на дезоксирибонуклеинската киселина

Дезоксирибонуклеинската киселина е полимер, претставува полинуклеотид од n-мономери (нуклеотиди). Нуклеотидите меѓусебе се разликуваат само по азотните бази.

Има 4 вида нуклеотиди:

• А (аденин) — дезоксирибоза — H₃PO₄
• Т (тимин) — дезоксирибоза — H₃PO₄
• С (цитозин) — дезоксирибоза — H₃PO₄
• G (гванин) — дезоксирибоза — H₃PO₄

Вотсон-Криков модел на градба на ДНК-молекулата

Структурната (просторна) организација на молекулата на ДНК е предложена од Вотсон и Крик во 1953 година, кои биле добитници на Нобеловата награда за медицина врз основа на истражувањата на Розалинд Френклин.

Според нив молекулата на ДНК е: Двојна спирала (дихеликс) составена од две полинуклеотидни низи. Полинуклеотидните низи меѓусебно се поврзани со азотните бази. Поврзувањето на базите од двете низи е преку лабилни (двојни или тројни) H (водородни) врски.

Секогаш се поврзува исклучиво пуринска со пиримидинска база, со голема прецизност. На ваков начин се образуваат комплементарни парови кои се надополнуваат А = Т; C ≡ G. Меѓусебното поврзување на базите од двете низи не е случајно, туку строго дефинирано.

Една молекула на пуринска база (A,G) од едниот синџир, се врзува со молекула на пиримидинска база (C,T) на другиот синџир и тоа секогаш комплементарно. Ако се знае редоследот на азотните бази (нуклеотиди) во едната полинуклеотидна низа, може да се определи редоследот на истите на другата која е комплементарна на неа.

Нуклеотидите вдолж една полинуклеотидна низа, меѓусебно се поврзани со молекулите на H₃PO₄ која претставува фосфодиестерска врска. За да се формира спирална структура, двете ДНК-нишки во ДНК-молекулата меѓусебе се антипаралелни. Меѓусебната ориентација на двете полинуклеотидни низи од ДНК-спиралата е антипаралелна: 3’-5’ со 5’-3’.

Функција на ДНК

ДНК е носител на генетската (наследната) информација за синтеза на белковините, бидејќи истата е запишана во редоследот на азотните бази т.е. нуклеотидите.

ДНК е молекула одговорна за наследување т.е. пренесување на наследните особини на организмите, одржување на видовите низ генерации и нивна евентуална менливост. Всушност, не се наследуваат својства, особини, туку се наследуват гени, наследен материјал, од кој во интеракција со средината се развиваат својства или особини.

Својства на ДНК

• Репликација — удвојување,
• Менливост — мутабилност.

ДНК-молекулата во сите клетки на еден организам е иста и квалитативно — има ист редослед на нуклеотиди во низата, и квантитативно — исто количество, или ист број на гени, хромозоми.

Редоследот на базните парови, вдолж синџирот на ДНК-молекулата е строго утврден и е одлика и специфика на видот.

Процес на репликација на ДНК-молекула

Репликација на ДНК-молекулата

Репликација е сложен процес при кој од една молекула ана ДНК се добиваат два.

Репликацијата е синтеза на ДНК која се врши со копирање на нејзината молекула. Процесот се одвива во јадрото на клетката во интерфаза. Во јадрото за време на интерфаза има многу слободни азотни бази — па на примарните нишки штотуку расплетени нишки се сврзуваат комплементарни бази, така од 2 примарни ДНК-нишки се добиваат 4 ДНК-нишки.

Полуконзервативен модел на репликација

Според полуконзервативниот модел на репликација, на нишките од раздвоената ДНК-молекула настануваат нови синџири со ист редослед, бидејќи секоја нишка од родителската ДНК служи како калап според кој се прави редоследот на базите во новосинтетизираната нишка.

За процесот репликација е потребно:

• Матрица (молекула)
• Нуклеотиди (дезоксирибонуклеотиди),
• Ензими,
• Енергија (АТР).

Репликцијата обезбедува пренесување на наследната информација од клетка во клетка (при растење) и од генерација на генерација (при размножување)

При репликацијата можни се и грешки, т.е. погрешно поврзување на нуклеотиди во новонастанатата ДНК, кои ја менуваат истата. Вакви грешки кои настануваат спонтано се нарекуваат: спонтани мутации.

• Во јадрото има механизми за исправка, репарација (поправка) на грешките настанати за време на репликацијата, затоа и бројот на спонтани мутации заради вградени погрешни нуклеотиди е многу мал (10⁻²).
• Освен грешки при репликацијата, ДНК-та е подложна и на повреди или оштетувања на нуклеотидите индуцирани од средината т.н. индуцирани мутации.