Химический состав, строение и функции ДНК. Репликация ДНК.

ДНК-полимер. Мономеры-нуклеотиды. 4 нуклеотида, каждый состоит из азотистого основания, сахара дезокси рибозы, остаток фосфорной кислоты. Азотистое основание – производное пурина: аденин и гуанин; перимигин: тимин и цитозин.

В 1953г.Уотсон и Крик построили модель строения ДНК. Согласно их модели, молекула ДНК состоит из цепи молекулы дезоксирибозысоед-ых между собой фосфатными остатками. В каждой молекуле сахара присоеденено 1 из оснований (А, Т, Г, Ц). Вторая цепь ДНК аналогичная, но основания в ней расположены так, что А-Т, Г-Ц. такая способность к избир.соединению нуклеотидов наз-сякомплиментарностью.

Структура ДНК:

-первичная структура (послед-тьдезоксирибонуклеотидов, которые составляют полинуклеотидную цепь, обладающую постоянством и специфичностью для каждого вида(вирусы))

-вторичная структура (впервые предложена Криком и Уотсоном. Между цепями обр-ся водородные связи. Двуспиральная и антипараллельная. Различают 6 форм ДНК: A, B, C, D, E, Z.

А, В – правозакрученная спираль.

Z – левозакрученная спираль)

-третичная структура ( на нек.участках двойная спираль ДНК может подвергаться. Дальнейшей спирализации с образованием суперспирали или открытой кольцевой формы. Такая структура обеспечивает экономную упаковку ДНК в хромосоме).

В 1905 Э.Чаргафф количественно проанализировал нуклеотидный состав ДНК. Он обнаружил, что число пуриновых оснований ДНК всегда равно числу перимигиновых (кол-во А=Т, Г=Ц), правило Чаргаффа.

Репликация ДНК(удвоение)

Репликация происходит в стадии интерфазы. Процессы репликации протекают одновременно на 2х комплиментарных нитях при участии ферментов ДНК полимераза. Репликация осуществляется дискретно. Единица длины ДНК, в которой происходит индивидуальный акт, репликация наз-сярепликон. Двухцепочечная ДНК раскручивается, рвутся водородные связи комплиментарных цепей и цепочки расходятся. Участок молекулы ДНК в том месте, где начали расплетаться комплиментарные нити, наз-ся вилкой репликации. В молекуле ДНК эукариот таких «стартовых точек» бывает несколько. Упрокариот плазмин, митохондрий и пластид она образуется в одной определенной генетически фиксированной точке. У эукариот на каждой комплиментарной нити ДНК процесс репликации идет не одинаково, т.к они антипараллельны, поэтому 1 из нитей называют лидирующей, а другую запаздывающей. Лидирующая нить синтезир.от 5 к 3 концу при помощи фермента ДНК полимераза в виде сплошной комплиментарной нити. Синтез запаздывающейнитипротекает сложнее с участием комплекса ферментов. В начале образ-ся отрезки – реплики новой дочерней нити ДНК, соединения которых осуществл.ферментлигаза. Эти отрезки новой нити ДНК сод-ат у эукариот 100-200 нуклеотидов, у прокариот от 1000-2000. Эти отрезки наз-ют оказаки. Такой синтез наз-ся полуконсервативный. Репликация кольцевых молекул ДНК протекает по типу катящегося обруча. Кроме полуконсерват.способа были предложены еще 2 гипотезы:

1.консервативный-родительская ДНК полностью сохраняется, а дочерняя синтезируется

2.дисперсионный-обе дочерние молекулы ДНК синтезируются заново, а родительская распадается на нуклеотиды, которые могут входить или нет в дочернюю молекулу.

Репарация генетических повреждений – свойство живых орг-ов восстанавливать повреждения, возникающие в ДНК в рез-те воздействия мутагенных факторов.

Репаративный синтез идет под действием 4 ферментов:

1.эндонуклеаза-все проверяет

2.экзонуклеаза-«надкусывает» измененный участок

3.ДНК полимераза-достраивает, штопает

4.лигаза-сшивает