Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 8 стр.

                                     8
      Тайнопись наследственности оказалась удивительно простой. Она
представляла собой лишь комбинацию из четырех нуклеотидов (A, T, G,
C). Т.е. генетический алфавит состоит всего лишь из четырех букв.
      В 1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик, обобщив все имеющиеся к тому
времени знания, расшифровали пространственную структуру ДНК и пока-
зали, что наследственная информация в ДНК закодирована в виде после-
довательностей нуклеотидов. Ранее абстрактное понятие ген как единица
наследственности стало реальностью. Две группы фактов легли в основу
модели ДНК: 1) биохимические данные, полученные Э. Чаргаффом (в ходе
очень тонких исследований высокоочищенных образцов ДНК), в том числе
его знаменитое правило (правило Чаргаффа). Оно гласит - независимо от
видовой принадлежности организма сумма пуриновых азотистых основа-
ний равна сумме пиримидиновых оснований, т.е. A+G=T+C; причем коли-
чество аденина всегда равно количеству тимина, а количество гуанина –
содержанию цитозина – A=T, G=C или A/T=1, G/C=1; это позволило
сформулировать принцип комплементарности (взаимного соответствия,
дополнения) азотистых оснований в молекуле ДНК (A - T и G – C); 2) дан-
ные рентгеноструктурного анализа, полученные в Лондонском универси-
тете М. Уилкинсом и Р. Франклин. Розалинд Франклин фактически дала
снимок (рентгенограмму), который показал, что ДНК – это двойная спи-
раль.
     Согласно модели Уотсона-Крика, молекула ДНК представляет собой
две правозакрученные вокруг общей оси спирали полинуклеотидные анти-
параллельные (т.е. разнонаправленные) цепи. Каждая цепь имеет два конца
5′ (начало) и 3′ (конец). 3′-концу одной цепи соответствует 5′-конец дру-
гой. Мономерами неветвящихся полимерных цепей ДНК являются нуклео-
тиды, которые состоят их остатка фосфорной кислоты, пентозного сахара –
дезоксирибозы (содержащего пять углеродных атомов, каждый из которых
нумеруется цифрой со штрихом: 1′, 2′, 3′, 4′, 5′) и одного из четырех азоти-
стых оснований: пуриновых (А,G) или пиримидиновых (С,Т). (рисунки 1 и
2). Поскольку нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) состоят из многократно
повторяющихся мономерных звеньев – нуклеотидов, их называют поли-
нуклеотидами. Двойная спираль ДНК имеет диаметр 20 нм, длина одного
витка (полный оборот спирали) около 3,4 нм, каждый виток включает 10
пар нуклеотидов.
     Нуклеотиды соединены в цепи прочными ковалентными (фосфоди-
эфирными) связями. Причем, каждый остаток фосфорной кислоты связан
фосфодиэфирными связями с 5′-углеродом одного остатка сахара и с 3′ уг-
леродом другого остатка. Обе цепи соединены друг с другом водородны-
ми, образующимися между азотистыми основаниями внутри спирали.
      Двуцепочечная молекула ДНК напоминает по структуре винтовую
лестницу с перилами в виде сахаро-фосфатного остова и ступеньками в
виде азотистых оснований двух противоположно направленных цепей,
скрепленных слабыми водородными связями. Пара A=T образуется путем
формирования двух водородных связей, G≡C – трех.