Chức năng của DNA và cấu trúc của nó

Ở cốt lõi của hoạt động sống còn của tế bào sinh vật sống là các chức năng của polyme sinh học: axit nucleic, carbohydrate, protein và lipid. Biopolyme gồm monome, cấu trúc hydrocarbon, bao gồm nitơ, oxy, lưu huỳnh và phốt pho.

Trong thế kỷ 19, một nghiên cứu đã được bắt đầu từ cấu trúc của các chất tạo thành một tế bào sống, nhưng các chức năng của DNA, protein, RNA và cấu trúc của chúng đã được xác định cuối cùng trong thế kỷ 20.

Friedrich Misher năm 1868, cô lập từ nhân tế bào của bạch cầu có chứa chất có chứa phốt pho và gọi nó là một hạt nhân. Sau đó, Richard Altman năm 1889 xác định rằng chất này bao gồm một axit và protein đặc biệt. Sau đó họ đã nghe về thuật ngữ "axit nucleic". Tuy nhiên, cho đến khi chức năng của axit nucleic đã được thiết lập, nó vẫn còn xa.

Các axit DNA - deoxyribonucleic là các polyme sinh học lớn nhất, bao gồm hàng trăm monome - deoxyribonucleotides. Trong thành phần của chúng, ngoài đường (deoxyribose), có 4 loại nucleotide: adenine - A, thymidine - T, cytosine - C, guanine - G.

Lần đầu tiên ADN được coi là một axit nucleic có nguồn gốc động vật, bởi vì nó được phân lập từ ỉa chảy của động vật, và RNA, phân lập từ cây lúa mỳ - thực vật. Người ta tin rằng sự khác biệt sinh hóa giữa các tế bào của chủng tộc Bóng tối và động vật. Tuy nhiên, vào giữa thế kỷ hai mươi, nó đã được xác lập rằng RNA và DNA là một phần của tất cả các tế bào.

Trực tiếp cấu trúc axit nucleic bắt đầu nghiên cứu Erwin Chargaff, người vào năm 1953 phát hiện ra rằng các nucleotide tạo nên các axit tương tự tạo thành các cặp có độ chính xác khắt khe.

Một pyrimidine và một purine base luôn luôn đi vào liên kết, T = C, A = T. Tức là, adenine liên kết với thymidine và guanine liên kết với cytosine.

Và đối với chức năng của DNA, điều quan trọng là mối liên kết trong trường hợp đầu tiên được cung cấp bởi 2 cặp hydro, và trong lần thứ hai - ba lần.

Quy tắc của Chargaff hóa ra là cơ sở để Watson và Crick xây dựng cấu trúc của một chuỗi xoắn kép của DNA.

Trong phân tử này, như trong các phân tử protein, cấu trúc sơ cấp, thứ phát và bậc ba là khác nhau.

Cấu trúc chính là một dãy tuyến tính các monome trong một chuỗi.

Tất nhiên, trong tự nhiên, ADN không xảy ra dưới hình thức của một chuỗi đơn, nhưng ở đây chúng ta đang nói về cấu trúc chính của biopolymer, xác định tất cả các thuộc tính của nó.

Cấu trúc thứ cấp là đặc tính không gian của biopolymer. Trong trường hợp DNA, nó là hai chuỗi polynucleotide, mỗi chuỗi được xoắn theo đường xoắn ốc sang phải, và cả hai đều đồng thời xoắn theo chiều kim đồng hồ quanh trục thông thường. Các chuỗi này được giữ lại với nhau bằng các lực liên kết hydro. Cấu trúc bậc ba của DNA được xác định bởi sự xoắn lại của phân tử.

Một bước tiến khổng lồ đã được thực hiện với việc khám phá ra rằng các chức năng của DNA bao gồm trong việc chuyển giao và lưu giữ thông tin di truyền. DNA chứa một chương trình di truyền về cấu trúc protein đặc trưng cho từng sinh vật. Cùng với các phân tử RNA, chúng truyền thông tin di truyền từ cơ thể sang cơ thể. Chức năng của DNA cũng bao gồm việc thực hiện thông tin di truyền. Họ tham gia vào quá trình sao chép, sao chép và dịch thuật, do đó đảm bảo sự tổng hợp của một loạt các protein.