Молекула ДНК людини

Всі ми знаємо, що вигляд людини, деякі звички і, навіть, захворювання передаються у спадок. Вся ця інформація про живу істоту закодована в генах. Так як же ці горезвісні гени виглядають, як вони функціонують і де знаходяться?

Отже, носієм всіх генів будь-якої людини або тварини є ДНК. Дане з'єднання було відкрито в 1869 році Іоганном Фрідріхом Мішером.Хіміческі ДНК - це дезоксирибонуклеїнова кислота. Що ж це означає? Яким чином ця кислота несе в собі генетичний код всього живого на нашій планеті?

Почнемо з того, що розглянемо, де розташовується ДНК. У клітці людини є безліч органоїдів, які виконують різні функції. ДНК розташовується в ядрі. Ядро - це маленька органела, яка оточена спеціальною мембраною, і в якій зберігається весь генетичний матеріал - ДНК.

Перш за все, розглянемо, що являє собою ДНК. ДНК - це дуже довга молекула, що складається зі структурних елементів - нуклеотидів. Є 4 види нуклеотидів - це аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г) і цитозин (Ц). Ланцюжок нуклеотидів схематично виглядає наступним чином: ГГААТЦТААГ. ... Ось така послідовність нуклеотидів і є ланцюжок ДНК.

Вперше структура ДНК була розшифрована в 1953 році Джеймсом Уотсоном і Френсісом Криком.

В одній молекулі ДНК є два ланцюжки нуклеотидів, які спірально закручені навколо один одного. Як же ці нуклеотидні ланцюжки тримаються поруч і закручуються в спіраль? Даний феномен обумовлений властивістю комплементарності. Комплементарність означає, що один навпроти одного в двох ланцюжках можуть перебувати тільки певні нуклеотиди (комплементарні). Так, навпроти аденіну завжди варто тимін, а навпаки гуаніну завжди тільки цитозин. Таким чином, гуанін комплементарен з цитозином, а аденін - з тіміном.Такіе пари нуклеотидів, які стоять навпроти один одного в різних ланцюжках також називаються комплементарнимі.Схематіческі можна зобразити таким чином:

Ці комплементарні пари А - Т і Г - Ц утворюють хімічний зв'язок між нуклеотидами пари, причому связьмежду Г і Ц міцніша ніж між А і Т. Зв'язок утворюється строго між комплементарними підставами, тобто утворення зв'язку між НЕ комплементарними Г і А - неможливо.

Чому ж ці нуклеотидні ланцюжки ДНК ще і закручуються навколо один одного? Навіщо це потрібно? Справа в тому, що кількість нуклеотидів величезне і потрібно дуже багато місця, щоб розмістити такі довгі ланцюжки. З цієї причини відбувається спіральне закручування двох ниток ДНК навколо одного. Дане явище носить назву спирализации. В результаті спирализации ланцюжка ДНК коротшають в 5-6 разів.

Деякі молекули ДНК активно використовуються організмом, а інші використовуються рідко. Такі рідко використовуються молекули ДНК крім спирализации піддається ще більш компактною «упаковці». Така компактна упаковка називається суперспіралізації і вкорочує нитка ДНК в 25-30 разів! Для суперспіралізації використовуються гістонові білки, які мають вигляд і структуру стрижня або котушки для ниток. На ці «котушки» - гістонові білки намотуються спіраль нитки ДНК. Таким чином, довга нитка стає дуже компактно упакованої і займає дуже мало місця.

При необхідності використовувати ту чи іншу молекулу ДНК відбувається процес «розкручування», тобто нитка ДНК «змотується» з «котушки» - гістонові білка (якщо була на неї накручена) і розкручується з спіралі в два паралельні ланцюги. А коли молекула ДНК знаходиться в такому розкрученому стані, то з неї можна вважати необхідну генетичну інформацію. Причому зчитування генетичної інформації відбувається тільки з розкручених ниток ДНК!

Сукупність суперспіралізованних хромосом називається гетерохроматин, а хромосом, доступних для зчитування інформації - еухроматин