ДЕЗОКСИРИБОНУКЛЕИНОВАЯ КИСЛОТА
(ДНК),
присутствующая в каждом организме и в каждой живой клетке, гл. обр. в её
ядре, нуклеиновая кислота, содержащая в качестве сахара дезоксирибозу,
а в качестве азотистых оснований аденин, гуанин, цитозин и тимин. Играет
очень важную биоло-гич. роль, сохраняя и передавая по наследству генетич.
информацию о строении, развитии и индивидуальных признаках любого живого
организма. Препараты ДНК можно получить из различных тканей животных и
растений, а также из бактерий и ДНК-содержащих вирусов.
ДНК - биополимер, состоящий из мн.
мономеров - дезоксирибо-нуклеотидов, соединённых через остатки фосфорной
к-ты в определённой последовательности, специфичной для каждой индивидуальной
ДНК. Уникальная последовательность дезоксирибо-нуклеотидов в данной молекуле
ДНК представляет собой кодовую запись биологич. информации (см. Генетический
код). Две такие полинуклеотид-ные цепочки образуют в молекуле ДНК
Схема двойной спирали молекулы ДНК (модель
Уотсонаи Крика): А - аденин; Т -тимин; Г - гуанин; Ц - цитозин; Д - дезоксирибо-за;
Ф - фосфат.
двойную спираль (см. рис.), в к-рой комплементарные
основания - аденин (А) с тимином (Т) и гуанин (Г) с цитозином (Ц) - связаны
друг с другом при помощи водородных связей и т. н. гидрофобных взаимодействий.
Такая характерная структура обусловливает не только биол. свойства ДНК,
но и её физико-хим. особенности. Большое число фосфатных остатков делает
ДНК сильной многоосновной кислотой (полианионом), к-рая присутствует в
тканях в виде солей. Наличие пуриновых и пиримидиновых оснований обусловливает
интенсивное поглощение ультрафиолетовых лучей с максимумом при длине волны
ок. 260 ммк. При нагревании растворов ДНК связь между парами оснований
ослабевает и при некоторой темп-ре, характерной для данной ДНК (обычно
80-90°), две поли-нуклеотидные цепочки отделяются друг от друга (плавление,
или денатурация, ДНК).
Нативные молекулы ДНК обладают очень высокой
ДНК служит также матрицей для синтеза рибонуклеиновых
Лит.: Химия и биохимия нуклеиновых
мол. массой - до сотен миллионов. Лишь в митохондриях, а также нек-рых
вирусах и бактериях мол. масса ДНК значительно меньше; в этих случаях молекулы
ДНК имеют кольцевую (иногда, напр., у фага 0X174, однони-тевую) или, реже,
линейную структуру. В клеточном ядре ДНК находится преим. в виде ДНК-протеидов
- комплексов с белками (гл. обр. гистонами), образующих характерные ядерные
структуры -хромосомы и хроматин. У особи данного вида в ядре
каждой соматич. клетки (диплоидной клетки тела) содержится постоянное количество
ДНК; в ядрах половых клеток (гаплоидных) оно вдвое ниже. При полиплоидии
количество
ДНК выше и пропорционально плоидности. Во время деления клетки количество
ДНК удваивается в интерфазе (в т. н. синтетическом, или "5"-периоде,
- между G,- и С
Процесс удвоения
ДНК (репликация) заключается в развёртывании двойной спирали и синтезе
на каждой полинуклеотидной цепи новой, комплементарной ей, цепочки. Т.о.,
каждая из двух новых молекул ДНК, идентичных старой молекуле, содержит
по одной старой и одной вновь синтезированной полинуклеотидной цепочке.
Биосинтез ДНК происходит из богатых свободной энергией нуклеозидтрифосфа-тов
под действием фермента ДНК-полиме-разы. Сначала синтезируются небольшие
участки полимера, к-рые затем соединяются в более длинные цепи под действием
фермента ДНК-лигазы. Вне организма биосинтез ДНК идёт в присутствии всех
4 типов дезоксирибонуклеозидтрифосфа-тов, соответствующих ферментов и ДНК-матрицы,
на к-рой синтезируется комплементарная нуклеотидная последовательность.
Амер. учёному А. Корнбергу, впервые осуществившему эту реакцию (1967),
удалось получить путём ферментативного синтеза вне организма биологически
активную ДНК вируса. В 1968 X. Корана (США) синтезировал химически полидезоксирибонуклеотид,
соответствующий структурному гену (цистрону)ДНК.
кислот (РНК), определяя тем самым их первичную структуру (транскрипция).
Через
посредство информационной РНК (и-РНК) осуществляется трансляция - синтез
специ-фич. белков, структура к-рых задана ДНК в виде определ. нуклеотидной
последовательности. Итак, если РНК переносит биол. информацию, "записанную"
в молекулах ДНК, на синтезируемые молекулы белков, то ДНК сохраняет эту
информацию и передаёт её по наследству. Эта роль ДНК доказывается тем,
что очищенная ДНК одного штамма бактерий способна передавать др. штамму
признаки, характерные для штамма-донора, а также тем, что ДНК вируса, обитавшего
в скрытом состоянии в бактериях одного штамма, способна переносить участки
ДНК этих бактерий на др. штамм при заражении его этим вирусом и воспроизводить
соответствующие признаки у штамма-реципиента. Т. о., наследств, задатки
(гены) материально воплощены в определённой последовательности нуклеотидов
в участках молекулы ДНК и могут передаваться от одного индивидуума другому
вместе с этими участками. Наследств, изменения организмов (мутации)
связаны
с изменением, выпадением или включением азотистых оснований в полинуклеотидные
цепочки ДНК и могут быть вызваны физ. или хим. воздействиями. Выяснение
строения молекул ДНК и их изменение - путь к получению наследств, изменений
у животных, растений и микроорганизмов, а также к исправлению наследств,
дефектов.
кислот, под ред. И. Б. Збарского и С. С. Дебова. Л., 1968; Нуклеиновые
кислоты, пер. с англ., под ред. И. Б. Збарского, М., 1966; Уотсон Д ж.,
Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967; Дэвидсон Д ж., Биохимия
нуклеиновых кислот, пер. с англ., под ред. А. Н. Белозерского, М.,1968.
И.
Б. Збарский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я