Доказательства генетической роли ДНК не отвечали, однако, на не менее важный вопрос: каким образом ДНК осуществляет две свои главные функции? Первая из них, аутокаталитическая, обусловливает способность ДНК к редупликации, или самоудвоению. Другая, гетерокаталитическая, определяет способность ДНК кодировать генетическую информацию, необходимую для того, чтобы образующееся потомство сохранило видовые признаки родителей. Прежде чем получить ответ на этот вопрос, рассмотрим, что было известно о структуре ДНК до 1953 г., когда Дж.Уотсон и Ф.Крик предложили свою модель двойной спирали ДНК, положившую начало изучению основ генетики на молекулярном уровне.
Нуклеиновые кислоты представляют собой макромолекулы, образованные повторяющимися структурами — нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов: циклического азотсодержащего соединения, называемого основанием, сахара пентозы, включающего пять атомов углерода, и фосфорной кислоты. Известны пять главных азотистых оснований. Одно из них, урацил (2,6-оксипиримидин), обнаруживается только в РНК. Другое, тимин (2,6-окси-5-метилпиримидин), находится, как правило, только в ДНК. Остальные три основания: цитозин (6-амино-2-оксипиримидин), аденин (6-аминопурин) и гуанин (2-амино-6-оксипурин) – присутствуют как в ДНК, так и в РНК. Двуциклические основания — аденин и гуанин — относятся к пуринам, моноциклические основания — цитозин, тимин и урацил — к пиримидинам. Наряду с этими главными азотистыми основаниями в ДНК некоторых организмов обнаружены минорные редко встречающиеся основания: 5-метилцитозин, 5-оксиметилцитозин и др.
Сахар пентоза, входящий в состав РНК, является рибозой, а входящий в состав ДНК - 2-дезоксирибозой. Молекула РНК состоит из одной цепи, в которой последовательно чередуются четыре возможных нуклеотида. Существенное значение для понимания строения ДНК имели установленные Э.Чаргаффом закономерности, в соответствии с которыми в любой молекуле ДНК: 1) сумма пуринов равна сумме пиримидинов, т.е. А+Г=Т+У; 2) содержание А=Т, а содержание Г=Ц; 3) Г+Т=А+Ц.
Большую роль в расшифровке строения ДНК сыграло рентгеноструктурное исследование, проведённое (1953) М.Уолкинсом и Р.Франклин. Оно показало, что ДНК – упорядоченная структура, состоящая из повторяющихся элементов, расположенных вдоль оси молекулы на расстоянии 0,34 мм друг от друга.
Существенный элемент модели двойной спирали – принцип комплементарности, заключающийся в том, что спаривание оснований осуществляется строго специфично.
Комплементарность нуклеотидного состава противоположных цепей молекул ДНК обеспечивает её способность хранить и передавать генетическую информацию, она же лежит в основе аутокаталитической функции ДНК, т.е. репликации.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему