ДНК

ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) — ВМС, яка належить до класу нуклеїнових кислот. ДНК міститься в усіх клітинах організмів і є матеріальним носієм генетичної інформації, тобто забезпечує збереження, передавання і відтворення генетичної інформації. ДНК складається з багатьох тисяч мономерних одиниць дезоксирибонуклеотидів чотирьох типів, з’єднаних 3′,5′-фосфодіефірними зв’язками в полінуклеотидний ланцюг. Дезоксирибонуклеотиди, які входять до складу ДНК, утворюють характерні для кожного організму специфічні послідовності. Дезоксирибонуклеотиди — трикомпонентні утворення, які складаються з гетероциклічної основи (пурину — аденіну або гуаніну чи піримідину — тиміну або цитозину), сполученої з дезоксирибозою, яка у свою чергу етерифікована фосфорною кислотою. У клітинах прокаріотів міститься одна хромосома, яка складається з однієї молекули дволанцюгової ДНК, яку зібрано у компактне утворення — нуклеоїд. Еукаріотичні клітини містять декілька молекул ДНК, які зв’язані з білками і організовані у хроматинові волокна всередині ядра, яке оточує складна двомембранна система. Функція ДНК полягає у тому, що вона зберігає запас генетичної інформації, яка необхідна для кодування структури всіх білків та всіх видів РНК кожного виду організму, регулює у часі та просторі біосинтез компонентів клітин та тканин і забезпечує індивідуальність кожного організму. Деякі віруси також містять ДНК як генетичний матеріал. Вірусні ДНК, розмір яких менший за ДНК бактерій, кодують специфічні білки, які містяться у вірусних частках, а також деякі ферменти, необхідні для реплікації у клітині-хазяїні. У ДНК умовно виділяють первинну, вторинну та третинну структури. Первинна структура ДНК — кількість, якість і порядок розташування залишків дезоксирибонуклеотидів у полінуклеотидному ланцюзі. Вторинна структура ДНК — це просторова організація полінуклеотидних ланцюгів в її молекулі. Згідно з моделлю Дж. Уотсона та Ф. Кріка, запропонованою у 1953 р., молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, спрямованих протилежно один до одного та правозакручених навколо спіральної осі з утворенням подвійної спіралі, що має діаметр 1,8–2,0 нм з періодом ідентичності 3,4 нм. Вуглеводно-фосфатні групи у спіралі розташовані зовні (цукрофосфатний остов), а азотисті основи — всередині. Азотисті основи двох ланцюгів зв’язуються між собою водневими зв’язками за принципом комплементарності: аденін утворює два зв’язки з тиміном, а гуанін — три зв’язки з цитозином. Подвійна спіраль характерна для більшості молекул ДНК. Одноланцюгову ДНК містять деякі віруси, а також кільцеві форми ДНК — плазміди. Третинна структура ДНК — це утворення у просторі спіралізованих та суперспіралізованих форм молекули ДНК. Третинна структура ДНК прокаріотів та еукаріотів має свої особливості, пов’язані з будовою та функцією клітин. Третинна структура ДНК еукаріотів утворюється завдяки багаторазовій суперспіралізації молекули і реалізується у вигляді комплексів ДНК з білками. ДНК еукаріотів майже вся знаходиться у хромосомах ядер, невелика кількість міститься у мітохондріях (мітохондріальна ДНК). Сумарний матеріал хромосом — хроматин — містить ДНК, гістонові та негістонові білки, невелику кількість РНК та іони металів. В організації хромосом також виділяють декілька рівнів структурної організації: нуклеосомний рівень, утворення фібрил, доменний рівень.

Біологічна хімія / Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, Н.М. Мадієвська та ін. — Х., 2000; Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини. — Тернопіль, 2001.