DNT-nin monomeridir. Hansı monomerler DNT molekulunu təşkil edir?

Nüvə turşuları, xüsusilə DNT, elmdə yaxşı bilinir. Bu, onların irsi məlumatlarının saxlanması və ötürülməsindən asılı olan hüceyrənin maddələridir. 1868-ci ildə F. Micher tərəfindən kəşf edilən DNT, qəti xüsusiyyətləri olan bir moleküldür. Alim bunu lökositlərin hüceyrələrindən - immun sisteminin hüceyrələrindən tapdı. Növbəti 50 il ərzində nuklein turşusu tədqiqatları spesifik olaraq həyata keçirilmişdir, çünki biyokimyəvi orqanların əksəriyyəti irsi xüsusiyyətlərə, zülallara görə məsuliyyət daşıyan əsas orqanik maddələr hesab edilmişdir.

1953-cü ildə Watson və Crick tərəfindən həyata keçirilən DNT quruluşunun dekodlanması olduğundan, deoksiribonuklein turşusunun bir polimer olduğunu və DNA monomerlərinin nükleotidlər olduğunu aşkar edərək ciddi işlər başlamışdır. Bu yazıda onların növləri və strukturu bizdən öyrəniləcəkdir.

Nüvəotidlər irsi məlumatların struktur bölmələri kimi

Canlı maddənin əsas xüsusiyyətlərindən biri də hüceyrənin və bütün orqanizmin strukturu və funksiyaları haqqında məlumatların qorunması və ötürülməsidir. Bu rol deoksiribonuklein turşusu tərəfindən həyata keçirilir və DNK monomerləri - nükleotidlər, irsiyyətin mahiyyətinin nadir bir quruluşu olan orijinal "kərpiclər" dir. Nüvə turşusunun superhelixini yaradan, canlı təbiəti idarə edən əlamətləri nəzərə alaq.

Necə nükleotidlər formalaşır?

Bu suala cavab vermək üçün, üzvi birləşmələrin kimya sahəsindən bəzi biliklərə ehtiyacımız var. Xüsusilə, təbiətdə monosakaridlər - pentozlar (deoksiriboz və riboz) ilə əlaqəli azotlu heterosiklik qlikosidlər qrupu olduğunu xatırladırıq. Bunlara nükleozidlər deyilir. Məsələn, hüceyrənin sitosolunda adenozin və digər nükleozidlərin növləri mövcuddur. Ortofosfor turşusu molekulları ilə esterifikasiya reaksiyasına daxil olurlar. Bu prosesin məhsulları nükleotidlər olacaq. Hər DNA monomer və dördündən birinin adı, məsələn, guanin, timin və sitozin nükleotididir.

DNT-nin purin monomerləri

Biyokimyada DNK monomerlərini və onların strukturunu iki qrupa bölən bir təsnifat qəbul edilir: məsələn, purin adenin və guanin nükleotididir. Tərkibində purin törəmələri - C5 H ₄ N ₄ formulu olan bir üzvi maddə var. DNK monomer, guanin nükleotid də beton konfiqurasiyasında deoksiriboz N-glikosidik əlaqəyə birləşdirilmiş bir purin azot bazını ehtiva edir.

Pirimidin nükleotidləri

Sitidin və timidin adlanan azot bazaları pirimidinin üzvi maddəsinin törəmələridir. Onun formulu C ₄ H ₄ N ₂ dir. Molekül iki azot atomu olan altı üzvlü bir düz heterosikldir. RRNA, tRNA və mRNA kimi ribonükleik turşu molekullarında timin nükleotidin yerinə bir urasil monomerinin olduğu bilinir. Transkripsiya prosesində, DNT genindən mRNA molekuluna məlumatın silinməsi zamanı, timin nükleotid əvəz adeninlə əvəz olunur və sintez edilmiş mRNA zəncirindəki adenin nükleotidi urasil ilə əvəz olunur. Yəni, aşağıdakı giriş ədalətli olacaq: A - Y, T - A.

The Chargaff qaydası

Əvvəlki bölmədə, biz DNK ipliklərində və gen-iRNA kompleksində monomerlərin yazışma prinsiplərinə toxunduq. Tanınmış biokimyaçı E.Chargaff, dezoksiribonukleik turşu molekullarının tamamilə unikal bir xüsusiyyətini, yəni adenin nükleotidlərin miqdarının həmişə timinə bərabər olduğunu və guaninin - sitozinə bərabər olduğunu təsis etmişdir. Chartaff prinsiplərinin əsas nəzəri əsasları hansı monomerlərin bir DNT molekulunu və hansı məkan təşkilatını təşkil etdiyini Vatson və Crickin araşdırmasıdır. Chargaff tərəfindən çıxarılan və tamamlayıcılıq prinsipi adlanan bir başqa müntəzəm, purin və pirimidin bazalarının kimya mənbəyinə və hidrogen bağlarını formalaşdırmaq üçün bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəyə malik olduğunu göstərir. Bu, hər iki DNA zəncirindəki monomerlərin tənzimlənməsinin dəqiq müəyyənləşdirildiyi anlamına gəlir: məsələn, digər tərəfdən, ilk DNT zəncirinin yalnız T və iki hidrogen əlaqəsi ola bilər. Guanin nükleotidindən fərqli olaraq, yalnız sitozin yerləşdirilə bilər. Bu halda azotlu bazalar arasında üç hidrogen əlaqəsi formalaşır.

Genetik kodda nükleotidlərin rolu

Ribozomlarda meydana gələn protein biyosentezinin reaksiyasını yerinə yetirmək üçün peptidin amin turşusu tərkibinin mRNA nükleotidlərinin sekansından amino asit sekansına çevrilməsinə dair bir məlumatlandırma mexanizmi mövcuddur. Üç ətrafdakı monomerler 20 mümkün amin turşusu haqqında məlumat daşıyırlar. Bu fenomenə genetik kod deyildi . Molekulyar biologiyada problemlərin həllində peptidin amin turşusu tərkibini müəyyən etmək və monomerlərin bir DNT molekulunu meydana gətirməsini, yəni müvafiq genin tərkibinin nə olduğunu müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Məsələn, gen içərisində üçlü (kodon) AAA protein molekulunda amin turşusu fenilalanini kodlar və genetik kodda mRNA zəncirindəki üçqat UUU-yə uyğun olacaq.

DNT reduplikasiyası zamanı nükleotidlərin qarşılıqlı əlaqəsi

Daha əvvəl açıqlandığı kimi, struktur bölmələri, DNT monomerləri nükleotidlərdir. Zəncirlərdəki öz ardıcıllığı dezoksiribonukleik turşu qızı molekulunun sintezi üçün matrisdir. Bu fenomen hüceyrənin interfaaziyasının S fazında baş verir. Yeni DNA molekulunun nükleotidlərinin ardıcıllığı DNA polimerazın fermenti ilə birləşərək, tamamlayıcılığı (A-T, D-C) prinsipini nəzərə alaraq ana dövrələrə yığılır. Çoğaltma, matris sintezinin reaksiyalarına aiddir. Bu, ana sxemlərdə DNT monomerlərinin və onların strukturunun, yəni qızı surətinin matrisi olmasıdır.

Nükleotidin quruluşu dəyişə bilər

Yeri gəlmişkən, deyək ki, deoksiribonuklein turşusu hüceyrənin nüvəsinin çox mühafizəkar bir quruluşudur. Bu məntiqi bir izahdır: əsas kromatində saxlanılan irsi məlumatlar dəyişməz və təhrif edilmədən kopyalanmalıdır. Yaxşı, hücum genomu daim ətraf mühit faktorlarının "silahı altında" olur. Məsələn, spirt, dərman, radioaktiv radiasiya kimi aqressiv kimyəvi birləşmələr. Hamısı DNA-nın hər hansı bir monomerinin kimyəvi tərkibini dəyişə biləcəyi təsir altında olan mutagenlərdir. Biokimyada bu cür təhrif bir nöqtə mutasiya deyilir. Hüceyrənin genomunda görünüşlərinin tezliyi olduqca yüksəkdir. Mutasiyalar hüceyrə təmir sisteminin yaxşı işləyən işi ilə düzəldilir və bir sıra fermentlər daxildir.

Bunlardan bəziləri, məsələn, məhdudlaşdırıcı fermentlər, zədələnmiş nükleotidləri "kəsdirmək", polimerazlar normal monomerlərin sintezini təmin edir, ligalar isə genin bərpa edilmiş hissələrini "tikirlər". Əgər yuxarıda göstərilən mexanizm hüceyrədə işləmirsə və qüsurlu DNA monomerinin öz molekulunda qalması halında, mutasiya matris sintez prosesləri ilə tutulur və fenotipik olaraq hücum metabolizmasında özlərinə aid olan zəruri funksiyaları yerinə yetirə bilməyən zəif xüsusiyyətləri olan zülallar kimi görünər. Bu hüceyrənin canlılığını azaldır və həyatının müddətini azaldacaq ciddi bir mənfi amildir.