Характеристика ДНК, ее свойства и функции. Репликация ДНК. Полуконсервативный механизм репликации ДНК

ДНК — макромолекула,обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и

Реализациюгенетической программы развития и функционирования живых организмов.

Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации оструктуре РНК и белков.

Важнейшее свойство ДНК —комплементарность ее цепей. Это означает, что против аденина в одной из цепей всегда стоиттимин в другой цепи, гуанин всегда соединен с цитозином. Комплементарные пары аденин итимин соединены двумя водородными связями, а гуанин с цитозином тремя водороднымисвязями.

Помимо водородных связей между основаниями разных цепей стабильность двойной

спирали ДНК обеспечивают гликозидные связи между азотистыми основаниями и остатками

дезоксирибозы, а также фосфодиэфирные связи между двумя соседними остатками

дезоксирибозы.

Особенности ДНК:

1. Стабильность. Она обеспечивается водородными, гликозидными и фосфодиэфирными

связями, а также механизмом репарации спонтанных и индуцированных повреждений;

2. Способность к репликации. Благодаря этому механизму в соматических клетках

сохраняется диплоидное число хромосом. Схематично псе перечисленные особенности ДНК

как генетической молекулы изображены на рисунке.

3. Наличие генетического кода. Последовательность оснований в ДНК с помощью

процессов транскрипции и трансляции преобразуется в последовательность аминокислот в

полипептидной цепи;

4. Способность к генетической рекомбинации. Благодаря этому механизму образуются

новые сочетания сцепленных генов.

Передача генетической информации в клетке основана на матричных процессах(репликации, транскрипции, трансляции). Синтез дочерней цепи (репликация) молекулыДНК происходит по матрице одной из двух родительских цепей с образованием новойдвухиепочечной молекулы ДНК. Синтез молекулы РНК совершается в процессетранскрипции ДНК по матрице одной из двух цепей ДНК. Такая матричная(информационная) РНК может рассматриваться как посредник между ДНК и белком. Далеепри синтезе белков генетическая информация, закодированная в последовательноститриплетов азотистых оснований (канонов), транслируется в аминокислотную

последовательность полипептидных цепей. Остановимся кратко на каждом из этихпроцессов,

Репликация. Во время репликации происходит расхождение двух цепей ДНК, и каждая изних служит матрицей для синтеза дочерней цепи. Такой способ репликации называетсяполуконсервативным. При этом дезоксирибонуклеотиды встраиваются в дочернюю цепьсогласно правилу комплементарности азотистых оснований (А — Т, G — С). Вновьобразованная молекула состоит из одной родительской и одной дочерней цепи ДНК.Образование дочерних хромосом происходит на стадии синтеза (S) в интерфазе междумитотическими делениями и перед первым делением мейоза, В анафазе удвоенныехромосомы расходятся по дочерним клеткам. Таким образом, без процесса репликацииневозможно сохранение диплоидного числа хромосом в соматических клетках и образованиегаплоидного набора хромосом в половых клетках после двух делений мейоза. Однако приделении клеток происходит не только сохранение числа хромосом, но и воспроизведениепоследовательности азотистых оснований в молекулах ДНК, основанное на

комплементарность пар оснований родительской и дочерней цепей ДНК.Цепи отделяются друг от друга, и каждая служит матрицей для построениякомплементарной цепи. В результате синтезируются две молекулы, у каждой из которыходна цепь старая и одна новая. Такой способ репликации ДНК называютполуконсервативным.