Вторичная структура ДНК. Роль водородных связей в формировании вторичной структуры. Комплиментарные пары. Третичная структура ДНК

Вторичная структура представляет собой две параллельные неразветвленные полинуклеотидные цепи, направленные в противоположные стороны (3'→5' и 5'→3') и закрученные вокруг общей оси в двойную спираль.

Такая пространственная структура удерживается множеством водородных связей, образованных азотистыми основаниями по принципу комплиментарности, то есть Аденину соответствует Тимин, а Цитозину – Гуанин.

Стабильность А–Т оснований обеспечивается двумя водородными связями, а пар Г–Ц – тремя, что в свою очередь определяется особенностями расположения функциональных групп азотистых оснований. Длина водородных связей между основаниями составляет около 0,3 нм.

На модели ДНК видно, что расстояние между витками (шаг спирали) равно 3,4 нм. На этом участке укладываются 10 нуклеотид-ных остатков, размер одного нуклеотида составляет 0,34 нм; диаметр биспиральной молекулы равен 1,8 нм.

Третичная (кольцевая) структура ДНК у эукариотических клеток отличается тем, что многократная спирализация ДНК сопровождается образованием комплексов с белками.

Образование кольцевой формы молекулы ДНК у бактерий или в митохондриях клеток животных часто вызвано ковалентным соединением их открытых концов. Известно, что суперспиральная (суперскрученная) структура обеспечивает экономную упаковку огромной молекулы ДНК в хромосоме: вместо 8 см длины, которую она могла бы иметь в вытянутой форме, в хромосоме человека молекула ДНК настолько плотно упакована, что ее длина составляет 5 нм.