36.час

Општеприхваћено је становиште да је ДНК носилац и преносилац наследних особина у свим живим организмима. Готово целокупна ћелијска ДНК (преко 95 %) се налази у једру, где улази у састав хромозома. Будући да су секундарне фосфатне групе, које чине мостове између суседних мононуклеотида у ланцу ДНК потпуно јонизоване при рН вредностима изнад 4, ДНК је јака полибазна киселина. У хромозомима је асосована са базним протеинима (протаминима и хистонима) или полиаминима. Прокариотски организми садрже само један хромозом, док еукариотске ћелије садрже неколико или много хромозома. Број хромозома је карактеристика сваке живе врсте. Тако, на пример, винска мушица има 8, пчела 16, мачка 38, зец 44, а човек 46 хромозома. Сваки хромозом садржи један молекул ДНК.

Молекулске масе ДНК су изузетно високе. Тако, ДНК Еscherichiaeае соli (Е. соli) има молекулску масу 2,8 х 109 и садржи 8,4 х 106 нуклeотида. Највећи молекул ДНК нађен је код винске мушице, а изграђен је од 4 х 1010 нуклeотида, док ДНК човека садрже око 2 х 1010 нуклеотида. На основу података о вeличини нуклеотида, добијених рендгено-структурном анализом, може сe израчунати дужина молекула појединих ДНК. Тако дужина ДНК Е.соli износи 1,36 mm, винске мушице 21 mm, а рачуна се да је укупна дужина свих ДНК једне телесне ћелије сисара око 2 метра. Пошто су ДНК смештене у врло малом једарном простору, молекули ДНК морају бити густо увијени, значи да нису испружeни, те се може говорити о њиховој карактеристичној конформацији.

Ако се ДНК пажљиво изолује из биолошког материјала, добијају се јако вискозни раствори, што је у складу са њиховом макромолекуларном структуром. Када се овај раствор загреје, или се додају киселине или базе, вискозитет опада. Ова чињеница указује да је молекул ДНК круто уређен систем који под утицајем агенаса, који раскидају водоничне везе, подлежс промени конформације у насумице изувијане полинуклеотидне низове. Као и код протеина, ова се појава назива денатурација.

Утврђено је да се ДНК различитих организама међусобно разликују према саставу база, али је код свих испитиваних ДНК установљено да су моларни односи аденина и тимина, односно гуанина и цитозина исти. тј. А = Т и G = С. Ови односи се означавају као еквиваленција база.

Ватсон и Крик су 1953. године предложили модел тродимензионалне структуре ДНК, који је нешто касније и експериментално потврђен. Ово достигнуће двојице научника (који су за њега добили Нобелову награду) спада међу најзначајније у историји биохемије, јер је омогућило не само тумачење

хемијских и физичких особина ДНК, већ и објашњење механизма преноса наследних особина.

ДНК се састоји из два полинуклеотидна ланца, који су увијени удесно (у правцу кретања казаљке на сату) око исте осе. Ова два ланца су анти- паралелна, што значи да њихови 3’,5'-интернуклеотидни фосфодиестарски мостови теку у супротним смеровима. Ланци нису идентични већ су комплементарни.

То значи да се насупрот аденину у ланцу I, у ланцу II налази тимин, односно насупрот гуанину - цитозин. Поменуте базе се везују водоничним везама и тиме стабилизују структуру ДНК.

СТРУКТУРА ДНК КАО МОЛЕКУЛСКА ОСНОВА ЗА ОЧУВАЊЕ И ПРЕНОШЕЊЕ ГЕНЕТСКЕ ИНФОРМАЦИЈЕ

Oсновна улога ДНК је чување и преношење генетске информације. Ова информација се налази уписана у редоследу азотних база и преноси се на потомке процесом који се назива репликација, односно биосинтеза ДНК. Репликација је процес копирања, којим из родитељске ДНК настају два идентична молекула ДНК потомка, носећи исте генетске информације. Овај процес се одвија при деоби ћелија. Процес репликације започиње раздвајањем два полинуклеотидна ланца ДНК, а сваки од њих служи као матрица или шаблон за синтезу новог комплементарног ланца.

То значи да ће се нуклеотиди приликом синтезе везивати у нови полинуклеотидни низ оним редоследом, који је диригован структуром шаблона, а према правилу о спаривању база. Наиме, за шаблон водоничним везама, насупрот аденину, поставиће се нуклеотид, који садржи тимин као базу, а насупрот гуанину поставиће се цитозински нуклеотид. На овај начин поређани нуклеотиди се повезују фосфодиестарским мостовима, даjући нов полинуклеотидни ланац. Стварање поменутих мостова омогућује ензим који се назива ДНК-полимераза. У процесу репликације, дакле, од једног молекула ДНК настају два, од којих сваки садржи један полинуклеотидни родитељски ланац (који је служио као „шаблон”) и један новосинтетисани.