Care este compoziția ADN-ului este zahărul? Baza chimică a structurii ADN

Este uimitor să vedem cum sunt părinți și copii asemănători unul cu celălalt. Sau, dimpotrivă, sunt complet diferite de frați și surori și de tată și mamă. De ce este așa și de ce depinde? Ce structuri sunt responsabile pentru conservarea, consolidarea, transferul și manifestarea trăsăturilor descendenților părinților?

Acest rol aparține acizilor nucleici care formează cromozomi. Acestea sunt moleculele care îndeplinesc funcțiile tuturor proceselor asociate eredității și variabilității. O prerogativă specială îi aparține molecule de ADN.

Istoria descoperirii acizilor nucleici

Pentru o lungă perioadă de timp, astfel de molecule nu au fost cunoscute. Cu toate acestea, în 1869, omul de știință Mischer a descoperit un amestec de ADN și ARN ca rezultat al cercetării și apoi a reușit să-și stabilească apartenența la acizi. El a făcut acest lucru pe baza studierii leucocitelor în puroi.

Din acest moment, a început studiul activ al acestor compuși. Mulți oameni de știință au încercat să stabilească compoziția chimică a ADN și ARN. Înțelegeți natura lor, esența structurii și rolul biologic. O mare contribuție la această afacere a fost făcută de oameni cum ar fi:

• A. N. Belozersky.
• Thomas Morgan.
• C. Poduri.
• A. Muller.
• G. de Vries.
• A. Sturtevant.
• GA Nadson.
• A. S. Serebrovsky.
• NP Dubinin.
• TS Filippov și alții.

În perioada de la 1900 până în prezent, natura acizilor nucleici, bazele chimice structura ADN-ului, caracteristicile sale și semnificația biologică. S-au făcut descoperiri care permit ca această moleculă să fie considerată baza universală a tuturor lucrurilor vii.

Cercetarea în domeniul geneticii a făcut posibilă stabilirea relației dintre ADN, genom și cromozomi, pentru a descifra codul genetic al multor lucruri vii. Acest lucru a fost important pentru înțelegerea structurii naturii vii, a mecanismelor de funcționare a acesteia.

S-a determinat și compoziția chimică a cromozomilor. Sa constatat că baza lor este o moleculă de acid nucleic având o structură specifică.

ADN: o caracteristică generală

Decodarea completă a abrevierea numelui - deoxiribonucleic. Împreună cu ARN, acest acid aparține unui număr de acizi nucleici. Numele său a fost dat pentru faptul că structura ADN-ului include zahăr. Numele ei este deoxiriboză.

Compoziția chimică a ADN și ARN este foarte asemănătoare, diferența fiind, în primul rând, în carbohidratul care formează molecula. ARN este o riboză.

În general, molecula de acid deoxiribonucleic este o macromolecule complexe dublu-catenare având o greutate moleculară imensă și o compoziție diversă. Prin urmare, cel mai adesea reprezentarea grafică a acestei conexiuni are forma a două fire, unite prin legături încrucișate transversale.

In 1953, Chargaff și colegii săi au putut să dezvăluie pe deplin structura internă și compoziția moleculei, care a fost de mare importanta pentru intreaga biologie moleculara si stiintei in general. A devenit evident că în zahăr cinci carbon includ baze ADN (pentozo), baze purinice și pirimidinice și resturile de acid ortofosforic.

Acest lucru a permis nu numai să descifreze structura compusului, dar și să studieze proprietățile fizice și chimice. Rolul biologic și semnificația pentru organism au fost definite ca fiind fundamentale, universale și specifice fiecărei ființe.

Compoziție chimică

Dacă caracterizăm compoziția atomică și moleculară internă a moleculei de acid nucleic, putem distinge mai multe tipuri de compuși de bază:

• pentoza - deoxiriboză (monozaharidă carbohidrat);
• baze organice - purină (adenină și guanină), pirimidină (citozină și timină);
• reziduuri de acid fosforic cu legături libere.

Aceasta, în general, toate bazele chimice ale structurii ADN-ului. Un alt lucru este că combinația tuturor acestor componente nu este simplă, ci este un proces complex și unic. Astfel, deoxiribroza, bazele și restul acidului anorganic combinate formează o nucleotidă. Din secvențele nucleotidice se adaugă întreaga structură a moleculei ca întreg.

Unic este ordinea în care bazele organice vor fi localizate unul după altul și în raport cu lanțul vecin. Secvența de nucleotide este construită în conformitate cu anumite principii, principala dintre acestea fiind complementaritatea (corespondența strictă a componentelor purinice și pirimidine). Acest lucru permite fiecărei creaturi vii să aibă propriul cod genetic, unic, înnăscut și profund specific.

Fenotip se manifestă sub forma unei succesiuni de caracteristici complet diferite, prin aceea că nu există doi oameni identici (cu excepția gemenilor identici), caracteristicile distinctive ale aspectului.

Ce tip de zahăr conține ADN-ul?

Baza oricărei materii organice este lanțul de atomi de carbon. Molecula ADN nu a fost o excepție. La urma urmei, structura ADN-ului este zahăr, și anume constă dintr-o secvență de cinci atomi de carbon, combinată într-o structură ciclică. Aceeași moleculă este întreruptă de puntea de oxigen care intră în ciclul general.

Compoziția chimică a zahărului este exprimată prin următoarea formulă empirică:₅H₁₀oh₄. Această moleculă - aldopentoză, care include cinci atomi de carbon, se răsucește într-un ciclu. În plus, unul dintre atomii lanțului în locul grupării hidroxil conține numai hidrogen, deci în numele zahărului exista un prefix ca "deoxi", adică fără oxigen.

Compoziția chimică a zahărului a fost descoperită și studiată de Phibus Lieven, care a descoperit întreaga structură și natura chimică a compusului în 1929.

Baze în compoziția moleculei

Bazele organice care alcătuiesc acidul nucleic al ADN-ului pot fi împărțite în două grupe principale.

1. Purină - structuri complexe formate din două cicluri de carbon - cu cinci și șase membri. Acestea includ adenina și guanina, care sunt complementare bazelor pirimidinei în acid deoxiribonucleic.
2. Cicluri de carbon cu cicluri de șase atomi. Acestea includ timina și citozina.

Astfel, se pare că structura ADN-ului include zahăr și o bază, unite și lipite de radical acid fosforic. Împreună, aceasta este nucleotida. Structura generală a nucleotide dublu catenar molecula de ADN se leagă între ele conform unei reguli de complementaritate: bază adenină corespunde timină, guanină și - citozina.

Tipuri de relații între particule

Principalele tipuri de conexiuni între structurile ADN-ului componentelor sunt următoarele:

• hidrogen;
• polar covalent;
• forțele de atracție intermoleculară;
• interacțiunea van der Waals.

Acest lucru permite structurii duble-catenare să existe în trei conformații:

• primar - secvență liniară de nucleotide;
• secundar - spirală răsucite fiecare filament și ambele aproape unul de celălalt;
• tertiar - un globular conformational complex al unei molecule puternic spiralate.

Astfel, faptul că structura ADN-ului include zahăr, baze și reziduuri acide este baza structurii și a solului pentru implementarea unui număr de interacțiuni și formarea legăturilor chimice.

Valoarea ADN pentru organisme

Există câteva puncte importante:

1. Moleculele de acid luate în considerare sunt incluse în compoziția chimică a cromozomilor, care determină individualitatea tuturor organismelor vii.
2. ADN-ul este baza pentru sinteza lanțurilor polipeptidice complexe responsabile pentru codificarea și transmiterea trasaturilor ereditare.
3. Acidul deoxiribonucleic este baza pentru transcriere, adică sinteza primară a ARN-ului, ulterior a proteinei.

Astfel de procese apar în toate organismele. Acest lucru ne permite să numim această structură o unitate universală a tuturor lucrurilor vii.

Replicarea unei molecule

Acest proces este o dublare a moleculei ADN, procedând spontan cu consumul de energie în organismele vii. Componenta principală aici este ADN polimeraza, o enzimă care catalizează și controlează întreaga sinteză.

Esența replicării este că fiecare dintre firele moleculei este împărțită și a dublat secvențele sale liniare. Ca rezultat al procesului, se formează două noi molecule ADN, fiecare conținând un lanț polipeptidic vechi, iar al doilea complet nou, construit conform principiul complementarității.

Valoarea procesului este de a oferi descendenților informații genetice în întregime.