ДНК

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды, состоящие из углевода, азотистого основания и фосфатов. В организме живых существ ДНК осуществляет хранение генетической информации, ее реализацию и передачу по наследству. В ДНК также закодирована информация о структуре РНК и белков.

ДНК называется кислотой, поскольку в составе ее молекулы присутствуют остатки фосфорной кислоты. В качестве углеводного компонента в ДНК выступает 2-дезокси-D-рибоза. Впервые ДНК была выделена из ядер клеток, поэтому она была названа нуклеиновой (от лат. nucleus — «ядро»). В составе дезоксирибонуклеиновой кислоты встречается четыре азотистых основания: аденин, гуанин, цитозин и тимин.

В эукариотических клетках основная масса ДНК заключена в ядре, но также небольшое количество присутствует в митохондриях и в хлоропластах (у растений). ДНК в клетках существует в виде двойной цепи (у некоторых вирусов может быть одноцепочечной), то есть представляет собой пару полинуклеотидных цепей. Эти две цепочки удерживаются вместе за счет водородных связей, которые возникают между азотистыми основаниями, присутствующими в молекулах, в частности между аденином и тимином и между гуанином и цитозином. Такие пары называют комплементарными. Двойная цепь ДНК находится в «суперскрученном» состоянии, в виде двойной спирали. Такая форма позволяет главному хранилищу генетической информации находиться в устойчивом состоянии и упаковываться в клетках.

Если посчитать суммарную длину ДНК человека, то получится величина, сравнимая с диаметром Солнечной системы. Ясно, что чем больше информации нужно сохранить, тем длиннее будет ДНК, следовательно, чем сложнее организм, тем большее количество дезоксирибонуклеиновой кислоты содержится в его клетках. Однако такая закономерность не всегда соблюдается: например, крупные клетки бобов содержат больше ДНК, чем человеческие.

Как химическое вещество ДНК впервые выделил Фредерик Мишер в 1869 году из остатков клеток, содержащихся в гное. Структура двойной спирали ДНК была предложена Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году на основании данных, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин. За эту работу в 1962 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили Крик, Уотсон и Уилкинс; Розалинд Франклин к тому времени умерла от рака.