Який до складу ДНК входить цукор? Хімічні основи будови ДНК

Як дивно дивитися, наскільки схожі між собою бувають батьки і діти. Або ж, навпаки, зовсім відмінні і від братів і сестер, і від тата і мами. Чому ж так виходить і від чого це залежить? Які структури відповідають за збереження, закріплення, передачу і прояв ознак у нащадків від батьків?

Ця роль належить нуклеїнових кислот, які формують хромосоми. Саме вони і є молекулами, які виконують функції всіх процесів, пов'язаних зі спадковістю і мінливістю. Особлива прерогатива в цьому належить молекулам ДНК.

до складу днк входить цукор

Історія відкриття нуклеїнових кислот

Довгий час про такі молекулах не було відомо. Однак в 1869 році вчений Мішер в результаті досліджень виявив суміш ДНК і РНК, а потім зумів встановити їх приналежність до кислот. Зробив він це на підставі вивчення лейкоцитів у гної.

З цих пір почалося активне вивчення даних сполук. Багато вчених намагалися встановити хімічний склад ДНК і РНК. Зрозуміти їх природу, сутність будови та біологічну роль. Великий внесок у цю справу внесли такі люди, як:

• А. Н. Білозерський.
• Томас Морган.
• К. Бріджіс.
• А. Меллер.
• Г. де Фриз.
• А. Стертевант.
• Г. А. Надсон.
• А. С. Серебровський.
• Н. П. Дубінін.
• Т. С. Філіппов та інші.

У період з 1900 року по наш час була з'ясована природа нуклеїнових кислот, хімічні основи будови ДНК, її особливості та біологічне значення. Були зроблені відкриття, що дозволяють вважати дану молекулу універсальною основою всього живого.

Дослідження в галузі генетики дозволили встановити взаємозв'язок між ДНК, геном і хромосомами, розшифрувати генетичний код багатьох живих істот. Це мало важливе значення для розуміння пристрою живої природи, механізмів її роботи.

Також був визначений хімічний склад хромосом. Було з'ясовано, що основа їх - молекули нуклеїнової кислоти, що має специфічну будову.

хімічний склад ДНК і РНК

ДНК: загальна характеристика

Повна розшифровка абревіатури назви - дезоксирибонуклеїнова кислота. Нарівні з РНК дана кислота належить до ряду нуклеїнових. Свою назву отримала за те, що до складу ДНК входить цукор. Його назва - дезоксирибоза.

Хімічний склад ДНК і РНК дуже схожий, відмінність як раз-таки в першу чергу в вуглеводів, створюючому молекулу. У РНК це рибоза.

У загальному вигляді молекула дезоксирибонуклеїнової кислоти являє собою складну двуцепочечную макромолекул, що має величезну молекулярну масу і різноманітний склад. Тому найчастіше графічне зображення даного з'єднання має вигляд двох ниток, об'єднаних поперечними ступенями - зв'язками.

хімічний склад хромосом

У 1953 році Чаргафф і його співробітники зуміли розкрити повністю внутрішню будову і склад молекули, що мало величезне значення для всієї молекулярної біології і науки в цілому. Стало очевидним, що до складу ДНК входить цукор пятиуглеродного основи (пентоза), пуринові і піримідинові підстави і залишки ортофосфорної кислоти.

Це дозволило не тільки далі розшифрувати саму будову сполуки, але також вивчити властивості, фізичні та хімічні. Біологічна роль і значення для організму була визначена як основоположна, універсальна і специфічна для кожної істоти.

Хімічний склад

Якщо характеризувати внутрішній атомний і молекулярний склад молекули нуклеїнової кислоти, то можна виділити кілька основних типів з'єднань:

• пентоза - дезоксирибоза (вуглевод моносахарид) ;
• органічні основи - пуринові (аденін і гуанін), піримідинові (цитозин і тимін) ;
• залишки фосфорної кислоти з вільними зв'язками.

Це, загалом-то, всі хімічні основи будови ДНК. Інша справа, що з'єднання всіх цих компонентів не просте, а являє собою складний і унікальний процес. Так, з'єднані між собою дезоксирибоза, підстави і залишок неорганічної кислоти разом формують нуклеотид. Саме з нуклеотиднихпослідовностей і складається вся структура молекули в цілому.

хімічний склад цукру

Унікальним є те, в якій послідовності будуть розташовуватися органічні підстави один за одним і по відношенню до сусідньої ланцюжку. Нуклеотидних послідовність побудована за певними принципами, головним з яких є компліментарність (Читка відповідність пуринових і піримідинових компонентів). Це дозволяє кожній живій істоті мати свій генетичний код, унікальний, вроджений і глибоко специфічний.

Фенотипически це проявляється у вигляді спадкування абсолютно різних ознак, у тому, що немає двох однакових людей (крім однояйцевих близнят), відмінних рисах зовнішності.

До складу ДНК входить який цукор?

Основа будь-якого органічної речовини - це вуглецева ланцюжок атомів. Молекула ДНК не стала винятком. Адже до складу ДНК входить цукор, а саме він складається з послідовності п'яти атомів вуглецю, об'єднаних в циклічну структуру. Ця ж молекула переривається кисневим містком, що входять в загальний цикл.

Хімічний склад цукру виражається наступною емпіричною формулою: С₅Н₁₀Про₄. Ця молекула - альдопентоза, що включає п'ять атомів вуглецю, закручених в цикл. Крім цього, один з атомів ланцюга замість гідроксильної групи містить тільки водень, тому в назві цукру з'явилася така приставка, як "дезокси", тобто без кисню.

Хімічний склад цукру був відкритий і досліджений Фібус злива, яка і розкрив всю структуру і хімічну сутність з'єднання в 1929 році.

хімічні основи будови днк

Підстави у складі молекули

Органічні основи, що входять до складу нуклеїнової кислоти ДНК можна розділити на дві основні групи.

1. Пуринові - складні структури, утворені двома вуглецевими циклами - п'ятичленних і шестичленним. До них відносяться аденін і гуанін, які комплементарні пірімідіновим підстав у складі дезоксирибонуклеїнової кислоти.
2. Піримідинові - шестичленні вуглецеві цикли. Сюди входить тимін і цитозин.

Таким чином, виходить, що до складу ДНК входить цукор і підстава, з'єднані між собою і скріплені зв'язками з радикалом фосфорної кислоти. Усе разом це і виходить нуклеотид. У двуцепочечной структурі загальної молекули ДНК нуклеотиди зв'язуються між собою згідно з правилом комплементарності: аденіну відповідає підставу тимін, а гуаніну - цитозин.

Типи зв'язків між частинками

Основні типи зв'язків між компонентними структурами ДНК наступні:

• водородние;
• ковалентні полярние;
• сили міжмолекулярної тяжіння;
• Ваан-дер-вальсовий взаємодії.

Це дозволяє двуцепочечной структурі існувати в трьох конформаціях:

• первинної - лінійної послідовності нуклеотідов;
• вторинної - спірально закрученою кожної нитки і обох близько один одного;
• третинної - складна конформационная глобула сильно спіраль молекули.

Таким чином те, що до складу ДНК входить цукор, підстави і залишки кислоти є основою її будови і ґрунтом для реалізації цілого ряду взаємодій і формування хімічних зв'язків.

подвоєння молекули ДНК

Значення ДНК для організмів

Можна виділити кілька найважливіших пунктів:

1. Молекули розглянутої кислоти входять до хімічний склад хромосом, що визначають індивідуальність всіх живих організмів.
2. ДНК - основа синтезу складних поліпептидних ланцюгів, які відповідають за кодування та передачу спадкових ознак.
3. Дезоксирибонуклеїнова кислота - основа для транскрипції, тобто первинного синтезу РНК, згодом білка.

Такі процеси відбуваються у всіх організмах. Це дозволяє називати дану структуру універсальною одиницею всього живого.

до складу днк входить який цукор

Реплікація молекули

Даний процес являє собою подвоєння молекули ДНК, що протікає мимовільно з витратою енергії в живих організмах. Основний компонент при цьому - ДНК-полімераза, фермент, що каталізує і контролюючий весь синтез.

Суть реплікації в тому, щоб кожна з ниток молекули розділилася і подвоїла свої лінійні послідовності. В результаті процесу утворюються дві нові молекули ДНК, кожна з яких містить одну стару поліпептидний ланцюг, а другий зовсім нову, побудовану згідно принципом комплементарності.

Значення процесу - забезпечити потомство генетичною інформацією в повному обсязі.