1.2.Информационная структура днк

ДНК является хранителем генетической информации, обеспечивающим стабильность видового разнообразия живых существ на Земле. Вполне закономерен вопрос что это за информация, или же о чем эта информация; второй вопрос в каком виде записана или закодирована эта информация. Ответ на первый вопрос это, вопервых, информация о линейной последовательности аминокислотных остатков в полипептидных цепях белков и некоторых полипептидов; вовторых, это информация о линейной последовательности рибонуклеотидных остатков в молекулах «структурных» РНК, т.е. всех классов РНК, за исключением матричных РНК. Ответ на второй вопрос: последовательность амин кислотных остатков в полипептидных цепях закодирована в виде линейной последовательности троек дезоксирибонуклеотидных остатков ( или триплетов нуклеотидов ) в значащей цепи ДНК, в то время как последовательность рибонуклеотидных остатков «структурных» РНК закодирована в виде последовательности дезорибонуклеотидных остатков в значащей цепи ДНК. Таким образом, клетки для записи информации о первичной структуре различных по своей химических природе полимеров использует разные варианты кодов.

Информационной единицей клеточного генома является ген, который представляет собой участок ДНК, ответственный за хранение и реализацию генетической информации об одной полипептидной цепи белка или об одной молекуле «структурной» РНК. Общее количество генов в геноме человека оценивается величиной порядка 50 000 100 000. В то же время количество пар нуклеотидов, имеющихся в хромосомном наборе клеток человека, достаточно для формирования примерно 1,5 млн генов. Это означает, что большая часть нашей ДНК не несет генетической информации и, повидимому, выполняет какуюто иную роль.

Всю ДНК эукариотического генома можно разделить на два класса последовательностей. Вопервых, это уникальные или неповторяющиеся последовательности, они представлены одной или двумя копиями на диплоидный хромосомный набор. Именно они включают в себя основную массу генов. На долю этих уникальных последовательностей приходится до 70% всей клеточной ДНК.

Вовторых, это повторяющиеся последовательности ДНК. Их принято делить на высокоповторяющиеся последовательности и умеренно повторяющиеся последовательности. Высокоповторяющиеся последовательности состоят из участков ДНК длиной в 5 500 пар нуклеотидов, повторенных от 1 до 10 миллионов раз; они не несут генетической информации и транскрипционно неактивны. Вероятнее всего, они участвуют в структурной организации хроматина. Такие высокоповторяющиеся последовательности образуют, например, теломеры и центромеру хромосомы; на этот тип последовательностей приходится примерно 15% общей длины ДНК хромосом.

Умеренно повторяющиеся последовательности присутствуют в количестве менее чем 1 млн копий на геном, они могут иметь различную длину от нескольких пар нуклеотидов до нескольких тысяч пар.

Часть этих умеренно повторяющихся последовательностей представляют собой тандемы генов, например генов гистонов или генов некоторых классов «структурных» РНК. Естественно, эти умеренно повторяющиеся последовательности активно транскрибируются. Вместе с тем, часть умеренно повторяющихся последовательностей выполняют структурную функцию, например, входят в состав участков ДНК, разделяющих отдельные гены, т.е. на так называемые спейсеры. На долю умеренно повторяющихся последовательностей ДНК приходится 1020% хромосомной ДНК.