Третичная структура днк

Молекулы ДНК, длина которых составляет несколько сантиметров, умещаются в ядре клетки, диаметр которого измеряется микрометрами. Очевидно, что спирализованная молекула ДНК должна быть упакована в пространстве таким образом, чтобы линейные размеры этой структуры были уменьшены. Укладка молекул ДНК в более компактные структуры возможна только в результате ее взаимодействия с другими компонентами ядра, в основном с ядерными белками, такими как гистоны, кислые негистоновые ядерные белки или белки, образующие внутриядерный поддерживающий матрикс.

Принято выделять три уровня компактизации молекул ДНК.

1. Нуклеосомный уровень компактизации обусловлен взаимодействием ДНК с молекулами белков гистонов. Восемь молекул гистонов образуют гистоновый октамер, на который накручивается примерно на 1,75 оборота участок молекулы ДНК. Этот гистоновый кор с намотанной на него ДНК получил название минимальной нуклеосомы. В пределах молекулы ДНК образуется множество таких структурных единиц и молекула ДНК в электронном микроскопе напоминает нить с бусинами. Участки ДНК, соединяющие между собой минимальные нуклеосомы, получили название “линкеры”. В свою очередь, минимальная нуклеосома вместе с линкером образует полную нуклеосому.

За счет нуклеосомного уровня компактизации линейные размеры молекул ДНК уменьшаются примерно в 6–7 раз.

2. В формировании второго уровня компактизации ДНК — образовании фибрилл ДНК — важная роль принадлежит белку гистону Н1. Молекула гистона Н1 имеет форму глобулы с выступающими из нее N-концевой и С-концевой последовательностями полипептидной цепи, причем в целом молекула Н1 напоминает что-то вроде эллипсоида с двумя противоположно ориентированными “ручками”. Своей глобулярной частью молекула гистона Н1 связывается со средней частью одной нуклеосомы, а с помощью своих “ручек” она взаимодействует с двумя соседними нуклеосомами. При этом нуклеосомы стягиваются вместе, образуя регулярную повторяющуюся структуру, напоминающую спираль. За счет формирования подобного рода фибриллярных структур длина молекул ДНК уменьшается еще в 6–7 раз.

3. Дальнейшее уменьшение линейных размеров ДНК идет за счет третьего — петельного уровня компактизации. Фибриллы ДНК образуют петлеобразные структуры, крепящиеся к элементам ядерного скелета в интерфазе клеточного цикла или к осевой нити хромосомы в делящейся клетке, образованной негистоновыми белками клеточного ядра.

По-видимому, существуют и более высокие уровни компактизации молекул ДНК как в делящихся, так и в неделящихся клетках.

Информационная структура днк

ДНК является хранителем генетической информации, обеспечивающей стабильность видового разнообразия живых существ на Земле.

Вполне закономерен вопрос — что это за информация, или о чем эта информация?

Ответ — это, во-первых, информация о линейной последовательности аминокислотных остатков в полипептидных цепях белков и некоторых полипептидах; во-вторых, это информация о линейной последовательности рибонуклеотидных остатков в молекулах “структурных” РНК, т.е. всех классов РНК, за исключением матричных РНК.

И, второй вопрос — в каком виде записана или закодирована эта информация?

Ответ - последовательность аминокислотных 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.