የዲኤንኤ ሞለኪውሎች የት ይገኛሉ? ስለ ውስብስብ ነገሮች ብቻ: ዲ ኤን ኤ - ምንድን ነው? በዘር የሚተላለፍ መረጃ ምንድን ነው

ኑክሊክ አሲዶች ሞኖኑክሊዮታይድ ያካተቱ ከፍተኛ ሞለኪውላዊ ንጥረ ነገሮች ሲሆኑ በፖሊመር ሰንሰለት 3" 5" ፎስፎዲስተር ቦንድ በመጠቀም እርስ በርስ የተያያዙ እና በተወሰነ መንገድ በሴሎች ውስጥ የታሸጉ ናቸው።

ኑክሊክ አሲዶች ሁለት ዓይነት ባዮፖሊመሮች ናቸው-ሪቦኑክሊክ አሲድ (አር ኤን ኤ) እና ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ (ዲ ኤን ኤ)። እያንዳንዱ ባዮፖሊመር በካርቦሃይድሬት ቅሪት (ራይቦስ ፣ ዲኦክሲራይቦዝ) እና ከናይትሮጂን መሠረቶች (ኡራሲል ፣ ቲሚን) ውስጥ የሚለያዩ ኑክሊዮታይዶችን ያቀፈ ነው። በእነዚህ ልዩነቶች መሰረት ኑክሊክ አሲዶች ስማቸውን ተቀብለዋል.

የዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ አወቃቀር

ኑክሊክ አሲዶች የመጀመሪያ, ሁለተኛ ደረጃ እና ሶስተኛ ደረጃ መዋቅር አላቸው.

የዲ ኤን ኤ የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅር

የዲ ኤን ኤ ቀዳሚ መዋቅር ሞኖኑክሊዮታይድ በ 3" 5" ፎስፎዲስተር ቦንዶች የተገናኘበት መስመራዊ ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት ነው። በሴል ውስጥ የኒውክሊክ አሲድ ሰንሰለት ለመገጣጠም የመነሻ ቁሳቁስ 5 "- triphosphate nucleoside ነው, ይህም የ β እና γ ፎስፈሪክ አሲድ ቅሪቶች በመወገዱ ምክንያት የሌላ ኑክሊዮሳይድ 3" የካርቦን አቶም ማያያዝ ይችላል. . ስለዚህ የአንድ ዲኦክሲራይቦዝ 3 ኢንች ካርበን አቶም ከ5 ኢንች ካርቦን አቶም ከሌላው ዲኦክሲራይቦዝ ጋር በአንድ ፎስፎሪክ አሲድ ቀሪዎች በኩል ይገናኛል እና መስመራዊ ፖሊኒዩክሊዮታይድ የኒውክሊክ አሲድ ሰንሰለት ይመሰርታል። ስለዚህም ስሙ፡ 3" 5" phosphodiester bonds። የናይትሮጂን መሠረቶች የአንድ ሰንሰለት ኑክሊዮታይድ በማገናኘት ላይ አይሳተፉም (ምስል 1.).

በአንድ ኑክሊዮታይድ ውስጥ ባለው የፎስፈረስ አሲድ ሞለኪውል እና በሌላኛው ካርቦሃይድሬት መካከል ያለው ግንኙነት የናይትሮጅን መሠረቶች እርስ በርስ ወደ ጎን ተጣብቀው የ polynucleotide ሞለኪውል የፔንቶስ-ፎስፌት አጽም እንዲፈጠር ያደርጋል. በኒውክሊክ አሲድ ሞለኪውሎች ሰንሰለቶች ውስጥ የእነሱ ቅደም ተከተል ለሴሎች ብቻ የተወሰነ ነው። የተለያዩ ፍጥረታት፣ ማለትም እ.ኤ.አ. የተወሰነ ባህሪ አለው (የቻርጋፍ ህግ)።

የዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ርዝመቱ በሰንሰለቱ ውስጥ በተካተቱት ኑክሊዮታይዶች ብዛት ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን ሁለት ጫፎች ያሉት ሲሆን አንደኛው 3 ኢንች መጨረሻ ይባላል እና ነፃ ሃይድሮክሳይል ይይዛል ፣ ሁለተኛው ደግሞ 5 ኢንች መጨረሻ ይባላል እና ፎስፈረስ ይይዛል። የአሲድ ቅሪት. ወረዳው ዋልታ ሲሆን 5" ->3" እና 3"->5" አቅጣጫ ሊኖረው ይችላል። ልዩነቱ ክብ ዲ ኤን ኤ ነው።

የዲ ኤን ኤ ጄኔቲክ "ጽሑፍ" በኮድ "ቃላቶች" የተዋቀረ ነው - ኮዶን የሚባሉ የሶስትዮሽ ኑክሊዮታይድ. ስለ ሁሉም አር ኤን ኤ ዓይነቶች ዋና መዋቅር መረጃን የያዙ የዲ ኤን ኤ ክፍሎች መዋቅራዊ ጂኖች ይባላሉ።

ፖሊኑክሊዮታይድ የዲ ኤን ኤ ሰንሰለቶች ግዙፍ መጠኖች ይደርሳሉ, ስለዚህ እነሱ በሴል ውስጥ በተወሰነ መንገድ የታሸጉ ናቸው.

የዲኤንኤ ስብጥርን ሲያጠና ቻርጋፍ (1949) የግለሰብን የዲ ኤን ኤ መሠረቶችን ይዘት በተመለከተ ጠቃሚ ንድፎችን አዘጋጅቷል። የዲኤንኤ ሁለተኛ ደረጃ መዋቅርን ለመግለጥ ረድተዋል. እነዚህ ቅጦች የቻርጋፍ ደንቦች ይባላሉ.

Chargaff ደንቦች

የፕዩሪን ኑክሊዮታይድ ድምር ከፒሪሚዲን ኑክሊዮታይድ ድምር ጋር እኩል ነው፣ ማለትም A+G/C+T = 1
የአድኒን ይዘት ከቲሚን ይዘት ጋር እኩል ነው (A = T, ወይም A / T = 1);
የጉዋኒን ይዘት ከሳይቶሲን ይዘት ጋር እኩል ነው (G = C, ወይም G / C = 1);
የ 6-አሚኖ ቡድኖች ቁጥር በዲ ኤን ኤ ውስጥ ከሚገኙት 6-keto ቡድኖች ብዛት ጋር እኩል ነው: G + T = A + C;
የ A + T እና G + C ድምር ብቻ ተለዋዋጭ ነው። G+C> A+T ከሆነ ይህ የዲኤንኤው የጂሲ አይነት ነው።

እነዚህ ደንቦች እንደሚያመለክቱት ዲ ኤን ኤ በሚገነቡበት ጊዜ ጥብቅ የሆነ የደብዳቤ ልውውጥ (ማጣመር) በአጠቃላይ የፕዩሪን እና የፒሪሚዲን መሠረቶች ሳይሆን በተለይም የቲሚን ከ አድኒን እና ሳይቶሲን ከጉዋኒን ጋር መከበር አለበት ።

በእነዚህ ደንቦች ላይ በመመስረት, በ 1953 ዋትሰን እና ክሪክ የዲኤንኤ ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ሞዴል, ድርብ ሄሊክስ (ምስል) ተብሎ የሚጠራውን ሞዴል አቅርበዋል.

የዲኤንኤ ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር

የዲኤንኤ ሁለተኛ ደረጃ አወቃቀር ድርብ ሄሊክስ ነው ፣ አምሳያው በዲ ዋትሰን እና ኤፍ. ክሪክ በ1953 ዓ.ም.

የዲ ኤን ኤ ሞዴል ለመፍጠር ቅድመ ሁኔታዎች

በመነሻ ትንተናዎች ምክንያት የማንኛውም አመጣጥ ዲ ኤን ኤ ሁሉንም አራት ኑክሊዮታይዶች በእኩል መጠን ይይዛል ተብሎ ይታመን ነበር። ይሁን እንጂ በ1940ዎቹ ኢ.ቻርጋፍ እና ባልደረቦቹ ዲኤንኤ ከተለያዩ ፍጥረታት ተነጥለው በመተንተን በተለያዩ የቁጥር ሬሾዎች ናይትሮጅንን መሰረት እንደያዙ በግልፅ አሳይተዋል። ቻርጋፍ ምንም እንኳን እነዚህ ሬሾዎች ከተመሳሳይ ፍጡር ህዋሶች ለዲኤንኤ አንድ አይነት ቢሆኑም ዲ ኤን ኤ ከ የተለያዩ ዓይነቶችበተወሰኑ ኑክሊዮታይዶች ይዘት ውስጥ በጣም ሊለያይ ይችላል. ይህ የናይትሮጂን መሠረቶች ጥምርታ ልዩነት ከአንዳንድ ባዮሎጂካል ኮድ ጋር ሊዛመድ እንደሚችል ጠቁሟል። በተለያዩ የዲ ኤን ኤ ናሙናዎች ውስጥ ያሉት የነጠላ ፕዩሪን እና የፒሪሚዲን መሠረቶች ጥምርታ የተለየ ሆኖ ቢገኝም የፈተና ውጤቶቹን ሲያወዳድሩ አንድ የተወሰነ ንድፍ ብቅ አለ በሁሉም ናሙናዎች ውስጥ የፕዩሪን አጠቃላይ ቁጥር ከጠቅላላው ፒሪሚዲኖች (A +) ጋር እኩል ነበር። G = T + C), የአድኒን መጠን ከቲሚን (A = T) ጋር እኩል ነበር, እና የጉዋኒን መጠን የሳይቶሲን መጠን (G = C) ነው. ከአጥቢ እንስሳት የተነጠለ ዲ ኤን ኤ በአጠቃላይ በአድኒን እና ታይሚን የበለፀገ እና በጉዋኒን እና ሳይቶሲን ውስጥ በአንፃራዊ ሁኔታ ድሃ ነበር ፣ በባክቴሪያ የሚገኘው ዲ ኤን ኤ ደግሞ በጉዋኒን እና ሳይቶሲን የበለፀገ እና በአድኒን እና ታይሚን የበለፀገ ነበር። እነዚህ መረጃዎች የዲኤንኤ መዋቅር ዋትሰን-ክሪክ ሞዴል በኋላ ላይ በተገነባበት መሰረት የእውነታው ቁሳቁስ አስፈላጊ አካል ፈጠረ።

የዲኤንኤ አወቃቀር ሊኖር የሚችል ሌላ ጠቃሚ ቀጥተኛ ያልሆነ ምልክት በ L. Pauling መረጃ በፕሮቲን ሞለኪውሎች አወቃቀር ላይ ቀርቧል። ፖልሊንግ በፕሮቲን ሞለኪውል ውስጥ ያሉ የአሚኖ አሲድ ሰንሰለት የተለያዩ የተረጋጋ ውቅሮች ሊኖሩ እንደሚችሉ አሳይቷል። አንድ የተለመደ የ peptide ሰንሰለት ውቅር, α-helix, መደበኛ የሄሊካል መዋቅር ነው. በዚህ መዋቅር በአሚኖ አሲዶች መካከል የሃይድሮጂን ትስስር መፍጠር የሚቻለው በሰንሰለቱ አቅራቢያ በሚገኙ መዞሪያዎች ላይ ነው. ፖል በ1950 የፖሊፔፕታይድ ሰንሰለትን α-ሄሊካል ውቅር ገልፆ የዲኤንኤ ሞለኪውሎች ምናልባት በሃይድሮጂን ቦንዶች የተያዘ ሄሊካል መዋቅር እንዳላቸው ጠቁሟል።

ሆኖም ስለ ዲ ኤን ኤ ሞለኪውል አወቃቀር በጣም ጠቃሚው መረጃ የቀረበው በኤክስ ሬይ ልዩነት ትንተና ውጤቶች ነው። በዲ ኤን ኤ ክሪስታል ውስጥ የሚያልፉ የኤክስሬይ ጨረሮች ልዩነት ያጋጥማቸዋል፣ ማለትም፣ ወደ ተወሰኑ አቅጣጫዎች ይገለበጣሉ። የጨረራዎቹ መዛባት ደረጃ እና ተፈጥሮ በራሳቸው ሞለኪውሎች መዋቅር ላይ ይመሰረታሉ። የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ንድፍ (ምስል 3) ለተለማመደው ዓይን በጥናት ላይ ያለውን ንጥረ ነገር ሞለኪውሎች አወቃቀር በተመለከተ በርካታ ቀጥተኛ ያልሆኑ ምልክቶችን ይሰጣል። የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ንድፎችን (ዲ ኤን ኤ) ትንተና የናይትሮጅን መሠረቶች (ጠፍጣፋ ቅርጽ ያላቸው) ልክ እንደ ጠፍጣፋ ቁልል የተደረደሩ ናቸው ወደሚል መደምደሚያ አመራ። የኤክስሬይ ልዩነት ንድፎች በክሪስታል ዲ ኤን ኤ አወቃቀር ውስጥ ሦስት ዋና ዋና ጊዜያትን አሳይተዋል፡ 0.34፣ 2 እና 3.4 nm።

የዋትሰን-ክሪክ ዲ ኤን ኤ ሞዴል

በቻርጋፍ የትንታኔ መረጃ፣ የዊልኪንስ ኤክስሬይ ንድፎች እና በሞለኪውል ውስጥ ባሉ አቶሞች መካከል ስላለው ትክክለኛ ርቀት፣ በተሰጠው አቶም ትስስር መካከል ስላሉት ማዕዘኖች እና የአተሞች መጠን፣ ዋትሰን እና ክሪክ የዲኤንኤ ሞለኪውሉን ግላዊ ሞዴሎች በተወሰነ ሚዛን መገንባት እና እርስ በርስ "ማስተካከል" የጀመረው ስርዓት ከተለያዩ የሙከራ መረጃዎች ጋር በሚመሳሰል መልኩ ነው. [አሳይ] .

በዲኤንኤ ሰንሰለት ውስጥ ያሉ አጎራባች ኑክሊዮታይዶች በፎስፎዲስተር ድልድዮች እንደተገናኙ፣ የአንድ ኑክሊዮታይድ 5"-ካርቦን ዲኦክሲራይቦዝ አቶም ከሚቀጥለው ኑክሊዮታይድ 3" - ካርቦን ዲኦክሲራይቦዝ አቶም ጋር በማገናኘት ቀደም ሲልም ይታወቃል። ዋትሰን እና ክሪክ የ 0.34 nm ጊዜ በዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ውስጥ ባሉት ተከታታይ ኑክሊዮታይዶች መካከል ካለው ርቀት ጋር እንደሚመሳሰል ምንም ጥርጥር አልነበራቸውም። በተጨማሪም, የ 2 nm ጊዜ ከሰንሰለቱ ውፍረት ጋር እንደሚዛመድ መገመት ይቻላል. እና የ 3.4 nm ጊዜ ከትክክለኛው መዋቅር ጋር ምን እንደሚመሳሰል ለማብራራት ዋትሰን እና ክሪክ እንዲሁም ፓውሊንግ ቀደም ሲል ሰንሰለቱ በመጠምዘዝ ጠመዝማዛ መሆኑን ጠቁመዋል (ወይንም በትክክል የሄሊካል መስመርን ይመሰርታል) በዚህ ቃላቶች ጥብቅ ስሜት ውስጥ ያለው ጠመዝማዛ የሚገኘው ጠመዝማዛዎቹ በጠፈር ውስጥ ካለው ሲሊንደራዊ ወለል ይልቅ ሾጣጣ ሲፈጥሩ ነው)። ከዚያ የ 3.4 nm ጊዜ በዚህ ሄሊክስ ተከታታይ መዞሪያዎች መካከል ካለው ርቀት ጋር ይዛመዳል። እንዲህ ዓይነቱ ሽክርክሪት በጣም ጥቅጥቅ ያለ ወይም በተወሰነ ደረጃ የተዘረጋ ሊሆን ይችላል, ማለትም, ተራዎቹ ጠፍጣፋ ወይም ቁልቁል ሊሆኑ ይችላሉ. የ 3.4 nm ጊዜ በትክክል 10 ጊዜ ስለሆነ ተጨማሪ ርቀትበተከታታይ ኑክሊዮታይዶች (0.34 nm) መካከል እያንዳንዱ የሄሊክስ ሙሉ ዙር 10 ኑክሊዮታይድ እንደያዘ ግልጽ ነው። ከነዚህ መረጃዎች ዋትሰን እና ክሪክ በ 3.4 nm መዞሪያዎች መካከል ያለው ርቀት በ 2 nm ዲያሜትር ወደ ሄሊክስ የተጠማዘዘ የ polynucleotide ሰንሰለት ጥንካሬን ማስላት ችለዋል። እንዲህ ዓይነቱ ሰንሰለት ቀደም ሲል ከሚታወቀው የዲ ኤን ኤ እፍጋት ግማሽ የሆነ ጥግግት ይኖረዋል. የዲኤንኤ ሞለኪውል ሁለት ሰንሰለቶችን ያቀፈ እንደሆነ መገመት ነበረብኝ - እሱ የኑክሊዮታይድ ድርብ ሄሊክስ ነው።

የሚቀጥለው ተግባር በሁለቱ ሰንሰለቶች መካከል ድርብ ሄሊክስን በሚፈጥሩት መካከል ያለውን የቦታ ግንኙነቶችን ግልጽ ማድረግ ነበር. ዋትሰን እና ክሪክ በአካላዊ ሞዴላቸው ላይ ሰንሰለቶችን ለማደራጀት ብዙ አማራጮችን ሞክረው ሁሉም የሚገኙት መረጃዎች ሁለት ፖሊኒዩክሊዮታይድ ሄሊኮች በተቃራኒ አቅጣጫዎች የሚሄዱበት አማራጭ ጋር የተጣጣመ መሆኑን ደርሰውበታል ። በዚህ ሁኔታ የስኳር እና የፎስፌት ቅሪቶች ያካተቱ ሰንሰለቶች በሁለት ሄሊክስ ወለል ላይ ይመሰረታሉ ፣ እና ፕዩሪን እና ፒሪሚዲኖች በውስጣቸው ይገኛሉ ። የሁለት ሰንሰለቶች ንብረት የሆኑት እርስ በእርሳቸው በተቃራኒ የሚገኙት መሠረቶች በሃይድሮጂን ቦንዶች ጥንድ ሆነው የተገናኙ ናቸው ። እነዚህ የሃይድሮጂን ማሰሪያዎች ሰንሰለቶችን አንድ ላይ የሚይዙት, ስለዚህ የሞለኪውል አጠቃላይ ውቅርን ያስተካክላሉ.

የዲ ኤን ኤው ድርብ ሄሊክስ በገመድ መሰላል በሂሊካል መንገድ የተጠማዘዘ ነው ብሎ መገመት ይቻላል፣ ስለዚህም ሾጣዎቹ አግድም ሆነው ይቀራሉ። ከዚያም ሁለቱ ረዣዥም ገመዶች ከስኳር እና የፎስፌት ቅሪቶች ሰንሰለቶች ጋር ይዛመዳሉ፣ እና መሻገሪያዎቹ በሃይድሮጂን ቦንድ ከተገናኙ የናይትሮጂን መሠረቶች ጥንድ ጋር ይዛመዳሉ።

በተቻለ ሞዴሎች ላይ ተጨማሪ ጥናት የተነሳ, ዋትሰን እና ክሪክ እያንዳንዱ "ክሮስባር" አንድ የፕዩሪን እና አንድ pyrimidine ማካተት አለበት የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሰዋል; በ 2 nm ጊዜ (ከድብሉ ሄሊክስ ዲያሜትር ጋር የሚመጣጠን) ለሁለት ፕዩሪኖች በቂ ቦታ አይኖርም, እና ሁለቱ ፒሪሚዲኖች ትክክለኛ የሃይድሮጂን ትስስር ለመፍጠር እርስ በርስ ሊቀራረቡ አይችሉም. የዝርዝር ሞዴል ጥልቅ ጥናት እንደሚያሳየው አድኒን እና ሳይቶሲን ተስማሚ መጠን ያለው ጥምረት ሲፈጥሩ አሁንም በመካከላቸው የሃይድሮጅን ትስስር እንዲፈጠር በሚያስችል መልኩ ሊቀመጡ አልቻሉም. ተመሳሳይ ሪፖርቶች የጉዋኒን - ታይሚን ጥምረት እንዲገለሉ አስገድደዋል, ነገር ግን አድኒን - ታይሚን እና ጉዋኒን - ሳይቶሲን ውህዶች በጣም ተቀባይነት አግኝተዋል. የሃይድሮጂን ትስስር ተፈጥሮ አድኒን ከቲሚን ጋር ፣ እና ጉዋኒን ከሳይቶሲን ጋር አንድ ጥንድ ይፈጥራል። ይህ ልዩ የመሠረት ማጣመር ሀሳብ "የቻርጋፍ ህግን" ለማብራራት አስችሎታል, በዚህ መሠረት በማንኛውም የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ የአዴኒን መጠን ሁልጊዜ ከቲሚን ይዘት ጋር እኩል ነው, እና የጉዋኒን መጠን ሁልጊዜ ከመጠኑ ጋር እኩል ነው. የሳይቶሲን. በአድኒን እና በቲሚን መካከል ሁለት የሃይድሮጂን ቦንዶች ይፈጠራሉ, እና ሶስት በጓኒን እና በሳይቶሲን መካከል. በዚህ ልዩነት ምክንያት, በአንድ ሰንሰለት ውስጥ በእያንዳንዱ አድኒን ላይ የሃይድሮጂን ቦንዶች መፈጠር ታይሚን በሌላኛው ላይ እንዲፈጠር ያደርጋል; በተመሳሳይ መልኩ ከእያንዳንዱ ጓኒን ተቃራኒ ሊሆን የሚችለው ሳይቶሲን ብቻ ነው። ስለዚህ, ሰንሰለቶቹ እርስ በእርሳቸው የሚደጋገፉ ናቸው, ማለትም, በአንድ ሰንሰለት ውስጥ ያሉት የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በሌላኛው ውስጥ ቅደም ተከተላቸውን በተለየ ሁኔታ ይወስናል. ሁለቱ ሰንሰለቶች በተቃራኒ አቅጣጫዎች የሚሄዱ ሲሆን የእነሱ ተርሚናል ፎስፌት ቡድኖች በድርብ ሄሊክስ ተቃራኒ ጫፎች ላይ ይገኛሉ.

በምርምራቸው ምክንያት በ 1953 ዋትሰን እና ክሪክ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል (ምስል 3) አወቃቀር ሞዴል አቅርበዋል, ይህም እስከ ዛሬ ድረስ ጠቃሚ ሆኖ ይቆያል. በአምሳያው መሠረት የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ሁለት ተጨማሪ ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለቶችን ያካትታል. እያንዳንዱ የዲ ኤን ኤ ፈትል በአስር ሺዎች የሚቆጠሩ ኑክሊዮታይዶችን ያቀፈ ፖሊኑክሊዮታይድ ነው። በውስጡም የፎስፈሪክ አሲድ ቅሪት እና ጠንካራ ዲኦክሲራይቦዝ በማገናኘት አጎራባች ኑክሊዮታይዶች መደበኛ የፔንቶስ-ፎስፌት የጀርባ አጥንት ይፈጥራሉ. covalent ቦንድ. የአንድ ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት የናይትሮጅን መሠረቶች ከሌላኛው የናይትሮጅን መሠረት ተቃራኒ በሆነ ቅደም ተከተል ተቀምጠዋል። በ polynucleotide ሰንሰለት ውስጥ የናይትሮጅን መሠረቶች መለዋወጥ መደበኛ ያልሆነ ነው.

በዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ውስጥ የናይትሮጅን መሠረቶች ዝግጅት ተጨማሪ ነው (ከግሪክ "ማሟያ" - መደመር), ማለትም. ታይሚን (ቲ) ሁል ጊዜ ከአድኒን (A) ጋር ነው፣ እና ሳይቶሲን (ሲ) ብቻ ከጉዋኒን (ጂ) ጋር ነው። ይህ የሚገለጸው A እና T, እንዲሁም G እና C, እርስ በርስ በጥብቅ የሚዛመዱ ናቸው, ማለትም. እርስ በርስ መደጋገፍ። ይህ ደብዳቤ የሚወሰነው በመሠረቶቹ ኬሚካላዊ መዋቅር ነው, ይህም በፕዩሪን እና ፒሪሚዲን ጥንድ ውስጥ የሃይድሮጂን ትስስር እንዲፈጠር ያስችላል. በ A እና T መካከል ሁለት ግንኙነቶች እና ሶስት በጂ እና ሲ መካከል አሉ. እነዚህ ቦንዶች የዲኤንኤ ሞለኪውል በጠፈር ውስጥ በከፊል ማረጋጋት ይሰጣሉ። የሁለት ሄሊክስ መረጋጋት በቀጥታ ከ G≡C ቦንዶች ብዛት ጋር የሚመጣጠን ሲሆን ይህም ከ A=T ቦንዶች ጋር ሲወዳደር የበለጠ የተረጋጋ ነው።

በአንድ የዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ውስጥ የሚታወቀው የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በማሟያነት መርህ መሰረት የሌላ ሰንሰለት ኑክሊዮታይድ ለመመስረት ያስችላል።

በተጨማሪም ፣ የናይትሮጂን መሠረቶች ጥሩ መዓዛ ያለው መዋቅር እንዳላቸው ተረጋግጧል የውሃ መፍትሄየሳንቲሞች ቁልል በመፍጠር አንዱ ከሌላው በላይ ይገኛሉ። ቁልሎችን የመፍጠር ሂደት ኦርጋኒክ ሞለኪውሎችመደራረብ ይባላል። ከግምት ውስጥ የገባው የዋትሰን-ክሪክ ሞዴል የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለቶች ተመሳሳይ የፊዚዮኬሚካላዊ ሁኔታ አላቸው ፣ የናይትሮጂን መሠረታቸው በሳንቲሞች ክምር መልክ የተደረደሩ ናቸው ፣ በአውሮፕላኖቹ መካከል የቫን ደር ዋልስ ግንኙነቶች (የመደራረብ ግንኙነቶች) ይነሳሉ ።

የሃይድሮጂን ቦንዶችበማሟያ መሠረቶች መካከል (በአግድም) እና በቫን ደር ዋልስ ኃይሎች ምክንያት በፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት ውስጥ ባሉ የመሠረት አውሮፕላኖች መካከል ያለው የመደራረብ መስተጋብር የዲኤንኤ ሞለኪውል በቦታ ውስጥ ተጨማሪ ማረጋጊያ ይሰጣል።

የሁለቱም ሰንሰለቶች የስኳር ፎስፌት የጀርባ አጥንቶች ወደ ውጭ ይመለከታሉ, እና መሰረቱ ወደ ውስጥ, እርስ በርስ ይመለከታሉ. በዲ ኤን ኤ ውስጥ ያሉት ሰንሰለቶች አቅጣጫ አንቲፓራሌል ነው (ከመካከላቸው አንዱ 5 "-> 3" አቅጣጫ አለው ፣ ሌላኛው - 3" -> 5" ፣ ማለትም የአንድ ሰንሰለት 3" ጫፍ ከ 5" ጫፍ ተቃራኒው ይገኛል። ሌላው)። ሰንሰለቶቹ የጋራ ዘንግ ያላቸው የቀኝ እጅ ሽክርክሪቶች ይፈጥራሉ። የሄሊክስ አንድ ዙር 10 ኑክሊዮታይድ ነው ፣ የመዞሪያው መጠን 3.4 nm ነው ፣ የእያንዳንዱ ኑክሊዮታይድ ቁመት 0.34 nm ነው ፣ የሄሊክስ ዲያሜትር 2.0 nm ነው። በአንዱ ክሮች ዙሪያ ዙሪያውን በማዞር ምክንያት የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ (ዲያሜትር 20 Å ገደማ) እና ትንሽ ግሩቭ (ዲያሜትር 12 Å ገደማ) ይፈጠራሉ. ይህ የዋትሰን-ክሪክ ድርብ ሄሊክስ ቅጽ በኋላ ቢ ቅጽ ተብሎ ተጠርቷል። በሴሎች ውስጥ, ዲ ኤን ኤ ብዙውን ጊዜ በ B ቅርጽ ውስጥ ይገኛል, እሱም በጣም የተረጋጋ ነው.

የዲ ኤን ኤ ተግባራት

የቀረበው ሞዴል የጄኔቲክ መረጃን ማከማቸት እና የጂኖች ልዩነት በበርካታ ተከታታይ የ 4 ኑክሊዮታይድ ጥምረት እና የጄኔቲክ ኮድ መኖርን ፣ ራስን የመራባት ችሎታን ጨምሮ የዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ ብዙ ባዮሎጂያዊ ባህሪዎችን አብራርቷል። እና በማባዛት ሂደት የቀረበውን የጄኔቲክ መረጃ ማስተላለፍ, እና የጄኔቲክ መረጃን በፕሮቲኖች መልክ መተግበር, እንዲሁም በኤንዛይም ፕሮቲኖች እርዳታ የተፈጠሩ ሌሎች ውህዶች.

የዲ ኤን ኤ መሰረታዊ ተግባራት.

ዲ ኤን ኤ የጄኔቲክ መረጃ ተሸካሚ ነው, ይህም በጄኔቲክ ኮድ መኖር እውነታ የተረጋገጠ ነው.
በሴሎች እና ፍጥረታት ትውልዶች ውስጥ የጄኔቲክ መረጃን ማባዛት እና ማስተላለፍ። ይህ ተግባር የሚቀርበው በማባዛት ሂደት ነው።
የጄኔቲክ መረጃን በፕሮቲኖች መልክ መተግበር, እንዲሁም በኤንዛይም ፕሮቲኖች እርዳታ የተፈጠሩ ሌሎች ውህዶች. ይህ ተግባር የሚቀርበው በጽሁፍ እና በትርጉም ሂደቶች ነው።

ድርብ-ክር ዲ ኤን ኤ ድርጅት ቅጾች

ዲ ኤን ኤ ብዙ ዓይነት ድርብ ሄሊሲስ ሊፈጥር ይችላል (ምስል 4)። በአሁኑ ጊዜ ስድስት ቅጾች ቀድሞውኑ ይታወቃሉ (ከኤ እስከ ኢ እና ዜድ ቅጽ)።

የዲኤንኤ መዋቅራዊ ቅርፆች፣ ሮሳሊንድ ፍራንክሊን እንዳቋቋሙት፣ የኑክሊክ አሲድ ሞለኪውል በውሃ መሞላት ላይ ይመሰረታል። የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ትንተናን በመጠቀም በዲኤንኤ ፋይበር ላይ በተደረጉ ጥናቶች፣የኤክስ ሬይ ንድፉ በአንፃራዊው የእርጥበት መጠን ላይ የሚመረኮዝ ሲሆን ይህ ፋይበር ምን ያህል የውሃ ሙሌት እንደሚደረግ ያሳያል። ፋይበሩ በበቂ ሁኔታ በውሃ የተሞላ ከሆነ አንድ ራዲዮግራፍ ተገኝቷል። ሲደርቅ፣ ከፍተኛ እርጥበት ካለው ፋይበር የኤክስሬይ ንድፍ በጣም የተለየ ፍጹም የተለየ የኤክስሬይ ንድፍ ታየ።

ከፍተኛ እርጥበት ያለው የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል B-form ይባላል. በፊዚዮሎጂ ሁኔታዎች (ዝቅተኛ የጨው ክምችት, ከፍተኛ የእርጥበት መጠን), ዋነኛው የዲ ኤን ኤ መዋቅራዊ አይነት B-form (ዋናው የሁለት-ክር ዲ ኤን ኤ - ዋትሰን-ክሪክ ሞዴል) ነው. የእንደዚህ አይነት ሞለኪውል የሄሊክስ መጠን 3.4 nm ነው. በአንድ ዙር 10 ተጨማሪ ጥንዶች አሉ በተጠማዘዘ የ “ሳንቲሞች” ቁልል - ናይትሮጂን ያላቸው። ቁልልዎቹ በሃይድሮጂን ቦንድ የተያዙት በሁለት ተቃራኒ የቁልል “ሳንቲሞች” መካከል ነው፣ እና በሁለት ሪባን የፎስፎዲስተር የጀርባ አጥንት ወደ ቀኝ-እጅ ሄሊክስ “ቁስል” ናቸው። የናይትሮጅን መሰረቶች አውሮፕላኖች ከሄሊክስ ዘንግ ጋር ቀጥ ያሉ ናቸው. ተያያዥ ተጨማሪ ጥንዶች በ 36° አንጻራዊ በሆነ መልኩ ይሽከረከራሉ። የሄሊክስ ዲያሜትር 20Å ነው ፣ የፕዩሪን ኑክሊዮታይድ 12Å እና ፒሪሚዲን ኑክሊዮታይድ 8Åን ይይዛል።

ዝቅተኛ እርጥበት የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል A-form ይባላል. የ A-ፎርሙ አነስተኛ ከፍተኛ እርጥበት ባለበት ሁኔታ እና በ Na + ወይም K + ions ከፍተኛ ይዘት ውስጥ ይመሰረታል. ይህ ሰፋ ያለ የቀኝ እጅ ሄሊካል ኮንፎርሜሽን በአንድ ዙር 11 መሰረታዊ ጥንዶች አሉት። የናይትሮጅን መሠረቶች አውሮፕላኖች ወደ ሄሊክስ ዘንግ ላይ የበለጠ ጠንካራ ዝንባሌ አላቸው, እነሱ ከመደበኛው ወደ ሄሊክስ ዘንግ በ 20 ° ያፈነግጣሉ. ይህ የሚያመለክተው የ 5 Å ዲያሜትር ያለው ውስጣዊ ክፍተት መኖሩን ነው. በአጎራባች ኑክሊዮታይዶች መካከል ያለው ርቀት 0.23 nm ነው, የመዞሪያው ርዝመት 2.5 nm ነው, እና የሄሊክስ ዲያሜትር 2.3 nm ነው.

የዲ ኤን ኤ ቅርጽ መጀመሪያ ላይ በጣም አስፈላጊ አይደለም ተብሎ ይታሰብ ነበር. ነገር ግን፣ በኋላ ላይ የዲኤንኤ ኤ-ቅርፅ፣ ልክ እንደ B-ቅርፅ፣ እጅግ በጣም ብዙ ባዮሎጂካዊ ጠቀሜታ እንዳለው ግልጽ ሆነ። በአብነት-ፕሪመር ኮምፕሌክስ ውስጥ ያለው አር ኤን ኤ-ዲ ኤን ኤ ሄሊክስ እንዲሁም አር ኤን ኤ-አር ኤን ኤ ሄሊክስ እና አር ኤን ኤ የፀጉር አወቃቀሮች አሉት (2'-hydroxyl የራይቦዝ ቡድን አር ኤን ኤ ሞለኪውሎች የ B-form እንዳይፈጥሩ ይከላከላል)። የዲ ኤን ኤ ቅርጽ በስፖሮች ውስጥ ይገኛል. የዲ ኤን ኤ ቅርጽ ከቢ-ቅርፅ በ 10 እጥፍ የ UV ጨረሮችን የመቋቋም ችሎታ እንዳለው ተረጋግጧል.

A-form እና B-form ይባላሉ ቀኖናዊ ቅርጾችዲ.ኤን.ኤ.

ቅጾች C-Eእንዲሁም ቀኝ-እጅ, አፈጣጠራቸው በልዩ ሙከራዎች ውስጥ ብቻ ሊታይ ይችላል, እና በግልጽ, በ Vivo ውስጥ አይኖሩም. የዲ ኤን ኤ ቅርጽ ከ B DNA ጋር ተመሳሳይነት ያለው መዋቅር አለው. በአንድ ዙር የመሠረት ጥንዶች ቁጥር 9.33 ነው, የሄሊክስ መዞር ርዝመት 3.1 nm ነው. የመሠረት ጥንዶች ወደ ዘንግ ካለው ቋሚ አቀማመጥ አንፃር በ 8 ዲግሪ ማዕዘን ላይ ያዘነብላሉ. ግሩቭስ መጠኑ ከ B-DNA ግሩቭስ ጋር ተመሳሳይ ነው። በዚህ ሁኔታ, ዋናው ጉድጓድ በመጠኑ ጥልቀት የሌለው ነው, እና ትንሹ ጥልቀት ጥልቀት ያለው ነው. ተፈጥሯዊ እና ሰው ሠራሽ ዲ ኤን ኤ ፖሊኑክሊዮታይድ ወደ ሲ-ፎርም ሊለወጥ ይችላል።

ሠንጠረዥ 1. የአንዳንድ የዲኤንኤ አወቃቀሮች ባህሪያት
Spiral ዓይነት	ሀ	ለ	ዜድ
Spiral pitch	0.32 nm	3.38 nm	4.46 nm
Spiral ጠመዝማዛ	ቀኝ	ቀኝ	ግራ
በአንድ ዙር የመሠረት ጥንዶች ብዛት	11	10	12
በመሠረት አውሮፕላኖች መካከል ያለው ርቀት	0.256 nm	0.338 nm	0.371 nm
ግላይኮሲዲክ ቦንድ conformation	ፀረ	ፀረ	ፀረ-ሲ ኃጢአት-ጂ
የፉርኖስ ቀለበት መስተካከል	C3" - ኢንዶ	C2" - ኢንዶ	C3"-ኢንዶ-ጂ C2"-ኢንዶ-ሲ
የጉድጓድ ስፋት፣ ትንሽ/ትልቅ	1.11 / 0.22 nm	0.57 / 1.17 nm	0.2/0.88 nm
የጥልቁ ጥልቀት ፣ ትንሽ / ትልቅ	0.26 / 1.30 nm	0.82/0.85 nm	1.38/0.37 nm
ሽክርክሪት ዲያሜትር	2.3 nm	2.0 nm	1.8 nm

የዲኤንኤ መዋቅራዊ አካላት
(ቀኖናዊ ያልሆኑ የዲኤንኤ አወቃቀሮች)

የዲኤንኤ መዋቅራዊ አካላት በተወሰኑ ልዩ ቅደም ተከተሎች የተገደቡ ያልተለመዱ አወቃቀሮችን ያካትታሉ፡

ዜድ-ፎርም ዲ ኤን ኤ - በቢ ቅርጽ ዲ ኤን ኤ ቦታዎች ላይ የተመሰረተ ነው, ፕዩሪን ከፒሪሚዲኖች ጋር ይለዋወጣሉ ወይም በድጋሜዎች ውስጥ ሜቲላይትድ ሳይቶሲን የያዙ ናቸው.
ፓሊንድረምስ የተገለበጡ ቅደም ተከተሎች ናቸው፣ የተገለበጡ የመሠረታዊ ቅደም ተከተሎች ድግግሞሾች ከሁለት የዲ ኤን ኤ ክሮች አንጻራዊ የሆነ ሁለተኛ ደረጃ ሲሜትሪ ያላቸው እና “የጸጉር መቆንጠጫዎች” እና “መስቀሎች” ይመሰርታሉ።
የዲኤንኤ እና የዲኤንኤ ባለሶስት ሄሊሲስ ኤች-ፎርም የሚፈጠሩት በተለመደው ዋትሰን-ክሪክ ዱፕሌክስ ውስጥ በአንድ ሰንሰለት ውስጥ ፕዩሪንን ብቻ የያዘ ክፍል ሲኖር ሲሆን በሁለተኛው ሰንሰለት ደግሞ ፒሪሚዲኖች ለእነሱ ተጨማሪ ናቸው።
G-quadruplex (G-4) - ባለ አራት ገመድ ዲ ኤን ኤ ሄሊክስ ፣ 4 የጉዋኒን መሠረት ከ የተለያዩ ወረዳዎችየጂ-ኳርቴስ (ጂ-ቴትራድስ) ቅርፅ፣ በሃይድሮጂን ቦንዶች ተያይዘው ጂ-ኳድሩፕሌክስን ይፈጥራሉ።

የዜድ ቅርጽ ዲ ኤን ኤበ 1979 ሄክሳኑክሊዮታይድ ዲ (CG) 3 በማጥናት ላይ ሳለ ተገኝቷል. በ MIT ፕሮፌሰር አሌክሳንደር ሪች እና ባልደረቦቹ ተገኝቷል። የ Z-ቅርጽ በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ውስጥ አንዱ ሆኗል መዋቅራዊ አካላትዲ ኤን ኤ ምስረታው በዲኤንኤ ክልሎች ውስጥ ታይቷል ፣ ፕዩሪን ከ pyrimidine ጋር (ለምሳሌ ፣ 5'-HCGC-3') ፣ ወይም በ 5'-CHCHCH-3' ድግግሞሾች ውስጥ ሜቲላይትድ ሳይቶሲን የያዙ። ለ Z-DNA ምስረታ እና ማረጋጋት አስፈላጊው ሁኔታ በውስጡ የፕዩሪን ኑክሊዮታይድ በሲን ኮንፎርሜሽን ውስጥ መገኘቱ, በፀረ-ኮንፎርሜሽን ውስጥ ከፒሪሚዲን መሰረቶች ጋር ይለዋወጣል.

ተፈጥሯዊ የዲኤንኤ ሞለኪውሎች እንደ (CG) n ያሉ ቅደም ተከተሎችን እስካልያዙ ድረስ በዋነኛነት በቀኝ-እጅ ቢ-ቅርጽ ውስጥ ይኖራሉ። ነገር ግን፣ እንደዚህ አይነት ቅደም ተከተሎች የዲኤንኤ አካል ከሆኑ፣ እነዚህ ክፍሎች፣ የመፍትሄው ionክ ጥንካሬ ወይም በፎስፎዲስተር ማዕቀፍ ላይ ያለውን አሉታዊ ክፍያ የሚሰርዙ cations ሲቀየሩ፣ እነዚህ ክፍሎች ወደ ዜድ-ፎርም ሊለወጡ ይችላሉ፣ ሌሎች የዲ ኤን ኤ ክፍሎች ደግሞ በ ሰንሰለቱ በጥንታዊው B-ቅፅ ውስጥ ይቆያል. የእንደዚህ አይነት ሽግግር እድል በዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ ውስጥ ያሉት ሁለት ክሮች በተለዋዋጭ ሁኔታ ውስጥ እንዳሉ እና እርስ በእርሳቸው አንጻራዊ በሆነ መልኩ ሊፈቱ እንደሚችሉ ያሳያል, ከቀኝ እጅ ወደ ግራ እና ወደ ግራ በኩል ይዛወራሉ. የዲኤንኤ አወቃቀሩን የተስተካከሉ ለውጦችን የሚፈቅደው የዚህ ዓይነቱ ባዮሎጂያዊ መዘዞች እስካሁን ሙሉ በሙሉ አልተረዱም። የZ-DNA ክፍሎች የአንዳንድ ጂኖችን አገላለጽ ለመቆጣጠር እና በጄኔቲክ ዳግም ውህደት ውስጥ ይሳተፋሉ ተብሎ ይታመናል።

የዲ ኤን ኤው ዚ-ፎርም በግራ እጅ ያለው ድርብ ሄሊክስ ሲሆን በውስጡም የፎስፎዲስተር የጀርባ አጥንት በሞለኪውል ዘንግ ላይ በዚግዛግ ንድፍ ውስጥ ይገኛል. ስለዚህ የሞለኪውል ስም (ዚግዛግ) - ዲኤንኬ. ዜድ-ዲኤንኤ በተፈጥሮ ውስጥ የሚታወቀው በትንሹ የተጠማዘዘ (12 ቤዝ ጥንድ በአንድ ዙር) እና በጣም ቀጭን ዲ ኤን ኤ ነው። በአጎራባች ኑክሊዮታይዶች መካከል ያለው ርቀት 0.38 nm, የመዞሪያው ርዝመት 4.56 nm, እና የ Z-DNA ዲያሜትር 1.8 nm ነው. በተጨማሪም, የዚህ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል መልክ አንድ ነጠላ ጎድ በመኖሩ ተለይቷል.

የዲኤንኤው Z ቅርጽ በፕሮካርዮቲክ እና በ eukaryotic ሴሎች ውስጥ ተገኝቷል. ፀረ እንግዳ አካላት አሁን ዜድ ፎርሙን ከዲኤንኤ ቢ ፎርም መለየት የሚችሉ ናቸው። እነዚህ ፀረ እንግዳ አካላት ከአንዳንድ የጂንት ክሮሞሶምች ክልሎች የዶሮፊላ (ዶር. ጥቅጥቅ ያሉ ክልሎች (ዲስኮች) በትንሹ ጥቅጥቅ ያሉ ክልሎች (ኢንተርዲስኮች) በሚቃረኑበት የእነዚህ ክሮሞሶምች ያልተለመደ አወቃቀር ምክንያት አስገዳጅ ምላሽ ለመከታተል ቀላል ነው። የዜድ-ዲኤንኤ ክልሎች በኢንተር ዲስኮች ውስጥ ይገኛሉ. ከዚህ በመነሳት ዜድ-ቅርፅ በተፈጥሮ ሁኔታዎች ውስጥ ይኖራል, ምንም እንኳን የ Z-ቅጹ የግለሰብ ክፍሎች መጠኖች አሁንም የማይታወቁ ቢሆኑም.

(inverters) በዲ ኤን ኤ ውስጥ በጣም ታዋቂ እና በተደጋጋሚ የሚከሰቱ የመሠረት ቅደም ተከተሎች ናቸው። ፓሊንድረም ከግራ ወደ ቀኝ እና በተቃራኒው ተመሳሳይ የሚነበብ ቃል ወይም ሐረግ ነው. የእንደዚህ አይነት ቃላቶች ወይም ሀረጎች ምሳሌዎች፡ HUT፣ ኮሳክ፣ ጎርፍ እና ሮዝ በአዞር ፓው ላይ ወድቋል። በዲኤንኤ ክፍሎች ላይ ሲተገበር ይህ ቃል (ፓሊንድሮም) በሰንሰለቱ ላይ ከቀኝ ወደ ግራ እና ከግራ ወደ ቀኝ (እንደ "ጎጆ" በሚለው ቃል ውስጥ ያሉ ፊደሎች, ወዘተ) ተመሳሳይ የኑክሊዮታይድ መለዋወጥ ማለት ነው.

ፓሊንድረም ከሁለት የዲ ኤን ኤ ክሮች አንጻር የሁለተኛ ደረጃ ሲሜትሪ ያላቸው የመሠረታዊ ቅደም ተከተሎች የተገለበጠ ድግግሞሽ በመኖሩ ይታወቃል። እንደነዚህ ያሉት ቅደም ተከተሎች, ግልጽ በሆኑ ምክንያቶች, እራሳቸውን የቻሉ እና የፀጉር ወይም የመስቀል ቅርጾችን (ምስል) ይፈጥራሉ. የፀጉር መርገጫዎች ተቆጣጣሪ ፕሮቲኖች የክሮሞሶም ዲ ኤን ኤ ጄኔቲክ ጽሑፍ የት እንደተገለበጠ እንዲገነዘቡ ይረዳሉ።

የተገላቢጦሽ ድግግሞሽ በተመሳሳይ የዲኤንኤ ገመድ ላይ ሲገኝ, ቅደም ተከተላቸው የመስታወት ድግግሞሽ ይባላል. የመስታወት ድግግሞሾች እራሳቸውን የማሟያ ባህሪያት የላቸውም, ስለዚህ, የፀጉር ወይም የመስቀል ቅርጽ ያላቸው ቅርጾችን ለመመስረት አይችሉም. የዚህ አይነት ቅደም ተከተሎች በሁሉም ትላልቅ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች ውስጥ ይገኛሉ እና ከጥቂት የመሠረት ጥንዶች እስከ ብዙ ሺህ የመሠረት ጥንዶች ሊደርሱ ይችላሉ።

በ eukaryotic ሕዋሶች ውስጥ በክሩሲፎርም ቅርጾች ውስጥ ፓሊንድረም መኖሩ አልተረጋገጠም, ምንም እንኳን የተወሰነ ቁጥር ያላቸው የመስቀል ቅርጾች በ E. ኮላይ ሴሎች ውስጥ ቢገኙም. በአር ኤን ኤ ውስጥ የራስ-ተሟጋች ቅደም ተከተሎች መኖራቸው የኑክሊክ አሲድ ሰንሰለት መፍትሄዎችን ወደ አንድ የተወሰነ የቦታ መዋቅር ለማጣጠፍ ዋናው ምክንያት ነው, ይህም ብዙ "የፀጉር መቆንጠጫዎች" በመፍጠር ነው.

ኤች-ፎርም ዲ ኤን ኤበሶስት የዲኤንኤ ክሮች የተሰራ ሄሊክስ ነው - ዲ ኤን ኤ ባለሶስት ሄሊክስ። ይህ ውስብስብ የዋትሰን-ክሪክ ድርብ ሄሊክስ ከሶስተኛ ባለ ነጠላ የዲ ኤን ኤ ፈትል ጋር ነው፣ እሱም ከዋናው ግሩፑ ጋር የሚገጥም፣ ሁግስስተን ጥንድ የሚባሉትን ይፈጥራል።

የእንደዚህ አይነት ትራይፕሌክስ መፈጠር የሚከሰተው የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ በመታጠፍ ምክንያት የግማሹ ክፍል በድርብ ሄሊክስ መልክ እንዲቆይ እና ግማሹ ደግሞ ተለያይቷል። በዚህ ሁኔታ, ከተቋረጠው ሄሊሲስ አንዱ ከደብል ሄሊክስ የመጀመሪያ አጋማሽ ጋር አዲስ መዋቅር ይመሰርታል - ባለሶስት እጥፍ, እና ሁለተኛው በነጠላ-ሽክርክሪት ክፍል መልክ ያልተደራጀ ሆኖ ይወጣል. የዚህ መዋቅራዊ ሽግግር ገፅታ በመካከለኛው ፒኤች ላይ ያለው ሹል ጥገኛ ነው, ፕሮቶኖች አዲሱን መዋቅር ያረጋጋሉ. በዚህ ባህሪ ምክንያት አዲስ መዋቅርየዲ ኤን ኤ ኤች-ፎርም ተብሎ ይጠራ ነበር ፣ ምስረታው የተገኘው ሆሞፑሪን-ሆሞፒሪሚዲን ክልሎችን በያዙ ሱፐርኮልድ ፕላስሚዶች ውስጥ የተገኘ ሲሆን እነዚህም የመስታወት ድግግሞሽ ናቸው።

ተጨማሪ ጥናቶች ውስጥ, አንዳንድ homopurine-homopyrimidine ድርብ-stranded polynucleotides መካከል መዋቅራዊ ሽግግር ማካሄድ እንደሚቻል ተረጋግጧል, የያዙ ሦስት-ክር መዋቅር ምስረታ ጋር:

አንድ ሆሞፑሪን እና ሁለት ሆሞፒሪሚዲን ክሮች ( Py-Pu-Py triplex) [Hoogsteen መስተጋብር].
የPy-Pu-Py triplex አካል የሆኑት ብሎኮች ቀኖናዊ ኢሶሞርፊክ CGC+ እና TAT triads ናቸው። የሶስትዮሽ መረጋጋት የ CGC+ triad ፕሮቶኔሽን ያስፈልገዋል, ስለዚህ እነዚህ ሶስት እርከኖች በመፍትሔው ፒኤች ላይ ይወሰናሉ.
አንድ ሆሞፒሪሚዲን እና ሁለት ሆሞፑሪን ክሮች ( Py-Pu-Pu triplex) [ተገላቢጦሽ ሁግስቲን መስተጋብር]።
የPy-Pu-Pu triplex አካል የሆኑት ብሎኮች ቀኖናዊ ኢሶሞርፊክ CGG እና TAA triads ናቸው። የ Py-Pu-Pu ትራይፕሌክስ አስፈላጊ ንብረት የመረጋጋት ጥገኝነት በሁለት ጊዜ የሚሞሉ ionዎች መገኘት ነው, እና የተለያዩ ionዎች የተለያዩ ቅደም ተከተሎችን ለማረጋጋት የተለያዩ ionዎች ያስፈልጋሉ. የ Py-Pu-Pu ትራይፕሌክስ ምስረታ ያላቸውን ኑክሊዮታይድ protonation ስለማያስፈልጋቸው, እንዲህ triplexes ገለልተኛ pH ላይ ሊኖሩ ይችላሉ.
ማሳሰቢያ፡የቀጥታ እና የተገላቢጦሽ የሆግስስተን መስተጋብር በ1-ሜቲልታይሚን ሲምሜትሪ ተብራርቷል፡ የ180° ሽክርክር የኦ2 አቶም የኦ4 አቶም ቦታ ሲወስድ የሃይድሮጂን ትስስር ስርዓት ተጠብቆ ይቆያል።

ሁለት ዓይነት የሶስትዮሽ ሄሊሲስ ይታወቃሉ-

ትይዩ የሶስትዮሽ ሄሊሲስ የሦስተኛው ፈትል ዋልታ ከዋትሰን-ክሪክ ዱፕሌክስ ሆሞፑሪን ሰንሰለት ዋልታ ጋር የሚገጣጠምበት
የሦስተኛው እና የሆሞፑሪን ሰንሰለቶች ምሰሶዎች ተቃራኒ የሆኑበት ፀረ-ተመጣጣኝ ሶስት ሄሊሲስ።

በሁለቱም ፓይ-ፑ-ፑ እና ፒዩ-ፓይ ትሪፕሌክስ ውስጥ ያሉ ኬሚካላዊ ተመሳሳይነት ያላቸው ሰንሰለቶች በፀረ-ትይዩ አቅጣጫ ላይ ናቸው። ይህ በ NMR spectroscopy ውሂብ የበለጠ ተረጋግጧል.

G-quadruplex- ባለ 4-ክር ዲ ኤን ኤ. ይህ መዋቅር የሚፈጠረው ጂ-ኳድሩፕሌክስ የሚባሉት አራት ጓኒኖች ካሉ - የአራት ጋኒኖች ክብ ዳንስ ነው።

እንዲህ ያሉ መዋቅሮች ምስረታ አጋጣሚ የመጀመሪያ ፍንጮች ዋትሰን እና ክሪክ ያለውን ግኝት ሥራ በፊት ረጅም ጊዜ ተቀብለዋል - ወደ ኋላ 1910. ከዚያም ጀርመናዊው ኬሚስት ኢቫር ባንግ ከዲኤንኤ አካላት አንዱ - ጓኖሲኒክ አሲድ - ከፍተኛ መጠን ያለው ጄል ይፈጥራል ፣ ሌሎች የዲኤንኤ አካላት ግን ይህ ንብረት የላቸውም ።

እ.ኤ.አ. በ 1962 የኤክስሬይ ስርጭት ዘዴን በመጠቀም የዚህን ጄል የሕዋስ መዋቅር ማቋቋም ተችሏል ። እሱ አራት የጉዋኒን ቅሪቶችን ያቀፈ ሆኖ ተገኘ ፣ በክበብ ውስጥ እርስ በእርስ በማገናኘት እና የባህርይ ካሬን ይፈጥራል። በማዕከሉ ውስጥ, ማሰሪያው በብረት ion (ና, ኬ, ኤምጂ) ይደገፋል. ብዙ ጓኒን ከያዘ በዲ ኤን ኤ ውስጥ ተመሳሳይ መዋቅሮች ሊፈጠሩ ይችላሉ። እነዚህ ጠፍጣፋ አደባባዮች (ጂ-ኳርቴቶች) የተደራረቡት በተመጣጣኝ የተረጋጋ፣ ጥቅጥቅ ያሉ አወቃቀሮች (ጂ-ኳድሩፕሌክስ) ነው።

አራት የተለያዩ የዲ ኤን ኤ ክሮች ወደ ባለአራት-ገመድ ውስብስቦች ሊጠለፉ ይችላሉ፣ነገር ግን ይህ ለየት ያለ ነው። ብዙ ጊዜ፣ አንድ ነጠላ የኑክሊክ አሲድ ክሮች በቀላሉ ወደ ቋጠሮ ታስሮ፣ ባህሪያቱ ውፍረት (ለምሳሌ በክሮሞሶም መጨረሻ ላይ) ወይም ባለ ሁለት መስመር ዲ ኤን ኤ በአንዳንድ የጉዋኒን የበለፀገ ክልል ውስጥ በአካባቢው ኳድሩፕሌክስ ይመሰረታል።

በክሮሞሶም መጨረሻ ላይ አራት ሩፕሌክስ መኖሩ - በቴሎሜሬስ እና በእብጠት አራማጆች ላይ - በብዛት ጥናት ተደርጎበታል። ይሁን እንጂ በሰው ልጅ ክሮሞሶም ውስጥ ያለው የዲኤንኤ አካባቢያዊነት ሙሉ ምስል አሁንም አይታወቅም.

እነዚህ ሁሉ ያልተለመዱ የዲኤንኤ አወቃቀሮች በመስመራዊ ቅርፅ ከ B-form DNA ጋር ሲወዳደሩ ያልተረጋጉ ናቸው። ይሁን እንጂ ዲ ኤን ኤ ብዙውን ጊዜ ሱፐርኮይል የሚባል ነገር ሲኖረው በክብ ቅርጽ ባለው የቶፖሎጂካል ውጥረት ይኖራል። በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ, ቀኖናዊ ያልሆኑ የዲ ኤን ኤ አወቃቀሮች በቀላሉ ይፈጠራሉ-Z-forms, "መስቀሎች" እና "የፀጉር መቆንጠጫዎች", H-forms, guanine quadruplexes እና i-motif.

Supercoiled ቅጽ - የፔንቶስ ፎስፌት የጀርባ አጥንትን ሳይጎዳ ከሴል ኒውክሊየስ ሲወጣ ይታወቃል. እጅግ በጣም የተጠማዘዘ የተዘጉ ቀለበቶች ቅርጽ አለው. እጅግ በጣም በተሸፈነው ሁኔታ ውስጥ ፣ የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ ቢያንስ አንድ ጊዜ “በራሱ ላይ የተጠማዘዘ” ነው ፣ ማለትም ፣ ቢያንስ አንድ ሱፐርተርን ይይዛል (የስምንት ስእል ቅርፅ ይወስዳል)።
ዘና ያለ የዲ ኤን ኤ ሁኔታ - በአንድ መቋረጥ (የአንድ ክር መቋረጥ) ይታያል. በዚህ ሁኔታ, ሱፐርኮሎች ይጠፋሉ እና ዲ ኤን ኤው በተዘጋ ቀለበት መልክ ይይዛል.
የዲ ኤን ኤ መስመራዊ ቅርጽ የሚታየው የአንድ ድርብ ሄሊክስ ሁለት ክሮች ሲሰበሩ ነው።

እነዚህ ሶስቱም የዲ ኤን ኤ ዓይነቶች በቀላሉ በጄል ኤሌክትሮፊዮሬሲስ ይለያሉ.

የሶስተኛ ደረጃ የዲ ኤን ኤ መዋቅር

የሶስተኛ ደረጃ የዲ ኤን ኤ መዋቅርየተፈጠረው በድርብ-ሄሊካል ሞለኪውል ቦታ ላይ ተጨማሪ በመጠምዘዝ ምክንያት ነው - ሱፐርኮይል። በ eukaryotic ሕዋሳት ውስጥ ያለው የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ሱፐርኮይል ከፕሮካርዮት በተለየ መልኩ ፕሮቲኖች ባሉበት ውስብስብ መልክ ይከሰታል።

ሁሉም ማለት ይቻላል የ eukaryotes ዲ ኤን ኤ በኒውክሊየስ ክሮሞሶም ውስጥ ይገኛሉ ፣ ግን አይደለም ብዙ ቁጥር ያለውበ mitochondria ውስጥ እና በእፅዋት ውስጥ በፕላስቲኮች ውስጥ ይገኛል. የዩኩሪዮቲክ ሴሎች ክሮሞሶም ዋናው ንጥረ ነገር (የሰው ክሮሞሶም ጨምሮ) ክሮማቲን ነው, ባለ ሁለት መስመር ዲ ኤን ኤ, ሂስቶን እና ሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖችን ያካትታል.

ሂስቶን ክሮማቲን ፕሮቲኖች

ሂስቶን - ቀላል ፕሮቲኖች, እስከ 50% የሚሆነው ክሮማቲን. በሁሉም የተጠኑ የእንስሳት እና የዕፅዋት ሴሎች ውስጥ አምስት ዋና ዋና የሂስቶን ክፍሎች ተገኝተዋል H1, H2A, H2B, H3, H4, በመጠን, በአሚኖ አሲድ ቅንብር እና ክፍያ (ሁልጊዜ አዎንታዊ).

አጥቢ እንስሳት ሂስቶን H1 በግምት 215 አሚኖ አሲዶችን የያዘ ነጠላ ፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት ይይዛል። የሌሎች ሂስቶኖች መጠኖች ከ 100 እስከ 135 አሚኖ አሲዶች ይለያያሉ. ሁሉም ወደ 2.5 nm ዲያሜትር ወደ ግሎቡል የተጠማዘዙ እና ከወትሮው በተለየ መልኩ ከፍተኛ መጠን ያለው አዎንታዊ ኃይል ያላቸው አሚኖ አሲዶች ላይሲን እና አርጊኒን ይይዛሉ። ሂስቶኖች አሴቴላይትድ፣ ሚቲላይትድ፣ ፎስፈረስላይትድ፣ ፖሊ(ADP) -ራይቦሳይላይት ሊሆኑ ይችላሉ፣ እና ሂስቶን H2A እና H2B በጋራ ከ ubiquitin ጋር የተገናኙ ናቸው። የእንደዚህ ዓይነቶቹ ማሻሻያዎች ሚና በሂስቶን መዋቅር እና ተግባራት አፈፃፀም ውስጥ እስካሁን ድረስ ሙሉ በሙሉ አልተገለጸም ። ይህ ከዲ ኤን ኤ ጋር የመገናኘት ችሎታቸው እና የጂን እርምጃን ለመቆጣጠር ከሚረዱ ዘዴዎች ውስጥ አንዱ እንደሆነ ይገመታል.

ሂስቶኖች ከዲ ኤን ኤ ጋር የሚገናኙት በዋናነት ነው። ionic bonds(የጨው ድልድይ) በአሉታዊ መልኩ በተሞሉ የዲ ኤን ኤ ፎስፌት ቡድኖች እና አዎንታዊ በሆነ የላይሲን እና የአርጊኒን የሂስቶን ቅሪቶች መካከል ተፈጠረ።

ሂስቶን ያልሆኑ ክሮማቲን ፕሮቲኖች

ሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖች፣ እንደ ሂስቶን ሳይሆን፣ በጣም የተለያዩ ናቸው። እስከ 590 የሚደርሱ ዲ ኤን ኤ የሚይዙ ሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖች ክፍልፋዮች ተለይተዋል። አወቃቀራቸው በአሲድ አሚኖ አሲዶች (እነሱ ፖሊኒየኖች ናቸው) ስለሚገዛ አሲዳማ ፕሮቲኖች ይባላሉ። የሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖች ልዩነት ከ chromatin እንቅስቃሴ ቁጥጥር ጋር የተያያዘ ነው። ለምሳሌ፣ ለዲኤንኤ መባዛትና አገላለጽ የሚያስፈልጉ ኢንዛይሞች ከክሮማቲን ጋር በጊዜያዊነት ሊተሳሰሩ ይችላሉ። ሌሎች ፕሮቲኖች, ይላሉ, በተለያዩ የቁጥጥር ሂደቶች ውስጥ የተካተቱት, ከዲ ኤን ኤ ጋር የሚገናኙት በተወሰኑ ቲሹዎች ውስጥ ወይም በተወሰኑ የልዩነት ደረጃዎች ላይ ብቻ ነው. እያንዳንዱ ፕሮቲን ከተወሰኑ የዲኤንኤ ኑክሊዮታይድ (የዲ ኤን ኤ ጣቢያ) ቅደም ተከተል ጋር ይሟላል. ይህ ቡድን የሚከተሉትን ያጠቃልላል

ጣቢያ-ተኮር የዚንክ ጣት ፕሮቲኖች ቤተሰብ። እያንዳንዱ "ዚንክ ጣት" 5 ኑክሊዮታይድ ጥንዶችን የያዘውን የተወሰነ ቦታ ይገነዘባል.
ጣቢያ-ተኮር ፕሮቲኖች ቤተሰብ - homodimers. ከዲ ኤን ኤ ጋር የተገናኘው የእንደዚህ አይነት ፕሮቲን ቁራጭ ሄሊክስ-ተርን-ሄሊክስ መዋቅር አለው.
ከፍተኛ ተንቀሳቃሽነት ጄል ፕሮቲኖች (ኤች.ኤም.ጂ. ፕሮቲኖች) ከ chromatin ጋር ያለማቋረጥ የተቆራኙ መዋቅራዊ እና ተቆጣጣሪ ፕሮቲኖች ቡድን ናቸው። ሞለኪውላዊ ክብደታቸው ከ 30 ኪ.ዲ. ያነሰ እና ከፍተኛ መጠን ባለው የአሚኖ አሲዶች ይዘት ተለይተው ይታወቃሉ። በዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደታቸው ምክንያት የኤችኤምጂ ፕሮቲኖች በ polyacrylamide gel electrophoresis ወቅት ከፍተኛ የመንቀሳቀስ ችሎታ አላቸው።
ማባዛት, ግልባጭ እና ጥገና ኢንዛይሞች.

በዲ ኤን ኤ እና አር ኤን ኤ ውህደት ውስጥ የሚሳተፉ መዋቅራዊ፣ የቁጥጥር ፕሮቲኖች እና ኢንዛይሞች በመሳተፍ የኑክሊዮሶም ክር ወደ ፕሮቲን እና ዲ ኤን ኤ ስብስብነት ይለወጣል። የተገኘው መዋቅር ከመጀመሪያው የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል 10,000 እጥፍ ያነሰ ነው.

Chromatin

Chromatin የኑክሌር ዲ ኤን ኤ እና የፕሮቲን ውስብስብ ነው። ኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች. አብዛኛው የ chromatin እንቅስቃሴ-አልባ ነው። እሱ በጥብቅ የታሸገ ፣ የታመቀ ዲ ኤን ኤ ይይዛል። ይህ heterochromatin ነው. ያልተገለጹ ክልሎችን ያቀፈ ፣ በዘረመል የቦዘነ chromatin (ሳተላይት ዲ ኤን ኤ) አሉ ፣ እና ፋኩልቲ - በበርካታ ትውልዶች ውስጥ ንቁ ያልሆኑ ፣ ግን በአንዳንድ ሁኔታዎች መግለጫ ሊሰጡ ይችላሉ።

ንቁ chromatin (euchromatin) ያልበሰለ ነው, ማለትም. በትንሹ የታሸገ። በተለያዩ ሴሎች ውስጥ ይዘቱ ከ 2 እስከ 11 በመቶ ይደርሳል. በአንጎል ሴሎች ውስጥ በብዛት - 10-11%, በጉበት ሴሎች - 3-4 እና የኩላሊት ሴሎች - 2-3%. የ euchromatin ገባሪ ግልባጭ ተጠቅሷል። በተመሳሳይ ጊዜ, የእሱ መዋቅራዊ ድርጅትበአንድ የተወሰነ አካል ውስጥ ያለው ተመሳሳይ የዲኤንኤ ጄኔቲክ መረጃ በልዩ ሴሎች ውስጥ በተለየ መንገድ ጥቅም ላይ እንዲውል ይፈቅዳል።

በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ውስጥ ፣ የ chromatin ምስል ዶቃዎችን ይመስላል - 10 nm መጠን ያለው ክብ ውፍረት ፣ በክር በሚመስሉ ድልድዮች ተለያይቷል። እነዚህ ሉላዊ ውፍረት ኑክሊዮሶም ይባላሉ። ኑክሊዮሶም የ chromatin መዋቅራዊ አሃድ ነው። እያንዳንዱ ኑክሊዮሶም 146-ቢፒ እጅግ የተጠቀለለ የዲ ኤን ኤ ክፍል ቁስሉን ይይዛል፣ ይህም በእያንዳንዱ ኑክሊዮሶም ኮር 1.75 ግራ መታጠፊያ ነው። ኑክሊዮሶም ኮር ሂስቶን H2A, H2B, H3 እና H4, እያንዳንዱ ዓይነት ሁለት ሞለኪውሎች (ምስል 9) ያካተተ ሂስቶን octamer ነው, ይህም 11 nm ዲያሜትር እና 5.7 nm ውፍረት ጋር ዲስክ ይመስላል. አምስተኛው ሂስቶን ኤች 1 የኒውክሊዮሶም ኮር አካል አይደለም እና በሂስቶን ኦክታመር ላይ ዲ ኤን ኤ በማዞር ሂደት ውስጥ አልተሳተፈም። ድርብ ሄሊክስ ወደ ኒውክሊዮሶም ኮር በሚወጣበት ቦታ ላይ ዲኤንኤን ያገናኛል። እነዚህ ኢንተርኮር (ሊንከር) ዲ ኤን ኤ ክፍሎች ናቸው, ርዝመታቸው እንደ ሴል ዓይነት ከ 40 እስከ 50 ኑክሊዮታይድ ጥንድ ይለያያል. በውጤቱም, በኑክሊዮሶም ውስጥ የተካተተው የዲ ኤን ኤ ቁራጭ ርዝመትም ይለያያል (ከ 186 እስከ 196 ኑክሊዮታይድ ጥንድ).

ኑክሊዮሶሞች በግምት 90% ዲ ኤን ኤ ይይዛሉ ፣ የተቀረው አገናኝ ነው። ኑክሊዮሶም የ "ዝምታ" ክሮማቲን ቁርጥራጮች እንደሆኑ ይታመናል, እና ማገናኛው ንቁ ነው. ይሁን እንጂ ኑክሊዮሶሞች ሊገለጡ እና ሊመሩ ይችላሉ። ያልተጣጠፉ ኑክሊዮሶሞች ቀድሞውኑ ንቁ ክሮማቲን ናቸው። ይህ በተግባር ላይ ባለው መዋቅር ላይ ያለውን ጥገኛነት በግልፅ ያሳያል. ብዙ ክሮማቲን በግሎቡላር ኑክሊዮሶም ውስጥ እንደያዘ መገመት ይቻላል። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው በተለያዩ ሴሎች ውስጥ ያለው እኩል ያልሆነ የእረፍት ክሮማቲን ከእንደዚህ አይነት ኑክሊዮሶም ብዛት ጋር የተያያዘ ነው.

በኤሌክትሮን ጥቃቅን ፎቶግራፎች ውስጥ ፣ እንደ ማግለል ሁኔታ እና የመለጠጥ ደረጃ ፣ chromatin እንደ ረጅም ክር ከጥቅም ውጭ ብቻ ሳይሆን የኑክሊዮሶም “ዶቃዎች” ፣ ግን ደግሞ አጭር እና ጥቅጥቅ ያለ ፋይበር (ፋይበር) ዲያሜትር ያለው ዲያሜትር ሊመስል ይችላል። 30 nm, መስተጋብር ሂስቶን H1 ምስረታ ወቅት የሚታየውን ምስረታ የዲ ኤን ኤ እና histone H3 ያለውን linker ክልል ጋር የተሳሰሩ, ይህም 30 nm የሆነ ዲያሜትር ጋር solenoid ለመመስረት በተራው ስድስት ኑክሊዮሶም መካከል Helix መካከል ተጨማሪ በመጠምዘዝ ይመራል. በዚህ ሁኔታ የሂስቶን ፕሮቲን የበርካታ ጂኖች ግልባጭ ጣልቃ በመግባት እንቅስቃሴያቸውን ይቆጣጠራል።

ዲ ኤን ኤ ከላይ ከተገለጹት ሂስቶን ጋር ባለው መስተጋብር የተነሳ 186 ቤዝ ጥንድ ያለው የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ ክፍል በአማካይ 2 nm እና 57 nm ርዝመት ያለው 10 nm ዲያሜትር ወደ ሄሊክስ ተቀይሯል። የ 5 nm ርዝመት. ይህ ሄሊክስ በ 30 nm ዲያሜትር ወደ ፋይበር ሲጨመቅ ፣ የኮንደንሴሽን ደረጃ ሌላ ስድስት እጥፍ ይጨምራል።

በመጨረሻም የዲ ኤን ኤ ዱፕሌክስ ከአምስት ሂስቶን ጋር መጠቅለል 50 እጥፍ የዲኤንኤ ኮንደንስሽን ያመጣል። ቢሆንም, እንደዚያም ቢሆን ከፍተኛ ዲግሪኮንደንስሽን በሜታፋዝ ክሮሞሶም ውስጥ ከ50,000 - 100,000 እጥፍ የሚጠጋ የዲ ኤን ኤ መጨናነቅን ሊያብራራ አይችልም። እንደ አለመታደል ሆኖ እስከ ሜታፋዝ ክሮሞሶም ድረስ ያለው ተጨማሪ የ chromatin ማሸጊያ ዝርዝሮች እስካሁን አይታወቅም, ስለዚህ የዚህን ሂደት አጠቃላይ ገፅታዎች ብቻ ግምት ውስጥ ማስገባት እንችላለን.

በክሮሞሶም ውስጥ የዲ ኤን ኤ መጨናነቅ ደረጃዎች

እያንዳንዱ የዲኤንኤ ሞለኪውል ወደ ተለየ ክሮሞሶም ተጭኗል። የሰው ዲፕሎይድ ሴሎች በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ የሚገኙት 46 ክሮሞሶምች ይይዛሉ. በሴል ውስጥ ያሉት የሁሉም ክሮሞሶምች ዲ ኤን ኤ አጠቃላይ ርዝመት 1.74 ሜትር ሲሆን ክሮሞሶምቹ የታሸጉበት የኒውክሊየስ ዲያሜትር ግን በሚሊዮን በሚቆጠር ጊዜ ያነሰ ነው። እንዲህ ዓይነቱ የታመቀ የዲ ኤን ኤ ማሸጊያ በክሮሞሶም እና በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ ያሉ ክሮሞሶምች በተለያዩ ሂስቶን እና ሂስቶን ባልሆኑ ፕሮቲኖች ከዲኤንኤ ጋር በተወሰነ ቅደም ተከተል መስተጋብር የተረጋገጠ ነው (ከላይ ይመልከቱ)። በክሮሞሶም ውስጥ ያለው ዲ ኤን ኤ መጠቅለል መስመራዊ ልኬቱን በግምት 10,000 ጊዜ ለመቀነስ ያስችላል - ከ5 ሴሜ እስከ 5 ማይክሮን። በርካታ የመጠቅለያ ደረጃዎች አሉ (ምስል 10).

ዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ 2 nm ዲያሜትር እና ብዙ ሴሜ ርዝመት ያለው አሉታዊ ኃይል ያለው ሞለኪውል ነው።
ኑክሊዮሶም ደረጃ- ክሮማቲን በኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ ውስጥ እንደ "ዶቃዎች" ሰንሰለት - ኑክሊዮሶም - "በክር ላይ" ይመለከታል. ኑክሊዮሶም በ euchromatin እና heterochromatin፣ በ interphase ኒውክሊየስ እና በሜታፋዝ ክሮሞሶም ውስጥ የሚገኝ ሁለንተናዊ መዋቅራዊ ክፍል ነው።
የኒውክሊዮሶም ደረጃ መጨናነቅ በልዩ ፕሮቲኖች - ሂስቶን ይረጋገጣል. ስምንት አዎንታዊ ኃይል ያላቸው ሂስቶን ጎራዎች አሉታዊ ኃይል ያለው የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል የተጎዳበት የኑክሊዮሶም እምብርት ነው። ይህ 7 ጊዜ ማሳጠርን ይሰጣል, ዲያሜትሩ ከ 2 እስከ 11 nm ይጨምራል.
የሶሌኖይድ ደረጃ
የሶሌኖይድ ደረጃ የክሮሞሶም ድርጅት የኑክሊዮሶም ክር በመጠምዘዝ እና ከ20-35 nm ዲያሜትር ያላቸው ወፍራም ፋይብሪሎች በመፍጠር - ሶሌኖይድ ወይም ሱፐርቢድስ። የሶሌኖይድ ፒክ 11 nm ነው፡ በአንድ ዙር ከ6-10 ኑክሊዮሶሞች አሉ። ሶሌኖይድ ማሸግ ከሱፐርቢድ ማሸግ የበለጠ እድል እንደሆነ ይታሰባል፣ በዚህ መሰረት ክሮማቲን ፋይብሪል ከ20-35 nm ዲያሜትር የጥራጥሬዎች ሰንሰለት ወይም ሱፐርቢድስ እያንዳንዳቸው ስምንት ኑክሊዮሶም ያቀፈ ነው። በሶላኖይድ ደረጃ, የዲ ኤን ኤ መስመራዊ መጠን በ6-10 ጊዜ ይቀንሳል, ዲያሜትሩ ወደ 30 nm ይጨምራል.
loop ደረጃ
የሉፕ ደረጃው ከ30-300 ኪ.ቢ የሚጠጉ ቀለበቶችን በመፍጠር የተወሰኑ የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎችን የሚያውቁ እና ከተወሰኑ የዲኤንኤ ቅደም ተከተሎች ጋር በማያያዝ ሂስቶን ባልሆኑ የዲ ኤን ኤ ትስስር ፕሮቲኖች ይሰጣል። ሉፕ የጂን መግለጫን ያረጋግጣል, ማለትም. ሉፕ መዋቅራዊ ብቻ ሳይሆን ተግባራዊ ምስረታም ነው። በዚህ ደረጃ ማሳጠር ከ20-30 ጊዜ ይከሰታል. ዲያሜትሩ ወደ 300 nm ይጨምራል. በአምፊቢያን oocytes ውስጥ እንደ "የመብራት ብሩሽ" ያሉ የሉፕ ቅርጽ ያላቸው ቅርጾች በሳይቶሎጂ ዝግጅቶች ውስጥ ሊታዩ ይችላሉ. እነዚህ ዑደቶች ከሱፐር የተጠቀለሉ ይመስላሉ እና የዲኤንኤ ጎራዎችን የሚወክሉ ናቸው፣ ምናልባትም ከተገለበጡ አሃዶች እና ክሮማቲን መባዛት ጋር ይዛመዳሉ። የተወሰኑ ፕሮቲኖች የሉፕስ መሰረቶችን እና ምናልባትም አንዳንድ የውስጥ ክፍሎቻቸውን ያስተካክላሉ። ሉፕ የሚመስል ጎራ ድርጅት በሜታፋዝ ክሮሞሶም ውስጥ ክሮማቲንን ወደ ውስጥ እንዲታጠፍ ያበረታታል። ጠመዝማዛ መዋቅሮችከፍተኛ ትዕዛዞች.
የጎራ ደረጃ
የክሮሞሶም አደረጃጀት ጎራ ደረጃ በቂ ጥናት አልተደረገም። በዚህ ደረጃ የሉፕ ጎራዎች መፈጠር ተስተውሏል - ከ 25 እስከ 30 nm ውፍረት ያለው ክሮች (ፋይብሪሎች) 60% ፕሮቲን ፣ 35% ዲ ኤን ኤ እና 5% አር ኤን ኤ የያዙ እና በሁሉም ደረጃዎች የማይታዩ ናቸው ። የሕዋስ ዑደትከ mitosis በስተቀር እና በመጠኑ በዘፈቀደ በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ ይሰራጫሉ። በአምፊቢያን oocytes ውስጥ እንደ "የመብራት ብሩሽ" ያሉ የሉፕ ቅርጽ ያላቸው ቅርጾች በሳይቶሎጂ ዝግጅቶች ውስጥ ሊታዩ ይችላሉ.
የሉፕ ጎራዎች በመሠረታቸው ላይ አብሮ የተሰሩ ተያያዥ ጣቢያዎች ተብለው በሚጠሩት የኒውክለር ፕሮቲን ማትሪክስ ውስጥ ተያይዘዋል፣ ብዙ ጊዜ እንደ MAR/SAR ቅደም ተከተሎች (MAR፣ ከእንግሊዝኛ ማትሪክስ ተያያዥ ክልል፣ SAR፣ ከእንግሊዘኛ ስካፎልድ አባሪ ክልሎች) - ዲኤንኤ ብዙ መቶ ርዝመት ያላቸው ቤዝ ጥንዶች በከፍተኛ ይዘት (> 65%) የ A/T ኑክሊዮታይድ ጥንዶች ተለይተው ይታወቃሉ። እያንዳንዱ ጎራ አንድ ነጠላ የመባዛት መነሻ ያለው ይመስላል እና ራሱን የቻለ ሱፐርሄሊካል አሃድ ሆኖ ይሰራል። ማንኛውም የሉፕ ጎራ ብዙ የጽሑፍ ግልባጭ ክፍሎችን ይይዛል፣ አሠራሩም ምናልባት የተቀናጀ ሊሆን ይችላል - አጠቃላይው ጎራ ንቁ ወይም የቦዘነ ነው።
በጎራ ደረጃ፣ በቅደም ተከተል ክሮማቲን ማሸጊያ ምክንያት፣ የዲ ኤን ኤ መስመራዊ ልኬቶች በግምት 200 ጊዜ (700 nm) መቀነስ ይከሰታል።
የክሮሞሶም ደረጃ
በክሮሞሶም ደረጃ፣ የፕሮፋዝ ክሮሞዞም ወደ ሜታፋዝ ክሮሞሶም መግባቱ የሚከሰተው ሂስቶን ባልሆኑ ፕሮቲኖች አክሲያል ማዕቀፍ ዙሪያ የሉፕ ጎራዎችን በመጠቅለል ነው። ይህ ሱፐርኮይል በሴል ውስጥ ከሚገኙት ሁሉም የ H1 ሞለኪውሎች ፎስፈረስላይዜሽን ጋር አብሮ ይመጣል። በውጤቱም፣ የሜታፋዝ ክሮሞሶም ጥቅጥቅ ባለ የታሸገ የሶሌኖይድ ሉፕ፣ ወደ ጠባብ ጠመዝማዛ ውስጥ ተጣብቆ ሊገለጽ ይችላል። አንድ የተለመደ የሰው ክሮሞሶም እስከ 2,600 loops ሊይዝ ይችላል። የእንደዚህ አይነት መዋቅር ውፍረት 1400 nm (ሁለት ክሮማቲዶች) ይደርሳል, እና የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል በ 104 ጊዜ ይቀንሳል, ማለትም. ከ 5 ሴ.ሜ የተዘረጋ ዲ ኤን ኤ እስከ 5 µm.

የክሮሞሶምች ተግባራት

ከ extrachromosomal አሠራሮች ጋር በመተባበር ክሮሞሶምች ይሰጣሉ

የዘር ውርስ መረጃ ማከማቻ
ሴሉላር ድርጅትን ለመፍጠር እና ለማቆየት ይህንን መረጃ በመጠቀም
በዘር የሚተላለፍ መረጃን የማንበብ ደንብ
የጄኔቲክ ቁሳቁስ እራስን ማባዛት
የጄኔቲክ ቁሳቁሶችን ከእናት ሴል ወደ ሴት ልጅ ሴሎች ማስተላለፍ.

የ chromatin ክልል ሲነቃ የሚያሳይ ማስረጃ አለ, ማለትም. በሚገለበጥበት ጊዜ በመጀመሪያ ሂስቶን H1 እና ከዚያ የሂስቶን ኦክተቱ በተገላቢጦሽ ከእሱ ይወገዳሉ። ይህ የ chromatin decondensation ያስከትላል, የ 30-nm chromatin ፋይብሪል ወደ 10-nm ፋይብሪል ተከታታይ ሽግግር እና ተጨማሪ ወደ ነጻ ዲ ኤን ኤ ክፍሎች ይገለጣል, ማለትም. የኑክሊዮሶም መዋቅር ማጣት.

የዲኤንኤ ሞለኪውል - የህይወት መረጃ ሚስጥራዊ ምንጭ

የሳይንስ እድገት ህይወት ያላቸው ፍጥረታት እጅግ በጣም ውስብስብ መዋቅር እና ፍጹም የሆነ ድርጅት እንዳላቸው ምንም ጥርጥር የለውም, የዚህ ክስተት ክስተት እንደ አደጋ ሊቆጠር አይችልም. ይህም ሕያዋን ፍጥረታት ከፍተኛ እውቀት ባለው ሁሉን ቻይ ፈጣሪ መፈጠሩን አመላካች ነው። በቅርቡ፣ ለምሳሌ፣ የሰው ልጅ ጂኖም ፕሮጀክት ጉልህ ተግባር የሆነው የሰው ዘረ-መል (ጅን) ፍፁም አወቃቀሩን በማብራራት፣ የእግዚአብሔር ልዩ ፍጥረት በሕዝብ ፊት እንደገና ታይቷል።

ከዩናይትድ ስቴትስ እስከ ቻይና ድረስ ከመላው ዓለም የተውጣጡ ሳይንቲስቶች በዲኤንኤ ሞለኪውል ውስጥ የሚገኙትን 3 ቢሊዮን ኬሚካላዊ ፊደላትን ለመለየት እና ቅደም ተከተላቸውን ለመወሰን ለአሥር ዓመታት ያህል ሲሞክሩ ቆይተዋል። በውጤቱም, በሰዎች የዲኤንኤ ሞለኪውል ውስጥ ያለው 85% መረጃ በቅደም ተከተል ሊቀመጥ ይችላል. ይህ እድገት አስደሳች እና ጠቃሚ ቢሆንም የሂዩማን ጂኖም ፕሮጄክትን የሚመሩት ዶ/ር ፍራንሲስ ኮሊንስ የዲኤንኤ ሞለኪውል አወቃቀሩን መረዳት እና መረጃውን መፍታት የመጀመሪያው እርምጃ ብቻ ነው ይላሉ።

ይህንን መረጃ መፍታት ለምን ያህል ጊዜ እንደሚወስድ ለመረዳት በዲኤንኤ ሞለኪውል መዋቅር ውስጥ የተከማቸውን መረጃ ምንነት መረዳት አለብን።

የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ምስጢራዊ መዋቅር

በቴክኖሎጂ ምርት ወይም በፋብሪካ አስተዳደር ውስጥ በጣም ጥቅም ላይ የሚውሉት መሳሪያዎች ልምድ እና ለብዙ መቶ ዘመናት የተገኘው የእውቀት ክምችት ናቸው.

ለዓይን የማይታይ ሰንሰለት፣ በትራክ መልክ የተገጣጠሙ፣ አንድ ቢሊዮንኛ ሚሊሜትር የሚያክል አተሞች ያቀፈ፣ የመረጃ እና የማስታወስ አቅም እንዴት ሊኖረው ይችላል?

በዚህ ጥያቄ ላይ የሚከተለው ተጨምሯል፡- በሰውነትዎ ውስጥ ያሉት እያንዳንዳቸው 100 ትሪሊዮን ህዋሶች አንድ ሚሊዮን ገፅ መረጃዎችን በልባቸው የሚያውቁ ከሆነ፣ ምን ያህል ኢንሳይክሎፔዲክ ገፆች እንደ ብልህ እና ማወቅ ይችላሉ። አስተዋይ ሰውበቀሪው ህይወትዎ ያስታውሱ? በጣም አስፈላጊው ነገር ሴሉ ይህንን መረጃ እንከን የለሽ ፣ እጅግ በጣም በታቀደ እና በተቀናጀ መንገድ ፣ በትክክለኛው ቦታ ላይ ይጠቀማል እና በጭራሽ ስህተት አይሰራም። አንድ ሰው ከመወለዱ በፊትም እንኳ የእሱ ሴሎች የፍጥረቱን ሂደት ጀምረዋል.

ሁሉም ሰው ማለት ይቻላል በህያው ሴሎች ውስጥ ስለ ዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች መኖር ሰምቷል እናም ይህ ሞለኪውል በዘር የሚተላለፍ መረጃን የማስተላለፍ ሃላፊነት እንዳለበት ያውቃል። እጅግ በጣም ብዙ ቁጥር ያላቸው የተለያዩ ፊልሞች, በአንድ ዲግሪ ወይም በሌላ, በትንሽ ነገር ግን ኩሩ, በጣም አስፈላጊ በሆነ ሞለኪውል ባህሪያት ላይ ሴራዎቻቸውን ይገነባሉ.

ይሁን እንጂ ጥቂት ሰዎች በዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ በትክክል ምን እንደሚካተቱ እና ስለ "አጠቃላይ ፍጡር መዋቅር" እነዚህን ሁሉ መረጃዎች የማንበብ ሂደቶች እንዴት እንደሚሠሩ በትክክል ማብራራት ይችላሉ. ጥቂት ሰዎች "ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ" ያለምንም ማመንታት ማንበብ ይችላሉ.

ለእያንዳንዳችን በጣም አስፈላጊ የሆነው ሞለኪውል ምን እንደሚይዝ እና ምን እንደሚመስል ለማወቅ እንሞክር.

የአንድ መዋቅራዊ ክፍል መዋቅር - ኑክሊዮታይድ

የዲኤንኤ ሞለኪውል ባዮፖሊመር ስለሆነ ብዙ መዋቅራዊ ክፍሎችን ይዟል። ፖሊመር ብዙ ትናንሽ ፣ በቅደም ተከተል የተገናኙ ተደጋጋሚ ቁርጥራጮችን የያዘ ማክሮ ሞለኪውል ነው። ልክ እንደ ሰንሰለት በሊንኮች የተሰራ ነው.

የዲኤንኤ ማክሮ ሞለኪውል መዋቅራዊ አሃድ ኑክሊዮታይድ ነው። የዲኤንኤ ሞለኪውል ኑክሊዮታይድ የሶስት ንጥረ ነገሮችን ቅሪቶች ይይዛሉ - orthophosphoric አሲድ ፣ ሳካራይድ (ዲኦክሲራይቦዝ) እና ናይትሮጂን-የያዙ አራት መሠረቶች።

የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል የናይትሮጅን መሠረቶች አሉት፡- አዲኒን (A)፣ ጉዋኒን (ጂ)፣ ሳይቶሲን (ሲ) እና ታይሚን (ቲ)።

የኑክሊዮታይድ ሰንሰለት ቅንብር በውስጡ የተካተቱትን መሠረቶች በመቀያየር ይንጸባረቃል-AAGCGTTAGCACGT-, ወዘተ. ቅደም ተከተል ማንኛውም ሊሆን ይችላል. አንድ ነጠላ የዲ ኤን ኤ ክር የሚፈጠረው በዚህ መንገድ ነው።

የአንድ ሞለኪውል ስፒራላይዜሽን. የማሟያነት ክስተት

የሰው ልጅ የዲኤንኤ ሞለኪውል መጠን እጅግ በጣም ግዙፍ ነው (በእርግጥ በሌሎች ሞለኪውሎች ሚዛን)! የአንድ ሕዋስ ጂኖም (46 ክሮሞሶምች) በግምት 3.1 ቢሊዮን ኑክሊዮታይድ ጥንድ ይይዛል። ከብዙ ማያያዣዎች የተገነባው የዲኤንኤ ሰንሰለት ርዝመት በግምት ሁለት ሜትር ነው። እንዲህ ዓይነቱ ግዙፍ ሞለኪውል በትንሽ ሕዋስ ውስጥ እንዴት እንደሚቀመጥ መገመት አስቸጋሪ ነው.

ነገር ግን ተፈጥሮ የበለጠ የታመቀ ማሸጊያዎችን እና የጂኖም ጥበቃን ይንከባከባል - ሁለቱ ሰንሰለቶች በናይትሮጅን መሰረት እርስ በርስ የተያያዙ እና ታዋቂውን ድርብ ሄሊክስ ይመሰርታሉ. ስለዚህ የሞለኪዩሉን ርዝመት በስድስት ጊዜ ያህል መቀነስ ይቻላል.

የናይትሮጂን መሠረቶች መስተጋብር ቅደም ተከተል በጥብቅ የሚወሰነው በማሟያነት ክስተት ነው። አዴኒን ከቲሚን ጋር ብቻ ሊተሳሰር ይችላል፣ሳይቶሲን ግን ከጉዋኒን ጋር ብቻ ሊተሳሰር ይችላል። እነዚህ ተጓዳኝ ጥንዶች እንደ ቁልፍ እና መቆለፊያ፣ እንደ እንቆቅልሽ ቁርጥራጮች አንድ ላይ ይጣጣማሉ።

አሁን በኮምፒዩተር ውስጥ (ወይም በፍላሽ አንፃፊ) ውስጥ ምን ያህል ማህደረ ትውስታን እናሰላለን ስለዚህ ትንሽ (በዓለማችን ሚዛን) ሞለኪውል ውስጥ ያለው መረጃ ሁሉ። የኑክሊዮታይድ ጥንዶች ብዛት 3.1x10 9 ነው። በጠቅላላው 4 እሴቶች አሉ ፣ ይህ ማለት ለአንድ ጥንድ 2 ቢት መረጃ (2 2 እሴቶች) በቂ ነው። ይህንን ሁሉ እርስ በርስ በማባዛት 6200000000 ቢት ወይም 775000000 ባይት ወይም 775000 ኪሎባይት ወይም 775 ሜጋ ባይት እናገኛለን። በአማካይ ከሲዲ አቅም ወይም ከ40 ደቂቃ የፊልም ክፍል መጠን ጋር የሚዛመደው በአማካኝ ጥራት ነው።

ክሮሞዞም ምስረታ። የሰው ልጅ ጂኖም መወሰን

ከስፒራላይዜሽን በተጨማሪ ሞለኪውሉ በተደጋጋሚ ወደ መጨናነቅ ይጋለጣል. ድርብ ሄሊክስ እንደ ክር ኳስ መጠምዘዝ ይጀምራል - ይህ ሂደት ሱፐርኮይል ይባላል እና በልዩ የሂስቶን ፕሮቲን እርዳታ ይከሰታል, በዚህ ላይ ሰንሰለቱ እንደ ስፖል ይቆስላል.

ይህ ሂደት የሞለኪዩሉን ርዝመት በሌላ 25-30 ጊዜ ያሳጥራል። ከበርካታ ተጨማሪ የማሸጊያ ደረጃዎች እንደተጠበቀ ሆኖ፣ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጠበበ፣ አንድ የዲኤንኤ ሞለኪውል፣ ከረዳት ፕሮቲኖች ጋር፣ ክሮሞሶም ይፈጥራል።

የሰውነታችንን ቅርፅ, ገጽታ እና አሠራር የሚመለከቱ ሁሉም መረጃዎች የሚወሰኑት በጂኖች ስብስብ ነው. ጂን በጥብቅ የተገለጸ የዲኤንኤ ሞለኪውል ክፍል ነው። ያልተለወጠ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ያካትታል. ከዚህም በላይ ዘረ-መል (ጅን) በጥብቅ የሚወሰነው በአጻጻፍ ብቻ ሳይሆን ከሌሎች የሰንሰለት ክፍሎች አንጻር ሲታይም ጭምር ነው.

ሪቦኑክሊክ አሲድ እና በፕሮቲን ውህደት ውስጥ ያለው ሚና

ከዲ ኤን ኤ በተጨማሪ ሌሎች የኑክሊክ አሲዶች - ማትሪክስ, ማስተላለፍ እና ራይቦሶማል አር ኤን ኤ (ሪቦኑክሊክ አሲድ) አሉ. የአር ኤን ኤ ሰንሰለቶች በጣም ትንሽ እና አጠር ያሉ ናቸው, ለዚህም ምስጋና ይግባውና የኑክሌር ሽፋን ውስጥ ዘልቀው መግባት ይችላሉ.

አር ኤን ኤ ሞለኪውል ደግሞ ባዮፖሊመር ነው። የእሱ መዋቅራዊ ፍርስራሾች ዲ ኤን ኤ ከሚሆኑት ጋር ተመሳሳይ ናቸው፣ ከሳክራራይድ ትንሽ በስተቀር (በዲኦክሲራይቦዝ ምትክ ራይቦስ)። አራት ዓይነት ናይትሮጅን መሠረቶች አሉ፡ ከቲሚን ይልቅ የሚታወቀው A፣ G፣ C እና uracil (U)። ከላይ ያለው ምስል ይህንን ሁሉ በግልጽ ያሳያል.

የዲ ኤን ኤ ማክሮ ሞለኪውል ባልተጎዳ ቅርጽ ወደ አር ኤን ኤ መረጃን ማስተላለፍ ይችላል። የሄሊክስ ማራገፍ በልዩ ኢንዛይም እርዳታ ይከሰታል ፣ እሱም ድርብ ሄሊክስን ወደ ተለያዩ ሰንሰለቶች ይለያል - እንደ ዚፕ መለያየት ግማሾቹ።

በተመሳሳይ ጊዜ, ከዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ጋር ትይዩ, ተጨማሪ አር ኤን ኤ ሰንሰለት ይፈጠራል. መረጃውን ገልብጦ ከኒውክሊየስ ወደ ሴል አካባቢ ከገባ በኋላ አር ኤን ኤ ሰንሰለት በጂን የተመሰከረውን ፕሮቲን የማዋሃድ ሂደቶችን ይጀምራል። የፕሮቲን ውህደት በልዩ የሴል ኦርጋንሎች - ራይቦዞምስ ውስጥ ይከሰታል.

ራይቦዞም, ሰንሰለቱን ሲያነብ, አሚኖ አሲዶችን በየትኛው ቅደም ተከተል ማገናኘት እንደሚያስፈልጋቸው ይወስናል, አንዱ ከሌላው በኋላ - መረጃውን ወደ አር ኤን ኤ ውስጥ ሲያነብ. ከዚያም የተቀናጀው የአሚኖ አሲዶች ሰንሰለት የተወሰነ 3D ቅርጽ ይይዛል።

ይህ ግዙፍ መዋቅራዊ ሞለኪውል ኢንዛይሞችን፣ ሆርሞኖችን፣ ተቀባይ ተቀባይዎችን እና የግንባታ ቁሳቁሶችን በኮድ የተቀመጡ ተግባራትን ማከናወን የሚችል ፕሮቲን ነው።

መደምደሚያዎች

ለማንኛውም ህይወት ያለው ፍጡር ፕሮቲን የእያንዳንዱ ጂን የመጨረሻ ምርት ነው። በሴሎቻችን ውስጥ የተመሰጠሩት ሁሉንም አይነት ቅርጾች፣ ንብረቶች እና ጥራቶች የሚወስኑ ፕሮቲኖች ናቸው።

ውድ የብሎግ አንባቢዎች፣ ዲ ኤን ኤው የት እንዳለ ታውቃላችሁ፣ ማወቅ በፈለጋችሁት ላይ አስተያየቶችን ወይም አስተያየቶችን ይተዉ። ይህ ለአንድ ሰው በጣም ጠቃሚ ይሆናል!

ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲዶች (ዲ ኤን ኤ), በጣም ፖሊሜሪክ የተፈጥሮ ውህዶች በሕያዋን ፍጥረታት ሕዋስ ኒውክሊየስ ውስጥ; ከሂስቶን ፕሮቲኖች ጋር አብረው የክሮሞሶም ንጥረ ነገር ይመሰርታሉ። ዲ ኤን ኤ የጄኔቲክ መረጃ ተሸካሚ ነው ፣ የነጠላ ክፍሎቹ ከተወሰኑ ጂኖች ጋር ይዛመዳሉ። የዲኤንኤ ሞለኪውል 2 ፖሊኒዩክሊዮታይድ ሰንሰለቶችን ያቀፈ ሲሆን እርስ በእርሳቸው ወደ ጠመዝማዛ የተጠማዘዙ ናቸው። ሰንሰለቶቹ የተገነቡት ከብዙ ቁጥር 4 ዓይነት ሞኖመሮች - ኑክሊዮታይድ ነው, ልዩነታቸው የሚወሰነው በ 4 ናይትሮጅን መሠረት (አዴኒን, ጉዋኒን, ሳይቶሲን, ቲሚን) ነው. በዲ ኤን ኤ ሰንሰለት (ትሪፕሌትስ ወይም ኮዶን) ውስጥ ያሉ የሶስት አጎራባች ኑክሊዮታይዶች ጥምረት የጄኔቲክ ኮድን ይመሰርታል። በዲ ኤን ኤ ሰንሰለት ውስጥ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል መጣስ በሰውነት ውስጥ በዘር የሚተላለፍ ለውጦችን ያስከትላል - ሚውቴሽን። ዲ ኤን ኤ በሴል ክፍፍል ጊዜ በትክክል ይባዛል, ይህም በዘር የሚተላለፍ ባህሪያትን እና የተወሰኑ የሜታቦሊዝም ዓይነቶችን በተከታታይ የሴሎች እና ፍጥረታት ትውልዶች ላይ መተላለፉን ያረጋግጣል.

ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲዶች (ዲ ኤን ኤ) ፣ ዲኦክሲራይቦዝ እንደ ካርቦሃይድሬት ክፍል የያዙ ኑክሊክ አሲዶች። ዲ ኤን ኤ የሁሉም ህይወት ያላቸው ፍጥረታት ክሮሞሶምች ዋና አካል ነው; እሱ የሁሉም ፕሮ- እና eukaryotes ጂኖች እንዲሁም የብዙ ቫይረሶችን ጂኖም ይወክላል። በዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ውስጥ የጄኔቲክ መረጃ ተመዝግቧል (ኢንኮድ) ስለ ሁሉም የዝርያዎቹ ባህሪያት እና የግለሰቡ (የግለሰብ) ባህሪያት - የእሱ genotype. ዲ ኤን ኤ የሕዋስ እና የቲሹ አካላትን ባዮሲንተሲስ ይቆጣጠራል እና በህይወቱ በሙሉ የሰውነት እንቅስቃሴን ይወስናል።

የዲኤንኤ ግኝት እና ጥናት ታሪክ

ቀድሞውኑ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ የተወሰኑ የኦርጋኒክ ባህሪያትን የመውረስ ችሎታ በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ ካለው ቁሳቁስ ጋር የተያያዘ መሆኑን ተረጋግጧል. በ1868-72 ዓ.ም. የስዊዘርላንድ ባዮኬሚስት ሊቅ I.F. Miescher ኑክሊን ብሎ የሰየመውን ንጥረ ነገር ከፑስ (ሉኪዮትስ) እና የሳልሞን ስፐርም ሴሎች ለይቷል እና በኋላም ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ የሚል ስም ተቀበለ።

በ 19 ኛው መጨረሻ - የ 20 ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ. L. Kessel, P. Levene, E. Fischer እና ሌሎች ስራዎች ምስጋና ይግባውና የዲኤንኤ ሞለኪውሎች እርስ በርስ የተያያዙ ብዙ ሺዎች monomers ያቀፈ መስመራዊ ፖሊመር ሰንሰለቶች መሆናቸውን ተረጋግጧል - ዲኦክሲራይቦኑክሊዮታይድ አራት ዓይነት. እነዚህ ኑክሊዮታይድ በአምስት የካርቦን ስኳር ቅሪቶች ዲኦክሲራይቦዝ ፣ ፎስፎሪክ አሲድ እና ከአራት ናይትሮጂን መሠረቶች አንዱ-ፕዩሪን - አዴኒን እና ጉዋኒን እና ፒሪሚዲን - ሳይቶሲን እና ታይሚን። መሠረቶችን ለመሰየም የስማቸውን የመጀመሪያ ፊደላት በእንግሊዝኛ ወይም በሩሲያኛ (በሩሲያኛ ቋንቋ) መጠቀም ጀመሩ ሳይንሳዊ ሥነ ጽሑፍ) ቋንቋ፡- A፣ G (G)፣ C (C) እና T፣ በቅደም ተከተል።

ለረጅም ጊዜ ዲ ኤን ኤ የተገኘው በእንስሳት ሴሎች ውስጥ ብቻ ነው, እስከ 1930 ዎቹ ድረስ ይታመን ነበር. የሩሲያ ባዮኬሚስት ባለሙያ A.N. Belozersky ዲ ኤን ኤ የሁሉም ህይወት ያላቸው ሴሎች አስፈላጊ አካል መሆኑን አላሳየም. የዲ ኤን ኤ የጄኔቲክ ሚና (እንደ የዘር ውርስ ንጥረ ነገር) የመጀመሪያው ማስረጃ በ 1944 በአሜሪካ የሳይንስ ሊቃውንት ቡድን (ኦ. አቬሪ እና ሌሎች) ተገኝቷል, በባክቴሪያዎች ላይ በተደረገው ሙከራ, በእሱ እርዳታ በዘር የሚተላለፍ ባህሪ መሆኑን በማያሻማ ሁኔታ አረጋግጧል. ከአንድ ሕዋስ ወደ ሌላው ሊተላለፍ ይችላል.

በ 20 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ. የእንግሊዝ ሳይንቲስቶች ሥራ (ኤ. ቶድ እና ሌሎች) በመጨረሻ በዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ እንደ ሞኖሜሪክ አሃዶች ሆነው የሚያገለግሉትን ኑክሊዮታይድ አወቃቀሮችን እና የ internucleotide ቦንድ አይነትን አብራርተዋል። ሁሉም ኑክሊዮታይዶች በ3"-5"-phosphodiester ቦንድ የተገናኙ ናቸው በዚህ መንገድ የፎስፈሪክ አሲድ ቅሪት በአንድ ኑክሊዮታይድ 3"-ካርቦን ዲኦክሲራይቦዝ አቶም እና በ5"-ካርቦን ዲኦክሲራይቦዝ አቶም መካከል እንደ አገናኝ ሆኖ ያገለግላል። የሌላ ኑክሊዮታይድ. በዚህ መሠረት በእያንዳንዱ የዲ ኤን ኤ ክሮች ውስጥ የ 3 "መጨረሻ እና 5" የሞለኪዩል ጫፍ ተለይቷል.

የዲኤንኤ መዋቅር. የ"ድርብ ሄሊክስ" ግኝት

እ.ኤ.አ. በ 1950 አሜሪካዊው ባዮኬሚስት ኢ.ቻርጋፍ በዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ ስብጥር ውስጥ ከተለያዩ ምንጮች ከፍተኛ ልዩነቶችን አግኝቷል። በተጨማሪም ፣ በዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ ያለው የኑክሊዮታይድ ውህደት ለበርካታ ቅጦች ተገዥ ነው ፣ ከእነዚህም ውስጥ ዋናዎቹ የፕዩሪን እና የፒሪሚዲን መሠረቶች አጠቃላይ ብዛት እና የአድኒን እና የቲኒን መጠኖች እኩልነት ናቸው ( ኤ-ቲ) እና ጉዋኒን እና ሳይቶሲን (ጂ-ሲ)። እ.ኤ.አ. በ 1953 አሜሪካዊው ባዮኬሚስት ጄ. ዋትሰን እና እንግሊዛዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤፍ. ክሪክ በኤክስሬይ የዲኤንኤ ክሪስታሎች (ኤም. ዊልኪንስ ላብራቶሪ) ላይ በመመርኮዝ እና በቻርጋፍ መረጃ ላይ በመመርኮዝ አወቃቀሩን ባለ ሶስት አቅጣጫዊ ሞዴል አቅርበዋል ። በዚህ ሞዴል መሠረት የዲኤንኤ ሞለኪውሎች ሁለት የቀኝ እጅ ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለቶች ወይም ባለ ሁለት ሄሊክስ በአንድ ዘንግ ዙሪያ የተጠማዘዙ ናቸው። በሄሊክስ ተራ ወደ 10 የሚጠጉ ኑክሊዮታይድ ቀሪዎች አሉ። በዚህ ድርብ ሄሊክስ ውስጥ ያሉት ሰንሰለቶች ፀረ-ተመጣጣኝ ናቸው, ማለትም, በተቃራኒ አቅጣጫዎች ይመራሉ, ስለዚህም የአንዱ ሰንሰለት 3 "ጫፍ ከሌላው 5" ጫፍ በተቃራኒው ይገኛል.

የሰንሰለቶቹ የጀርባ አጥንቶች በዲኦክሲራይቦዝ ቅሪቶች እና በአሉታዊ ፎስፌት ቡድኖች ይመሰረታሉ። እነሱ የሚገኙት ከደብል ሄሊክስ ውጭ ነው (የሞለኪውሉን ገጽታ ፊት ለፊት). የሁለቱም ሰንሰለቶች ደካማ ውሃ የማይሟሟ (ሃይድሮፎቢክ) ፕዩሪን እና ፒሪሚዲን መሰረቶች ወደ ውስጥ ያተኮሩ እና ከድርብ ሄሊክስ ዘንግ ጋር ቀጥ ያሉ ናቸው።

የዲኤንኤ ድርብ ሄሊክስ አንቲፓራሌል ፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለቶች በመሠረታዊ ቅደም ተከተልም ሆነ በኑክሊዮታይድ ቅንብር አንድ አይነት አይደሉም። ነገር ግን፣ እርስ በርሳቸው የሚደጋገፉ ናቸው፡ በአንድ ሰንሰለት ውስጥ አዴኒን በታየበት ቦታ፣ በሌላኛው ሰንሰለት ተቃራኒው በእርግጠኝነት ታይሚን ይኖራል፣ እና በአንድ ሰንሰለት ውስጥ ተቃራኒ የጓኒን በእርግጠኝነት የሌላኛው ሰንሰለት ሳይቶሲን ይኖራል። ይህ ማለት በአንድ ሰንሰለት ውስጥ ያሉት የመሠረት ቅደም ተከተሎች በልዩ ሞለኪውል ውስጥ በሌላኛው (ተጨማሪ) ሰንሰለት ውስጥ ያሉትን የመሠረቶችን ቅደም ተከተል ይወስናል። ከዚህም በላይ እነዚህ የመሠረት ጥንዶች እርስ በርስ የሃይድሮጂን ትስስር ይፈጥራሉ (በ ውስጥ ሦስት ማያያዣዎች አሉ የጂ-ሲ ጥንድእና ሁለት - በ A-T መካከል). የሃይድሮጅን ቦንዶች እና የሃይድሮፎቢክ ግንኙነቶች ይጫወታሉ ዋና ሚናየዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስን በማረጋጋት.

ማሞቂያ, ፒኤች ላይ ጉልህ ለውጦች እና ሌሎች በርካታ ምክንያቶች የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል denaturation, በውስጡ ሰንሰለቶች መለያየትን ያስከትላል. በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል የመጀመሪያውን (ቤተኛ) መዋቅር ሙሉ በሙሉ መመለስ ይቻላል. ተጨማሪ የዲ ኤን ኤ ሰንሰለቶች በቀላሉ ለመለየት እና የመጀመሪያውን መዋቅር እንደገና የመመለስ ችሎታ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል በራስ መባዛት ፣ መባዛቱ (እጥፍ) ነው፡ ሁለት ተጨማሪ የዲኤንኤ ሰንሰለቶች ከተለያዩ እና ከዚያ በእያንዳንዱ ላይ ፣ እንደ ማትሪክስ ፣ ለእነሱ ጥብቅ የሆኑ አዳዲስ ሰንሰለቶች ተገንብተዋል, ከዚያም ሁለቱ አዲስ የተፈጠሩት ሞለኪውሎች ከመጀመሪያው ጋር ተመሳሳይ ይሆናሉ. የዚህ መርህ ግኝት ተፈቅዷል ሞለኪውላዊ ደረጃየዘር ውርስ ክስተትን ያብራሩ.

በተፈጥሮ ዲ ኤን ኤ መዋቅር ውስጥ ተመሳሳይነት እና ልዩነቶች. መጠኖች

ሁሉም ማለት ይቻላል የተፈጥሮ ዲ ኤን ኤ ሁለት ክሮች አሉት (ልዩነቱ የአንዳንድ ቫይረሶች ነጠላ-ክር ዲ ኤን ኤ ነው)። በዚህ ሁኔታ ዲ ኤን ኤ መስመራዊ ቅርጽ ወይም ክብ ቅርጽ ሊኖረው ይችላል (የሞለኪዩሉ ጫፎች በጋር በተዘጋ ጊዜ)። በፕሮካርዮቲክ ሴሎች ውስጥ ዲ ኤን ኤ ወደ አንድ ክሮሞሶም (ኑክሊዮይድ) የተደራጀ ሲሆን በአንድ ክብ ማክሮ ሞለኪውል ይወከላል ሞለኪውላዊ ክብደትከ 10 በላይ. በተጨማሪም የአንዳንድ ባክቴሪያዎች ሴሎች አንድ ወይም ከዚያ በላይ ፕላዝማይድ ይይዛሉ - ከክሮሞዞም ጋር ያልተያያዙ ትናንሽ ክብ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች. በ eukaryotes ውስጥ, የዲ ኤን ኤ ብዛቱ በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ እንደ ክሮሞሶም (የኑክሌር ዲ ኤን ኤ) አካል ነው. እያንዳንዱ eukaryotic ክሮሞሶም አንድ መስመራዊ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ብቻ ይይዛል ነገር ግን ሁሉም eukaryotic ህዋሶች (ከጾታ ሴሎች በስተቀር) ሁለት አይነት ግብረ ሰዶማዊ ክሮሞሶም ስላላቸው ዲ ኤን ኤው የሚወከለው በተዋሕዶ ጊዜ ከአባት እና ከእናታቸው በተቀበሉት ሁለት ተመሳሳይ ያልሆኑ ቅጂዎች ነው። የወሲብ ሴሎች. የ eukaryotic ዲ ኤን ኤ ሞለኪውላዊ ክብደት ከፕሮካርዮቲክ ዲ ኤን ኤ የበለጠ ነው (ለምሳሌ በአንደኛው የፍራፍሬ ዝንብ Drosophila ክሮሞሶም ውስጥ 7.9 x 1010 ይደርሳል)። በተጨማሪም ሚቶኮንድሪያ እና ክሎሮፕላስትስ ከ106-107 የሆነ ሞለኪውል ክብደት ያላቸው ክብ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች ይይዛሉ። የእነዚህ የአካል ክፍሎች ዲ ኤን ኤ ሳይቶፕላስሚክ ይባላል; ከሁሉም ሴሉላር ዲ ኤን ኤ ውስጥ በግምት 0.1% ይይዛል።

የዲኤንኤ ሞለኪውሎች መጠኖች በአብዛኛው የሚገለጹት በሚፈጥሩት ኑክሊዮታይድ ቁጥር ነው። እነዚህ መጠኖች ከበርካታ ሺህ ኑክሊዮታይድ ጥንድ በባክቴሪያ ፕላዝማይድ እና አንዳንድ ቫይረሶች እስከ ብዙ መቶ ሺዎች የሚቆጠሩ ኑክሊዮታይድ ጥንዶች በከፍተኛ ፍጥረታት ይለያያሉ። እንደነዚህ ያሉት ግዙፍ ሞለኪውሎች በሴሎች እና በቫይረሶች ውስጥ በጣም የታመቁ መሆን አለባቸው። ለምሳሌ አራት ሚሊዮን ኑክሊዮታይድ ጥንዶችን ያካተተ የኢሼሪሺያ ኮላይ የዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ ርዝመት 1.4 ሚሜ ሲሆን ይህም ከባክቴሪያ ሴል መጠን በ700 እጥፍ ይበልጣል። በአንድ የሰው ሴል ውስጥ ያለው የዲኤንኤ አጠቃላይ ርዝመት 2 ሜትር ያህል ነው።የሰው ልጅ አዋቂ አካል በግምት 1013 ህዋሶችን ያቀፈ መሆኑን ከግምት ካስገባን የሁሉም የሰው ልጅ የዲኤንኤ ርዝመት 2x1013 ሜትር ወይም 2x1010 ኪ.ሜ. ለማነፃፀር: የአለም ዙሪያ - 4x104 ኪ.ሜ, እና ከምድር እስከ ፀሐይ ያለው ርቀት 1.44x108 ኪ.ሜ ነው). የግዙፉ የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች ማሸጊያ በትንሽ ሕዋስ ወይም ቫይረስ እንዴት ይከሰታል? የዲ ኤን ኤ ድርብ ሄሊክስ ሙሉ በሙሉ ግትር አይደለም ፣ ይህም ኪንክ ፣ loops ፣ superhelical structures ወዘተ እንዲፈጠር ያደርገዋል። በ eukaryotic ሕዋሶች ውስጥ, ሁለንተናዊ ስብስብ መሰረታዊ ሂስቶን ፕሮቲኖች እና አንዳንድ ሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖች, ዲ ኤን ኤ ወደ በጣም የታመቀ ምስረታ ይለወጣል - የክሮሞሶም ዋና አካል የሆነው ክሮማቲን. ለምሳሌ, ትልቁ የሰው ልጅ ክሮሞሶም ዲ ኤን ኤ ርዝመት 8 ሴ.ሜ ነው, እና እንደ ክሮሞሶም አካል, በማሸግ ምክንያት, ከ 8 nm አይበልጥም.

የፕሮቲን (polypeptide) እና አር ኤን ኤ የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅርን የሚያመለክቱ የዲኤንኤ ክፍሎች ጂኖች ይባላሉ። የዘር ውርስ መረጃ በኑክሊዮታይድ መስመር ቅደም ተከተል ይመዘገባል። በተለያዩ ፍጥረታት ውስጥ አንድን የዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ከሌላው የሚለየው እና በዚህ መሠረት አንድ ጂን ከሌላው የሚለይ በጣም አስፈላጊ ባህሪ ሆኖ ያገለግላል። የተለያየ ዝርያ ያላቸው እንስሳት አንዳቸው ከሌላው ይለያያሉ ምክንያቱም የሴሎቻቸው የዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች የተለያዩ ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎች ስላሏቸው ማለትም የተለያዩ መረጃዎችን ይይዛሉ.

የዲ ኤን ኤ ባዮሲንተሲስ

የዲኤንኤ ባዮሲንተሲስ በማባዛት ይከሰታል, ይህም የጄኔቲክ መረጃን በትክክል መቅዳት እና ከትውልድ ወደ ትውልድ መተላለፉን ያረጋግጣል. ይህ ሂደት የሚከሰተው በኤንዛይም ዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬዝ ተሳትፎ ነው. ነጠላ-ክር (ነጠላ-ክር) ራይቦኑክሊክ አሲድ (አር ኤን ኤ) ሞለኪውል ለዲኤንኤ ውህደት እንደ አብነት ሊያገለግል ይችላል ፣ ይህም የሚከሰተው ለምሳሌ ፣ ሴሎች በሬትሮቫይረስ (ኤድስ ቫይረስን ጨምሮ) ሲበከሉ)። የእነዚህ ቫይረሶች የሕይወት ዑደት የተገላቢጦሽ የመረጃ ፍሰትን ያጠቃልላል - ከአር ኤን ኤ ወደ ዲ ኤን ኤ. በዚህ ሁኔታ ተጨማሪ አር ኤን ኤ ወደ ዲ ኤን ኤ መቅዳት የሚከናወነው ኢንዛይም ሪቨርስ ትራንስክሪፕትዝ በመጠቀም ነው። በሕያዋን ፍጥረታት ህይወት ውስጥ ዲ ኤን ኤው በውጫዊ ሁኔታዎች ተጽእኖ ስር የናይትሮጅን መሰረትን መዋቅር መጣስ ጋር ተያይዞ ለተለያዩ ጉዳቶች (ሚውቴሽን) ሊጋለጥ ይችላል. በዝግመተ ለውጥ ወቅት ሴሎች የመጀመሪያውን መዋቅር ወደነበረበት መመለስን የሚያረጋግጡ የመከላከያ ዘዴዎችን አዘጋጅተዋል - የዲ ኤን ኤ ጥገና.

በዲ ኤን ኤ ሞለኪውሎች ውስጥ የሚገኙትን ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ለመወሰን ውጤታማ ዘዴዎች ተዘጋጅተዋል, ለዚህም ምስጋና ይግባቸውና ስለ ዋናው አወቃቀሩ በብዙ ቫይረሶች, በአንዳንድ ሚቶኮንድሪያ እና ክሎሮፕላስትስ, እንዲሁም በግለሰብ ጂኖች እና ትላልቅ ጂኖም ቁርጥራጮች ውስጥ ስላለው ዋና አወቃቀሩ እጅግ በጣም ብዙ መረጃ ተከማችቷል. የዲ ኤን ኤ እርሾ እና ኔማቶድ ትል ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ሙሉ በሙሉ ተወስኗል (150 ሚሊዮን ኑክሊዮታይድ ጥንድ)። በአለም አቀፉ የሰው ልጅ ጂኖም መርሃ ግብር ማዕቀፍ ውስጥ የሁሉም ዲ ኤን ኤ ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል በሰው ልጅ ጂኖም (3 ቢሊዮን ኑክሊዮታይድ ጥንድ) መመስረት በአብዛኛው ተጠናቅቋል።

በዲ ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ ያሉ ተለዋጭ ኑክሊዮታይዶችን ቅደም ተከተል ማወቅ የሰው ልጅ በዘር የሚተላለፉ በሽታዎችን ሲመረምር ፣የግለሰቦችን ጂኖች እና ሌሎች ተግባራዊ ጠቃሚ የዲ ኤን ኤ ክፍሎችን ሲለዩ ፣ የጄኔቲክ ኮድን በመጠቀም በተወሰኑ ጂኖች የተመሰጠሩትን የፕሮቲን ዋና መዋቅር በትክክል ለመመስረት ያስችላል። ስለ ዲ ኤን ኤ የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅር መረጃ በጄኔቲክ ምህንድስና ውስጥ እንደገና የተዋሃዱ ዲ ኤን ኤ ለመፍጠር በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል - የተገለጹ ንብረቶች ያላቸው ሞለኪውሎች ፣ ከተለያዩ ፍጥረታት ውስጥ የዲ ኤን ኤ አካላትን ጨምሮ።