С этого урока начинается молекулярная биология. Сначала посмотрим на общую карту — как код из ДНК превращается в белок, — а потом разберём саму ДНК: из чего она собрана и почему у неё именно две цепи, закрученные навстречу друг другу.
Вся молекулярная биология держится на одной фразе Маршалла Ниренберга: «ДНК делает РНК, РНК делает белок». Это и есть центральная догма. Информация течёт в одну сторону через три процесса.
Термины легко перепутать, поэтому вот подсказка. В слове транскрипция есть «скрипт» — это переписывание с одного языка на такой же (и ДНК, и РНК записаны нуклеотидами). Трансляция — это перевод на другой язык: с нуклеотидов на аминокислоты. Этот урок про самое начало цепочки — про ДНК.
ДНК — это длинная цепь из звеньев-нуклеотидов. Разбери одно звено, и внутри всегда три детали: фосфат, сахар (дезоксирибоза) и азотистое основание. Название «дезоксирибонуклеиновая кислота» прямо про это.
Дезоксирибоза — это рибоза, у которой на 2′-углероде вместо гидроксила просто водород. «Дезокси» и значит «минус кислород».
Кислой ДНК делают фосфаты остова. В растворе они легко отдают протон, поэтому обычно их рисуют с минусом.
Азотистых оснований четыре, и делятся они на два семейства по числу колец. Соединяются они строго по парам через водородные связи — это и есть комплементарность.
Аденин и гуанин. Крупные, из двух сросшихся колец. Запомнить: «pure As Gold» — A и G.
Цитозин и тимин. Маленькие, одно кольцо. В РНК вместо тимина — урацил.
Пара A-T держится на двух водородных связях, C-G — на трёх. Отсюда простое следствие: участок, богатый C-G, разъединить труднее.
Две цепи лежат друг напротив друга. Их остов собран из чередующихся фосфатов и сахаров, связанных фосфодиэфирными мостиками, а между цепями натянуты «ступеньки» из парных оснований. Держат ступеньки водородные связи, а отталкивание одноимённо заряженных фосфатов помогает молекуле закрутиться в спираль.
Главная тонкость — направление. Остов идёт от фосфата к 5′-углероду сахара, потом через сахар к 3′-углероду, и так дальше. Одна цепь читается 5′→3′, а комплементарная ей — 3′→5′. Цепи смотрят в разные стороны, поэтому их называют антипараллельными.
Направление 5′→3′ пригодится в следующем уроке: ферменты умеют достраивать новую цепь только в сторону 3′-конца. Ещё у концов линейных хромосом есть защитные повторы — теломеры, но про них тоже позже.
Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».
Дана одна цепь ДНК: 5′-ATTGC-3′. Нужно записать комплементарную ей цепь — с буквами и с направлением.
Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.