Дэзоксірыбануклеінавая кіслата: Розніца паміж версіямі

'''Дэзоксірыбануклеі́навая кіслата́ (ДНК)'''  — адзін з двух тыпаў [[нуклеінавая кіслата|нуклеінавых кіслот]], якія забяспечваюць захоўванне, перадачу з пакалення ў пакаленне і рэалізацыю [[генетыка|генетычнай]] праграмы развіцця і функцыянавання [[арганізм|жывых арганізмаў]]. Асноўная роля ДНК у [[клетка]]х  — доўгатэрміновае захоўванне [[інфармацыя|інфармацыі]] аб структуры [[РНК]] і [[бялкі|бялкоў]].

У клетках [[эўкарыёты|эўкарыёт]] ([[жывёлы|жывёл]], [[расліны|раслін]] і [[грыбы|грыбоў]]) ДНК знаходзіцца ў [[клетачнае ядро|ядры клеткі]] ў складзе [[храмасома|храмасом]], а таксама ў некаторых клетачных арганоідах ([[мітахондрыя]]х і [[пластыды|пластыдах]]). У клетках [[пракарыёты|пракарыятычных арганізмаў]] ([[бактэрыі|бактэрый]] і [[археі|архей]]) кальцавая ці лінейная малекула ДНК, так званы нуклеатыд, прымацавана знутры да клетачнай мембраны. У іх і ў ніжэйшых эўкарыётэўкарыётаў (напрыклад, [[дрожджы|дражджэй]]) сустракаюцца таксама невялікія аўтаномныя, пераважна кальцавыя малекулы ДНК, якія называюцца {{нп4|плазміды|плазмідамі|ru|плазмиды}}. Акрамя таго, адна- ці двухланцужковыя малекулы ДНК могуць утвараць [[геном]] ДНК-змяшчальных [[вірус]]аў.

З погляду хіміі, ДНК  — гэта доўгая [[палімер]]ная малекула, складзеная шляхам паўтарэння блокаў  — [[нуклеатыд]]аў. Кожны нуклеатыд складаецца з {{нп4|азоцістыя асновы|азоцістай асновы|ru|азотистые основания}}, [[цукры|цукру]] ({{нп4|дэзоксірыбоза|дэзоксірыбозы|ru|дезоксирибоза}}) і {{нп4|артафосфарная кіслата|фасфатнай групы|ru|ортофосфорная кислота}}. Сувязі паміж нуклеатыдамі ў ланцугу ўтвараюцца за кошт дэзоксірыбозы і фасфатнай групы (фосфадыэфірныя сувязі). У пераважнай большасці выпадкаў (акрамя некаторых вірусаў, якія ўтрымліваюць адналанцужковую ДНК) макрамалекула ДНК складаецца з двух ланцугоў, арыентаваных азоцістымі асновамі адзін да аднаго. Гэтая двухланцужковая малекула спіралізавана. У цэлым структура малекулы ДНК атрымала назву «двайной спіралі».

У ДНК сустракаецца чатыры віды азоцістых асноў ([[адэнін]], {{нп4|гуанін||ru|гуанин}}, {{нп4|тымін||ru|тимин}} і {{нп4|цытазін||ru|цитозин}}). Азоцістыя асновы аднаго з ланцугой злучаюцца з азоцістымі асновамі другога ланцуга {{нп4|вадародная сувязь|вадароднымі сувязямі|ru|водородная связь}} згодна з {{нп4|камплементарнасць, малекулярная біялогія|прынцыпам камплементарнасці|ru|Комплементарность (биология)}}: адэнін злучаецца толькі з тымінам, гуанін  — толькі з цытазінам. Паслядоўнасць нуклеатыдаў дазваляе «кадзіраваць» інфармацыю пра розныя тыпы РНК, найбольш важнымі з якіх з'яўляюцца інфармацыйныя, ці матрычныя ({{нп4|матрычная рыбануклеінавая кіслата|мРНК|ru|мРНК}}), рыбасомныя ({{нп4|рыбасомныя рыбануклеінавыя кіслоты|рРНК|ru|Рибосомные рибонуклеиновые кислоты}}) і транспартныя ({{нп4|транспартная рыбануклеінавая кіслата|тРНК|ru|тРНК}}). Усе гэтыя тыпы РНК сінтэзуюцца на матрыцы ДНК шляхам капіравання паслядоўнасці ДНК у паслядоўнасць РНК (у працэсе [[транскрыпцыя, біялогія|транскрыпцыі]]) і ўдзельнічаюць у біясінтэзе [[бялкі|бялкоў]] (працэсе [[трансляцыя, біялогія|трансляцыі]]). Акрамя кадзіровачных паслядоўнасцей, ДНК клетак змяшчае паслядоўнасці, якія выконваюць рэгулятарныя і структурныя функцыі. Апрача таго, у геноме эўкарыётэўкарыёта часта сустракаюцца ўчасткі, якія належаць «генетычным паразітам», напрыклад, {{нп4|транспазоны|транспазонам|ru|транспозоны}}.

Расшыфроўка структуры ДНК (1953  г.) стала адным з паваротных момантаў у гісторыі біялогіі. За выдатны ўклад у гэтае адкрыццё [[Фрэнсіс Гары Крык|Фрэнсісу Крыку]], [[Джэймс Дзьюі Уотсан|Джеймсу Уотсану]] і [[Марыс Уілкінс|Марысу Уілкінсу]] была прысуджана [[Нобелеўская прэмія па фізіялогіі і медыцыне]] 1962 года. Ключом для адкрыцця структуры ДНК паслужылі {{нп4|фатаграфія 51|рэнтгенаграмы|ru|Фотография 51}}, атрыманыя даследчыцай {{нп4|Разалінд Франклін||ru|Франклин, Розалинд}} у [[1952]] годзе<ref>{{cite web|url=http://www.scientificamerican.com/slideshow.cfm?id=10-nobel-snubs#5|title=No Nobel for You: Top 10 Nobel Snubs. Rosalind Franklin--her work on the structure of DNA never received a Nobel|author=Erica Westly|date=2008-10-06|work=|publisher=Scientific American|accessdate=2013-11-18|lang=en|archiveurl=http://www.webcitation.org/6MTw9Qugx|archivedate=2014-01-09}}</ref>.

ДНК як хімічнае рэчыва была выдзелена Іаганам Фрыдрыхам Мішарам у [[1868]] годзе з рэшткаў клетак, якія змяшчаюцца ў гное. Ён вылучыў рэчыва, у склад якога ўваходзяць [[азот]] і [[фосфар]]. Спачатку новае рэчыва атрымала назву '''нуклеін''', а пазней, калі Мішар вызначыў, што гэта рэчыва валодае кіслотнымі ўласцівасцямі, рэчыва атрымала назву [[нуклеінавая кіслата]]<ref>{{cite journal |author=Dahm R |title=Friedrich Miescher and the discovery of DNA | journal=Dev Biol |volume=278 |issue=2 | pages=274–88 |year=2005 |pmid=15680349}}</ref>. Біялагічная функцыя адкрытага рэчыва была не зразумелая, і доўгі час ДНК лічылася запаснікам фосфару ў арганізме. Больш за тое, нават у пачатку [[20 стагоддзе|20 стагоддзя]] многія біёлагі лічылі, што ДНК не мае ніякага дачынення да перадачы інфармацыі, паколькі будова малекулы, на іх думку, была занадта аднастайная і не магла трымаць закадавануюзакадзіраваную інфармацыю.

Да [[1950-я|50-х]] гадоў 20 стагоддзя дакладная будова ДНК, як і спосаб перадачы спадчыннай інфармацыі, заставалася невядомай. Хоць і было дакладна вядома, што ДНК складаецца з некалькіх ланцужкоў, якія складаюцца з нуклеатыдаў, ніхто не ведаў дакладна, колькі гэтых ланцужкоўланцугоў і як яны злучаны.

Структура двайной спіралі ДНК была прапанавана [[Фрэнсіс Гары Крык|Фрэнсісам Крыкам]] і [[Джэймс Дзьюі Уотсан|Джэймсам Уотсанам]] у [[1953]] годзе на падставе рэнтгенаструктурных дадзеных, атрыманых [[Марыс Уілкінс|Марысам Уілкінсам]] і Разаліндай Франклін, і «[[правіла Чаргафа|правілаў Чаргафа]]», згодна з якімі ў кожнай малекуле ДНК выконваюцца строгія суадносіны, якія злучаюць паміж сабой колькасць азоцістых падстаўасноў розных тыпаў<ref name=Watson>{{cite journal | author = Watson J, Crick F | title = Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid | url=http://profiles.nlm.nih.gov/SC/B/B/Y/W/_/scbbyw.pdf | journal = Nature | volume = 171 | issue = 4356 | pages = 737 – 8 | year = 1953 | id = PMID 13054692}}</ref>. Пазней прапанаваная Уотсанам і Крыкам мадэль будовы ДНК была даказана, а іх праца адзначана [[Нобелеўская прэмія па фізіялогіі і медыцыне|Нобелеўскай прэміяй па фізіялогіі або медыцыне]] ў [[1962]] годзе. Сярод лаўрэатаў не было Разалінды Франклін, якая памерла да таго часу ад раку, бо прэмія не прысуджаецца пасмяротна<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962] Nobelprize .org Accessed 22 Dec 06</ref>.

Варта адзначыць, што тымін і ўрацыл не так строга прымеркаваны да ДНК і РНК адпаведна, як гэта лічылася раней. Так, пасля сінтэзу некаторых малекул РНК значная колькасць урацылаў у гэтых малекулах мецілируеццамеціліруецца з дапамогай спецыяльных [[ферменты|ферментаў]], ператвараючыся ў тымін. Гэта адбываецца ў транспартных і [[рыбасома]]льных РНК<ref>{{cite journal |author=Agris P |title=Decoding the genome: a modified view |

Палімер ДНК валодае даволі складанай структурай. НуклеатыдаНуклеатыды злучаны паміж сабой кавалентна ў доўгія ''палінуклеатыдныяполінуклеатыдныя'' ланцугі. Гэтыя ланцугі ў пераважнай большасці выпадкаў (акрамя некаторых [[вірусы|вірусаў]], якія валодаюць адналанцуговаміадналанцуговымі ДНК-геномамі) аб'ядноўваюцца парамі пры дапамозе вадародных сувязяў ва другасную структуру, якая атрымала назву ''двайной спіралі''<ref name=Watson/><ref name=berg/>. Аснова кожнага з ланцугоў складаецца з [[фасфат]]аў і [[цукар|цукроў]], якія чаргуюцца<ref name=Ghosh>{{cite journal | author = Ghosh A, Bansal M | title = A glossary of DNA structures from A to Z | journal = Acta Crystallogr D Biol Crystallogr | volume = 59 | issue = Pt 4 | pages = 620 – 6 | year = 2003 | id = PMID 12657780}}</ref>. Унутры аднаго ланцуга ДНК суседнія нуклеатыды злучаныязлучаны фосфадыэфірнымі сувязямі, якія фарміруюцца ў выніку ўзаемадзеяння паміж 3'-гідраксільнай (3'—ОН) групай малекулы дезоксірыбозы аднаго нукдеатыда і 5'-фасфатнай групай (5'—РО₃) іншагадругога. Асіметрычныя канцы ланцуга ДНК называюцца 3' (тры прым) і 5' (пяць прым). Палярнасць ланцугуланцуга грае важную ролю пры сінтэзе ДНК (падаўжэнне ланцуга магчыма толькі шляхам далучэння новых нуклеатыдаў да свабоднага 3'-канца).