ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота ( / d iː ˈ ɒ k s ɪ ˌ r aɪ b oʊ nj uː ˌ k l iː ɪ k , - ˌ k l eɪ -/ ( слушайте ) ; ^[1] ДНК ) представляет собой полимер , состоящий из двух полинуклеотидных цепей, которые закручиваются друг вокруг друга, образуя двойную спираль , несущую генетические инструкции для развития, функционирования, роста иразмножение всех известных организмов и многих вирусов . ДНК и рибонуклеиновая кислота (РНК) являются нуклеиновыми кислотами . Наряду с белками , липидами и сложными углеводами ( полисахаридами ) нуклеиновые кислоты являются одним из четырех основных типов макромолекул , необходимых для всех известных форм жизни .

Две нити ДНК известны как полинуклеотиды , поскольку они состоят из более простых мономерных единиц, называемых нуклеотидами . ^{[2] [3]} Каждый нуклеотид состоит из одного из четырех азотсодержащих азотистых оснований ( цитозин [C], гуанин [G], аденин [A] или тимин [T]), сахара , называемого дезоксирибозой , и фосфатной группы . Нуклеотиды соединены друг с другом в цепочку ковалентными связями .(известная как фосфо-диэфирная связь) между сахаром одного нуклеотида и фосфатом следующего, что приводит к чередованию сахаро-фосфатного остова . Азотистые основания двух отдельных полинуклеотидных цепей связаны друг с другом в соответствии с правилами спаривания оснований (А с Т и С с G) водородными связями , образуя двухцепочечную ДНК. Комплементарные азотистые основания делятся на две группы: пиримидины и пурины . В ДНК пиримидинами являются тимин и цитозин; пурины – аденин и гуанин.

Обе нити двухцепочечной ДНК хранят одну и ту же биологическую информацию . Эта информация реплицируется , когда две нити расходятся. Большая часть ДНК (более 98% для человека) некодирующая , а это означает, что эти участки не служат паттернами для белковых последовательностей . Две нити ДНК идут в противоположных направлениях друг к другу и, таким образом, антипараллельны . К каждому сахару присоединен один из четырех типов азотистых оснований (или оснований ). Именно последовательность этих четырех азотистых оснований вдоль остова кодирует генетическую информацию. Цепи РНК создаются с использованием цепей ДНК в качестве шаблона в процессе, называемом транскрипцией ., где основания ДНК заменены на соответствующие им основания, за исключением случая тимина (Т), для которого РНК заменяет урацил (U). ^[4] Под генетическим кодом эти нити РНК определяют последовательность аминокислот в белках в процессе, называемом трансляцией .

В эукариотических клетках ДНК организована в виде длинных структур, называемых хромосомами . Перед типичным клеточным делением эти хромосомы удваиваются в процессе репликации ДНК , обеспечивая полный набор хромосом для каждой дочерней клетки. Эукариотические организмы ( животные , растения , грибы и протисты ) хранят большую часть своей ДНК внутри клеточного ядра в виде ядерной ДНК , а часть в митохондриях в виде митохондриальной ДНК или в хлоропластах в виде хлоропластной ДНК . ^[5]Напротив, прокариоты ( бактерии и археи ) хранят свою ДНК только в цитоплазме , в кольцевых хромосомах . В эукариотических хромосомах белки хроматина , такие как гистоны , уплотняют и организуют ДНК. Эти уплотняющие структуры управляют взаимодействиями между ДНК и другими белками, помогая контролировать, какие части ДНК транскрибируются.