Die ersten Informationen zu chemischen EigenschaftenDesoxyribonukleinsäure stammt aus dem Jahr 1868. Im 20. Jahrhundert, gegen Anfang der vierziger Jahre, wurde nachgewiesen, dass das Molekül ein lineares Polymer ist. Die Monomereinheiten sind Nukleotide, die aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und Pentose (einem Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen) bestehen.
Desoxyribonukleinsäure kann habendie Basis von zwei Typen: Pyrimidin (Thymin (T) und Cytosin (C)) und Purin (Adenin (A) und Guanin (G)). Die Verbindung von Nukleotiden erfolgt über Phosphodiesterbindungen.
Biologen Crick und Watson im Jahr 1953, basierend aufDie Röntgenstrukturanalyse von DNA-Kristallen kam zu dem Schluss, dass das native Molekül aus einem Paar Polymerketten besteht, die eine Doppelhelix bilden. Übereinander gewickelte Polynukleotidstränge werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten, die sich zwischen komplementären (miteinander übereinstimmenden) Basen in gegenüberliegenden Strängen bilden. In diesem Fall werden Paare nur wie folgt gebildet: Adenin-Thymin, Guanin-Cytosin. Das erste Paar wird durch zwei und das zweite Paar durch drei Wasserstoffbrücken stabilisiert.
Doppelsträngige Desoxyribonukleinsäurehat eine Länge, berechnet durch die Anzahl der Paare von einander entsprechenden Nukleotiden (bp). Für jene Moleküle, die aus Millionen und Abertausenden von Paaren bestehen, werden Einheiten von mn akzeptiert. bzw. die sogenannten. Somit wird die Desoxyribonukleinsäure des menschlichen Chromosoms durch eine Doppelhelix dargestellt. Seine Länge beträgt 263 m.p.
DNA-Denaturierung (Schmelzen) ist ein Prozessbei dem die reguläre Doppelhelix eines linearen Moleküls in einen spulenartigen Zustand übergeht. Beim Schmelzen trennt sich das doppelsträngige Molekül in unabhängige Ketten. Die Temperatur, bei der die Hälfte der Desoxyribonukleinsäure geschmolzen wird, ist der Schmelzpunkt. Es kommt auf die qualitative molekulare Zusammensetzung an.
Wie oben erwähnt, Paare G-Cwerden durch drei und AT-Paare stabilisiert - durch zwei Wasserstoffbrücken. Dementsprechend ist das Molekül umso stabiler, je höher der Anteil der ersten Paare ist. Bei Denaturierung bei 260 nm nimmt die Lichtabsorption zu. Dieser hyperchrome Effekt ermöglicht die Kontrolle über den Zustand der sekundären Molekülstruktur. Wenn die Lösung der geschmolzenen Säure langsam abgekühlt wird, können sich wieder schwache Bindungen zwischen den komplementären Ketten bilden, und es kann eine Spiralstruktur auftreten, die mit der nativen (ursprünglichen) identisch ist. Das Verfahren der molekularen Hybridisierung basiert auf dieser Fähigkeit der DNA zur Renaturierung und Denaturierung. Es wird verwendet, um die Struktur von Nukleinsäuren zu untersuchen.
Doppelsträngiges Molekül als Trägergenetische Daten müssen zwei Hauptanforderungen erfüllen. Erstens muss es mit hoher Genauigkeit repliziert (reproduziert) werden, und zweitens muss es die Synthese von Proteinmolekülen codieren. Desoxyribonukleinsäure, deren Modell von Crick und Watson beschrieben wurde, erfüllt diese Anforderungen vollständig. Es wurde gefunden, dass gemäß dem Prinzip der Komplementarität jede Kette in einem Molekül eine Matrix für die Bildung einer neuen, einander entsprechenden Kette sein kann. Als Ergebnis einer Replikationsstufe erscheint somit ein Paar von Tochtermolekülen mit einer Nukleotidsequenz, die mit der des ursprünglichen DNA-Moleküls identisch ist. Zusätzlich definiert dieser strukturelle Genstrang im kodierten Protein die Aminosäuresequenz.
Von dem Moment an, als die Entdeckung veröffentlicht wurdeDNA und das Prinzip der Komplementarität, etablierte Prozesse, die für die Entschlüsselung erblicher Daten und die Regulation bei der Synthese genetischer Substanzen verantwortlich sind. Darüber hinaus wurde auch die Theorie der rekombinanten Moleküle entwickelt.
