DNR struktūra ir funkcija

Energijos ir medžiagų pasiskirstymas ląstelėje nukreipiamas yra biologinės informacijos:

Centrinė dogma: DNR  RNR  polipeptidas  fenotipas

Iš branduolio per RNR į citoplazmą → polipeptidas sąlygoja fenotipą. Visos ląstelės genetinę informaciją realizuoja centrinės dogmos būdu.

Be branduolio genomo egzistuoja mitochondrijų, plastidžių, plasmidžių genomai. Branduolio nukleorūgštys yra informacijos saugotojos ir perdavėjos.

Virusuose gali būti DNR arba RNR. Paveldimoji informacija lokalizuota genuose, kurie kontroliuoja įvairius požymius. Yra branduolyje, mitochondrijose, plastidėse, plasmidėse. Metabolinės DNR yra citoplazmoje. DNR kiekis tenkantis vienam branduoliui: žmogus – 3,25 x 10-9, drozofila – 0,085 x 10-9, E.coli – 0,004 x 10-9 mg. RNR kiekis lb įvairus ir gali kisti.

DNR monomeras vadinamas nukleotidu. Nukleotidą sudaro: fosfatas (fosfato rūgšties liekana), angliavandenis deoksiribozė, azoto turinti bazė (adeninas, guaninas, citozinas, timinas). Nukleotidai tarpusavyje jungiasi kovalentiniu ryšiu per vieno nukleotido deoksiribozę (3’galas) ir žemiau esančio nukleotido fosforo rugstį (5’galas). DNR molekulę sudaro dvi polinukleotidinės grandinės susisukusios spirale. Į vieną polinukloetidinę grandinę nukleotidai jungiasi kovalentiniais ryšiais. Šioje jungtyje dalyvauja gretimų nukleotidų fosfatas ir deoksiribozė. Tokia tvarka jungiasi nuo kelių iki kelių 10 000 polinukeotidinėje grandinėje 3’ gale OH. Grandinė yra polinė – viename gale 5’ gale fosfatas, kitame 3’ OH. A+G/C+T=1 visiems organizmams, A+T/C+G – rūšinis specifiškumas:žmogus – 1,67; mielės – 1,19; E.coli – 1,00. Nėra tvarkos bazių išsidėstyme.

Skirtinga biologinė prasmė: bazių išsidėstymas nulemia genus ir savybes.

Dvigrandė struktūra: grandinės jungiasi per azotines bazes. Pačios bazės jungiasi komplementiškai. A-T – du vandeniliniai ryšiai, C-G – trys vandeniliniai ryšiai. Viena nuo kitos bazės nutolusios vienodai. Grandinės išsidėsčiusios antilygiagrečiai. Virusai gali turėti ir viengrandę DNR. Tai pirmine DNR struktūra – daug vandenilių jungčių. Ryšiai lengvai suardomi ir atstatomi.

Antrinė struktūra: grandys apsisuka apie įsivaizduojamą ašį – dviguba spiralė. Veikia hidrofobinė sąveika. Angliavandeniu – fosfatų grandys. Branduolyje sudaro siūlus su dviem nesusijungusiais galais. Eukariotuose DNR dar susijungusios su histoliniais baltymais. DNR kiekis lokalizuojasi branduolyje – visa žmogaus DNR yra apie 1 m, o telpa 7 mikronų branduolyje.

DNR funkcijos:

  1. genetinės informacijos saugojimas
  2. Genetinės informacijos perdavimas:
    1. į baltymo biosintezės vietą. Šį perdavimą apsprendžia DNR savybė transkribuoti.
    2. sekančioms organizmo kartoms. Šį perdavimą apsprendžia DNR replikacija.