Какой в состав ДНК входит сахар? Химические основы строения ДНК

Как удивительно смотреть, насколько похожи между собой бывают родители и дети. Или же, напротив, совершенно отличны и от братьев и сестер, и от папы и мамы. Почему же так получается и от чего это зависит? Какие структуры отвечают за сохранение, закрепление, передачу и проявление признаков у потомков от родителей?

Эта роль принадлежит нуклеиновым кислотам, которые формируют хромосомы. Именно они и являются молекулами, выполняющими функции всех процессов, связанных с наследственностью и изменчивостью. Особенная прерогатива в этом принадлежит молекулам ДНК.

в состав днк входит сахар

История открытия нуклеиновых кислот

Долгое время о таких молекулах не было известно. Однако в 1869 году ученый Мишер в результате исследований обнаружил смесь ДНК и РНК, а затем сумел установить их принадлежность к кислотам. Сделал он это на основании изучения лейкоцитов в гное.

С этих пор началось активное изучение данных соединений. Многие ученые пытались установить химический состав ДНК и РНК. Понять их природу, сущность строения и биологическую роль. Большой вклад в это дело внесли такие люди, как:

  • А. Н. Белозерский.
  • Томас Морган.
  • К. Бриджис.
  • А. Меллер.
  • Г. де Фриз.
  • А. Стертевант.
  • Г. А. Надсон.
  • А. С. Серебровский.
  • Н. П. Дубинин.
  • Т. С. Филиппов и другие.

В период с 1900 года по наше время была выяснена природа нуклеиновый кислот, химические основы строения ДНК, ее особенности и биологическое значение. Были сделаны открытия, позволяющие считать данную молекулу универсальной основой всего живого.

Исследования в области генетики позволили установить взаимосвязь между ДНК, геном и хромосомами, расшифровать генетический код многих живых существ. Это имело важное значение для понимания устройства живой природы, механизмов ее работы.

Также был определен химический состав хромосом. Было выяснено, что основа их - молекулы нуклеиновой кислоты, имеющей специфическое строение.

химический состав днк и рнк

ДНК: общая характеристика



Полная расшифровка аббревиатуры названия - дезоксирибонуклеиновая кислота. Наравне с РНК данная кислота относится к ряду нуклеиновых. Свое название получила за то, что в состав ДНК входит сахар. Его название - дезоксирибоза.

Химический состав ДНК и РНК очень схож, различие как раз-таки в первую очередь в углеводе, образующем молекулу. У РНК это рибоза.

В общем виде молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты представляет собой сложную двуцепочечную макромолекулу, имеющую огромную молекулярную массу и разнообразный состав. Поэтому чаще всего графическое изображение данного соединения имеет вид двух нитей, объединенных поперечными ступенями - связями.

химический состав хромосом

В 1953 году Чаргафф и его сотрудники сумели раскрыть полностью внутреннее строение и состав молекулы, что имело огромное значение для всей молекулярной биологии и науки в целом. Стало очевидным, что в состав ДНК входит сахар пятиуглеродной основы (пентоза), пуриновые и пиримидиновые основания и остатки ортофосфорной кислоты.

Это позволило не только дальше расшифровать само строение соединения, но также изучить свойства, физические и химические. Биологическая роль и значение для организма была определена как основополагающая, универсальная и специфическая для каждого существа.

Химический состав

Если характеризовать внутренний атомный и молекулярный состав молекулы нуклеиновой кислоты, то можно выделить несколько основных типов соединений:

  • пентоза - дезоксирибоза (углевод моносахарид);
  • органические основания - пуриновые (аденин и гуанин), пиримидиновые (цитозин и тимин);
  • остатки фосфорной кислоты со свободными связями.

Это, в общем-то, все химические основы строения ДНК. Другое дело, что соединение всех этих компонентов не простое, а представляет собой сложный и уникальный процесс. Так, соединенные между собой дезоксирибоза, основания и остаток неорганической кислоты вместе формируют нуклеотид. Именно из нуклеотидных последовательностей и складывается вся структура молекулы в целом.

химический состав сахара

Уникальным является то, в какой последовательности будут располагаться органические основания друг за другом и по отношению к соседней цепочке. Нуклеотидная последовательность построена по определенным принципам, главным из которых является комплементарность (строгое соответствие пуриновых и пиримидиновых компонентов). Это позволяет каждому живому существу иметь свой генетический код, уникальный, врожденный и глубоко специфический.

Фенотипически это проявляется в виде наследования совершенно разных признаков, в том, что нет двух одинаковых людей (кроме однояйцевых близнецов), отличительных чертах внешности.

В состав ДНК входит какой сахар?

Основа любого органического вещества - это углеродная цепочка атомов. Молекула ДНК не стала исключением. Ведь в состав ДНК входит сахар, а именно он состоит из последовательности пяти атомов углерода, объединенных в циклическую структуру. Эта же молекула прерывается кислородным мостиком, входящим в общий цикл.

Химический состав сахара выражается следующей эмпирической формулой: С5Н10О4. Эта молекула - альдопентоза, включающая пять атомов углерода, закрученных в цикл. Помимо этого, один из атомов цепи вместо гидроксильной группы содержит только водород, поэтому в названии сахара появилась такая приставка, как "дезокси", то есть без кислорода.

Химический состав сахара был открыт и исследован Фибусом Ливеном, который и раскрыл всю структуру и химическую сущность соединения в 1929 году.

химические основы строения днк

Основания в составе молекулы

Органические основания, входящие в состав нуклеиновой кислоты ДНК можно разделить на две основные группы.

  1. Пуриновые - сложные структуры, образованные двумя углеродными циклами - пятичленным и шестичленным. К ним относятся аденин и гуанин, которые комплементарны пиримидиновым основаниям в составе дезоксирибонуклеиновой кислоты.
  2. Пиримидиновые - шестичленные углеродные циклы. Сюда входит тимин и цитозин.

Таким образом, получается, что в состав ДНК входит сахар и основание, соединенные между собой и скрепленные связями с радикалом фосфорной кислоты. Все вместе это и получается нуклеотид. В двуцепочечной структуре общей молекулы ДНК нуклеотиды связываются между собой согласно правилу комплементарности: аденину соответствует основание тимин, а гуанину - цитозин.

Типы связей между частицами

Основные типы связей между компонентными структурами ДНК следующие:

  • водородные;
  • ковалентные полярные;
  • силы межмолекулярного притяжения;
  • ваан-дер-вальсовы взаимодействия.

Это позволяет двуцепочечной структуре существовать в трех конформациях:

  • первичной - линейной последовательности нуклеотидов;
  • вторичной - спирально закрученной каждой нити и обеих около друг друга;
  • третичной - сложная конформационная глобула сильно спирализованной молекулы.

Таким образом то, что в состав ДНК входит сахар, основания и остатки кислоты является основой ее строения и почвой для реализации целого ряда взаимодействий и формирования химических связей.

удвоение молекулы днк

Значение ДНК для организмов

Можно выделить несколько самых важных пунктов:

  1. Молекулы рассматриваемой кислоты входят в химический состав хромосом, определяющих индивидуальность всех живых организмов.
  2. ДНК - основа синтеза сложных полипептидных цепей, отвечающих за кодирование и передачу наследственных признаков.
  3. Дезоксирибонуклеиновая кислота - основа для транскрипции, то есть первичного синтеза РНК, впоследствии белка.

Такие процессы происходят во всех организмах. Это позволяет называть данную структуру универсальной единицей всего живого.

в состав днк входит какой сахар

Репликация молекулы

Данный процесс представляет собой удвоение молекулы ДНК, протекающее самопроизвольно с затратой энергии в живых организмах. Основной компонент при этом - ДНК-полимераза, фермент, катализирующий и контролирующий весь синтез.

Суть репликации в том, чтобы каждая из нитей молекулы разделилась и удвоила свои линейные последовательности. В результате процесса образуются две новые молекулы ДНК, каждая из которых содержит одну старую полипептидную цепь, а вторую совершенно новую, построенную согласно принципу комплементарности.

Значение процесса - обеспечить потомство генетической информацией в полном объеме.

Dijelite na društvenim mrežama:

Povezan
Основные функции лейкоцитов: краткое описаниеОсновные функции лейкоцитов: краткое описание
Почему ребенок рождается с синдромом Дауна - вопрос, на который нет ответаПочему ребенок рождается с синдромом Дауна - вопрос, на который нет ответа
Хромосомы. Негомологичные и гомологичные хромосомы.Хромосомы. Негомологичные и гомологичные хромосомы.
Сколько хромосом у человека?Сколько хромосом у человека?
Хромосомы. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом.Хромосомы. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом.
Состав белка: что нам о нем известно?Состав белка: что нам о нем известно?
Марианская впадина - самый глубокий желобМарианская впадина - самый глубокий желоб
`Таункрафт 4`: рецепты, изучения, аспекты и исследования`Таункрафт 4`: рецепты, изучения, аспекты и исследования
Свойства и строение углеводов. Функции углеводовСвойства и строение углеводов. Функции углеводов
Автор теории строения органических соединений. Теория строения органических соединений А. М.…Автор теории строения органических соединений. Теория строения органических соединений А. М.…
» » Какой в состав ДНК входит сахар? Химические основы строения ДНК