Правильный путь - страница 46

Молекулы этих веществ, также как и молекулы белков, существуют в виде огромных, сложных, строго упорядоченных конструкций. Составными элементами этих молекул являются нуклеотиды – вещества, состоящие из азотистого основания, углевода (дезоксирибозы) и фосфорной кислоты. Существует 4 вида нуклеотидов. Углевод и фосфорная кислота у всех 4 видов одинаковы. Отличаются нуклеотиды друг от друга только азотистыми основаниями, в соответствии с которыми им и даны названия. Нуклеотид с азотистым основанием аденин сокращенно называют А-нуклеотидом, с гуанином – Г, с тимином – Т, с цитозином – Ц.

Любая молекула ДНК состоит из огромного количества молекул нуклеотидов всех четырех видов, соединенных между собой в строго определенной последовательности. И представляет каждая из них собой огромную сложноустроенную молекулу, имеющую вид двух спирально закрученных, сплетенных друг с другом «в косичку» длинных нитей.

То есть, макромолекула ДНК имеет форму двойной спирали и состоит из двух связанных друг с другом нитей, каждая из которых является по сути длинной цепью из соединенных между собой в строго определенном порядке нуклеотидов. При этом у каждого живого существа в молекуле ДНК заложено свое количество и своя последовательность этих элементов.

Нуклеотиды в каждой нити соединены между собой прочной ковалентной связью, через углевод одного и фосфорную кислоту соседнего нуклеотида. Сами нити в свою очередь тоже связаны между собой. Существует эта связь благодаря тому, что в каждой молекуле ДНК азотистые основания нуклеотидов одной ее нити пристыкованны к азотистым основаниям нуклеотидов другой ее нити.

Азотистые основания противоположных нитей скрепляются между собой водородными связями. При этом осуществляется их соединение всегда с соблюдением одного строгого правила, которое, к слову, как и любое другое правило, существующее в природе, естественно не могло взяться само по себе и соблюдаться самопроизвольно на протяжении миллиардов лет, с момента появления первых живых организмов.

Данное правило называется принципом комплементарности. Заключается оно в том, что аденин одной цепи соединяется только с тимином в противоположной цепи, а гуанин соединяется только с цитозином из противоположной цепи.

При таком сочетании нуклеотидов в двойной спирали обеспечивается одинаковое по всей длине расстояние между нитями, а также образование между ними, а точнее между их основаниями, лежащими друг напротив друга, максимального числа водородных связей, что необходимо для обеспечения прочного соединения нитей ДНК, и сохранения при этом особых свойств молекулы ДНК в целом.

Главным из свойств, присущих молекуле ДНК, и имеющим большое значение для живых существ является ее способность к удвоению. Это главная характерная особенность, этой молекулы, которая заключается в том, что одна такая молекула способна превратиться в две молекулы, при этом каждая из вновь образованных молекул будет точной копией первоначальной.

В основе данной особенности находится то, что водородные связи, скрепляющие две спирально закрученные нити ДНК, не ковалентны и поэтому при определенных условиях легко разрываются и восстанавливаются. То есть, цепочки нуклеотидов при определенных условиях способны раскручиваться и отделяться друг от друга.

Разделение происходит при воздействии определенных белков-ферментов. При взаимодействии с этим белками двойная спираль ДНК, благодаря своим характерным особенностям, не распадается на составные части, а начинает раскручиваться с одного конца. К каждой из двух, отделяющихся друг от друга, нитей в процессе удвоения достраивается из находящихся в окружении свободных нуклеотидов новая нить, идентичная первоначальной. Происходит это также по принципу комплементарности, то есть к аденину в исходной цепочке пристыковывается тимин, к цитозину – гуанин, к тимину – аденин, и к гуанину – цитозин. И так по всей длине, в независимости от того какой длины была первоначальная цепочка нуклеотидов.