Что такое DNA? - коротко
DNA — это двойная спираль из нуклеотидов, содержащих дезоксирибозу, фосфат и четыре азотистых основания, которая хранит генетическую информацию и обеспечивает её передачу от клетки к клетке и от поколения к поколению.
Что такое DNA? - развернуто
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) представляет собой длинную полимерную молекулу, состоящую из последовательности нуклеотидов, каждый из которых включает дезоксирибозу, фосфатную группу и азотистое основание. Азотистые основания делятся на четыре типа: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Их порядок в цепи определяет всю наследственную информацию организма.
Структурно ДНК образует двойную спираль, в которой две антипараллельные цепи соединены водородными связями между комплементарными основаниями (А с Т, Г с Ц). Эта конфигурация обеспечивает стабильность молекулы и одновременно позволяет ей раскрываться при необходимости доступа к генетическому коду.
Основные функции ДНК включают:
- хранение генетической информации, необходимой для синтеза всех биологических молекул;
- передача этой информации из одной клетки в другую при делении;
- обеспечение точного копирования генетического материала во время репликации.
Процесс репликации начинается с расщепления двойной спирали, после чего каждая из цепей служит шаблоном для синтеза новой комплементарной цепи. Ферменты‑полимеразы добавляют нуклеотиды, образуя две идентичные двойные спирали, каждая из которых содержит одну исходную и одну новую цепь.
Транскрипция переводит часть генетического кода в молекулу РНК. Эта молекула, в свою очередь, участвует в трансляции — процессе синтеза белков на рибосомах. Последовательность кодонов в мРНК определяет порядок аминокислот в полипептидной цепи, формируя тем самым структуру и функцию белка.
Геном, то есть совокупность всех ДНК в клетке, организован в хромосомы. У большинства эукариот каждая хромосома состоит из одного линейного фрагмента ДНК, упакованного в нуклеосомы и более сложные структуры, что обеспечивает компактность и регулируемость доступа к генетическим участкам.
Важные аспекты, связанные с ДНК:
- мутации — изменения в последовательности нуклеотидов, которые могут приводить к разнообразию признаков или к развитию заболеваний;
- эпигенетика — модификации ДНК и связанных белков, регулирующие экспрессию генов без изменения самой последовательности;
- биотехнологические применения — секвенирование геномов, генетическое редактирование (CRISPR‑Cas), производство рекомбинантных белков и диагностика наследственных заболеваний.
Таким образом, ДНК служит центральным элементом биологической информации, обеспечивая её хранение, точную передачу и реализацию в виде функциональных молекул, необходимых для жизни.