Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու (ԴՆԹ)

Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) կենսապոլիմեր է, որի հաջորդականությունում պահվում է ժառանգական տեղեկությունը։ Նրա նուկլեոտիդները պարունակում են ազոտային հիմքերի 4 հիմնական տեսակ։ ԴՆԹ-ն կրում է ՌՆԹ-ի և սպիտակուցների առաջացման հրահանգները և մասնակցում է բջիջների աշխատանքի կարգավորմանը։ Այդ հրահանգների իրագործումը կախված է նաև բջջային մեխանիզմներից և միջավայրի պայմաններից։ Մարդու կորիզային քրոմոսոմները պարունակում են գծային ԴՆԹ, իսկ միտոքոնդրիումները՝ ԴՆԹ-ի փոքր օղակաձև մոլեկուլ։

ԴՆԹ-ի յուրաքանչյուր շղթա կազմված է դեզօքսիռիբոզ, ֆոսֆատային խումբ և ազոտային հիմք պարունակող նուկլեոտիդներից։ Հարևան նուկլեոտիդները միացած են ֆոսֆոդիէսթերային կապերով՝ շաքարի 3′-OH խմբի և հաջորդ նուկլեոտիդի 5′-ֆոսֆատային խմբի միջև։ Այդպես ձևավորվում է պոլինուկլեոտիդային շղթայի շաքարաֆոսֆատային կմախքը։

Նկ. 1. Ռիբոզ և դեզօքսիռիբոզ, ազոտային հիմքեր, նուկլեոտիդներ և ԴՆԹ-ի շղթայի հատված։ Ադենինը (A) և գուանինը (G) պատկանում են պուրինային հիմքերին, իսկ ցիտոզինը (C) և թիմինը (T)՝ պիրիմիդինային հիմքերին։ Նկարի ստորին հատվածի սլաքը ցույց է տալիս ֆոսֆոդիէսթերային կապը։

Երկու հակազուգահեռ շղթաները ձևավորում են ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրը։ Հիմքերը փոխազդում են կոմպլեմենտարության սկզբունքով․ ադենինը զույգ է կազմում թիմինի, իսկ գուանինը՝ ցիտոզինի հետ։ Յուրաքանչյուր զույգի հիմքերի միջև առաջանում են ջրածնային կապեր։

Նկ. 2. Ջրածնային կապերը կոմպլեմենտար հիմքերի՝ A–T և G–C զույգերի միջև։

Կոմպլեմենտարությունը հնարավորություն է տալիս պատճենել ԴՆԹ-ն ռեպլիկացիայի ընթացքում։ ԴՆԹ-պոլիմերազը դուստր շղթայի կառուցման համար օգտագործում է մատրիցային շղթան և դեզօքսիռիբոնուկլեոզիդտրիֆոսֆատները՝ որպես սուբստրատներ։ Երկարացման մեկնարկի համար անհրաժեշտ է ազատ 3′-OH խումբ ունեցող պրայմեր։ Ֆերմենտը հաջորդաբար կոմպլեմենտար նուկլեոտիդներ է միացնում այդ ծայրին, ուստի նոր շղթան աճում է 5′→3′ ուղղությամբ։ Պատճենման բարձր ճշգրտությունն ապահովվում է սինթեզի ստուգմամբ և ռեպարացիայի համակարգերով, սակայն սխալները լիովին չեն բացառվում։

ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը պարունակում է ՌՆԹ-ի տարբեր տեսակների գեներ։ Տրանսկրիպցիայի ընթացքում ՌՆԹ-պոլիմերազը սինթեզում է ՌՆԹ՝ ԴՆԹ-ի մատրիցի վրա։ Մատրիցային ՌՆԹ-ն (մՌՆԹ) կրում է սպիտակուցի սինթեզի տեղեկությունը, ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն (ռՌՆԹ) մտնում է ռիբոսոմների կազմի մեջ, իսկ տրանսպորտային ՌՆԹ-ն (տՌՆԹ) տեղափոխում է ամինաթթուներ։ Գոյություն ունեն նաև այլ գործառութային ՌՆԹ-ներ, որոնք չեն թարգմանվում սպիտակուցի։

Սպիտակուց կոդավորող գենի տեղեկության իրագործման սովորական ուղին նկարագրվում է որպես ԴՆԹ→ՌՆԹ→սպիտակուց։ Սա չի նշանակում, թե յուրաքանչյուր կենսապոլիմեր մատրից է ցանկացած հաջորդի սինթեզի համար։ Ռեպլիկացիայի ժամանակ ԴՆԹ-ն մատրից է ԴՆԹ-ի, իսկ տրանսկրիպցիայի ժամանակ՝ ՌՆԹ-ի սինթեզի համար։ Տրանսլյացիայի ընթացքում ռիբոսոմն ընթերցում է մՌՆԹ-ի հաջորդականությունը՝ ըստ գենետիկական կոդի, իսկ տՌՆԹ-ներն օգնում են համապատասխան ամինաթթուները ներառել աճող սպիտակուցային շղթայի մեջ։ ՌՆԹ-ն կարող է լինել գենի էքսպրեսիայի ինքնուրույն վերջնական արգասիք։