Молекулярная структура ДНК

в этом видео я хочу рассказать о молекулярной структуре днк начнем с того что вспомним как расшифровывается днк я разобью расшифровку на части разными цветами днк расшифровывается как дезокси-рибозна нуклеиновая кислота я выписал это для того чтобы прояснить почему эта молекула называется именно так днк это разновидность нуклеиновых кислот слова нуклеиновая означает что она находится в ядре ядро на латыни nucleus днк находится в ядре эукариотов то есть и ядерных организмов чуть позже мы разберем почему она называется кислотой но пока пропустим этот момент каждая молекула днк состоит из цепочки так называемых нуклеотидов что такое нуклеотид здесь на рисунке у меня увеличенное изображение двух цепочек днк с этой стороны мы видим один из остова в днк так сказать одну из частей нашей веревочной лестнице а с другой страны вторая часть лестницы и вот эти мостики я чуть позже расскажу что это за молекулы это как бы ступеньки веревочной лестнице и чтобы вам было понятно я сейчас обведу пунктиром отдельные нуклеотид вот это один нуклеотид и он сцеплен с другим нуклеотидом вот это у меня второй нуклеотид справа у нас тоже есть нуклеотиды вот это третий нуклеотид а под ним еще один нуклеотид то есть на этом рисунке 4 нуклеотида давайте теперь рассмотрим строение этих нуклеотидов вам наверное уже бросились в глаза вот эти фосфатные группы вот одна фосфатная группа вот еще одна фосфатная группа фосфатная группа это то что делает днк и вообще нуклеиновой у кислоту кислотой и возможно вы спросите тут же отрицательный заряд отрицательно заряженные ионы будут притягивать протоны и взаимодействовать с ними что же это за кислота это скорее основании дело в том что фосфатные группы которые обычно рисуют с отрицательным зарядом настолько кислоты что в нейтральном растворе они наоборот отдают водород если совсем строго нарисовать структуру днк то фосфатные группы будут соединены с водородом но они очень сильно хотят от него избавиться давайте я разберу поподробнее тот момент сотру этот отрицательный заряд и так вот фосфатная группа соединена с водородом этот атом кислорода настолько активно забирает электрон на себе что водород легко отделяется и может прикрепиться например к проплывающие мимо молекуле воды в итоге протон отделился от молекулы днк поэтому днк называется кислотой вне раствора у молекулы днк здесь будут атомы водорода но она настолько кислотно что в водном растворе все эти атомы водорода легко отделяются от нее поэтому именно фосфатные группы делают днк кислотой вас может смутить тот факт что обычно молекулу днк рисует с отрицательными зарядами но это потому что от нее уже отделились протон и дальше к этому уставу крепятся основании но слова кислота именно отсюда следующее на что можно обратить внимание это вот эти группы здесь мы видим вот такое кольцо внешне она похожа на сахар или неспроста это пятиуглеродный сахар вот здесь отдельные я нарисовал сахар рибозу я нарисовал ее в виде линейной цепи но как и многие сахара она может принимать циклическую форму причем даже не одну давайте я для удобства пронумерую атомы углерода в днк очень важна не запутаться в атомах углерода углерод карбонильной группы и мы обозначим один штрих дальше пойдут 2 штрих 3 штрих 4 штрих и 5 штрих и когда рибоза принимается к ческую форму то вот этот атом кислорода связанный с четвертым атомом углерода использует свободную электронную пару для образования связи с углеродом под номером один штрих я нарисовал такую стрелку потому что вся молекула изгибается и образует вот такую структуру и после образования этой связи живется одна из связей в двойной связи углерод-кислород и освободившаяся электронная пара кислорода захватывает протон из водного раствора и здесь появится водород и после этого молекула примет вот такую форму чтобы вам было понятнее я подпишу первый атом углерода раньше был частью карбонильной группы теперь одна из связей разорвалась и кислороду присоединился протон из раствора вот здесь была двойная связь то есть вот этот протон водорода на новом рисунке будет вот здесь а вот эта зеленая связь между кислородом связанным с четвертым углеродом и первым углеродом вот она а вот этот кислород на этом рисунке вот здесь обратите внимание он по-прежнему связан с четвертым атомом углерода но теперь он еще связан и с первым атомом углерода при чем раньше он был связан с водородом теперь этот водород вот здесь но скорее всего его заберет себе проплывающие мимо молекула воды и образует с ним ион гидроксония водорода здесь не будет здесь молекула захватят протон а здесь потеряет протон в итоге сколько атомов было столько и осталась и так образовалось циклическая форма это циклическая форма почти то же самое что мы видим в молекуле днк и ровно то же самое что мы увидим в молекуле рнк рибо-нуклеиновая кислоты а что же тогда означает дезоксирибонуклеиновая кислота здесь перед нами рибоза если убрать один кислород и заменить например гидроксильную группу простым водородом получится дезоксирибоза здесь в днк именно она вот кольцо из пяти звеньев она очень похожа на эту молекулу мы уже встречались с такой формой записи атомы углерода подразумевается на пересечениях отрезков и на их концах например вот здесь на конце отрезка тоже углерод но если тщательно сравнить эти две молекулы tauri базы есть группа h у этого атома водорода с одной стороны а с другой у аж а в молекуле днк здесь подразумевается два атома водорода кислорода здесь не хватает это дезоксирибоза de saxe означает без кислорода у дезоксирибоза отсутствует кислород на втором атоме углерода если кислород убрать получится дезоксирибоза вот эта часть это дезоксирибоза вернее это было дезоксирибоза а потом она образовала связи с другими группами в составе молекулы днк вот откуда в названии днк взялась приставка дезоксирибоза стал ся вот этот кусок эти оставшиеся фрагменты называется азотистые основания здесь у нас азотистое основание а здесь другое азотистое основание вот это еще одно азотистое основание обратите внимание здесь одно кольцо здесь одно кольцо а у этого два кольца у этого азотистого основания тоже два кольца у каждого азотистого основания есть свое название азотистые основания с двумя кольцами или с двумя циклами называется пурины это термин общей классификации а если кольцо одно такое азотистое основание называется пиримидин здесь у нас аденин а под ним изображен гуанин вот это азотистое основание с одним кольцом это пиримидин который называется от тимин в рнк встречается еще одно азотистое основание урацил но в днк последний возможный вид азотистых оснований это цитозин и на этом рисунке видно что тимин образуют связи с аденином а цитозин образует связи с гуанином как они связываются эти азотистые основания связываются друг с другом притягивается друг другу благодаря водородным связям дело в том что азот очень электроотрицательный поэтому когда азот связан с водородом на атоме азота образуется частичный отрицательный заряд а на атоме водорода частичный положительный как я всегда говорил кислород тоже очень электроотрицательный а значит на нем будет частичный отрицательный заряд поэтому частично отрицательно заряженный кислород будет притягиваться к частично положительно заряженному водороду и между ними образуется водородная связь у этого атома водорода электроны притянули к себе вот этот атом азота а этот атом азота тоже притянул к себе электроны поэтому здесь тоже будет водородная связь здесь у нас тоже будет частично положительно заряженный водород потому что у него почти отобрали электрон а рядом кислород с частичным отрицательным зарядом они притянутся друг другу и образует водородную связь то же самое будет здесь между азотом и водородом и то же самое здесь между кислородом и водородом вот почему цитозин образует пару с гуанином а тимин с аденином спасибо что подписывайтесь на наш канал мы будем рады услышать ваше мнение по поводу этого видео если у вас возникли вопросы касательно данного видеоролика то напишите их в комментариях и мы с удовольствием постараемся ответить на них