Просторову модель молекули ДНК в 1953 році запропонували американські дослідники генетик Джеймс Уотсон (рід. 1928) і фізик Френсіс Крік (рід. 1916). За видатний внесок у це відкриття їм була присуджена Нобелівська премія з фізіології і медицини 1962 року.
Дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) є біополімер, мономером якого є нуклеотид. До складу кожного нуклеотиду входять залишок фосфорної кислоти, з'єднаний з цукром дезоксирибозою, який, в свою чергу, з'єднаний з азотистих основ. Азотистих основ у молекулі ДНК чотири види: аденін, тимін, гуанін і цитозин.
Молекула ДНК складається з двох довгих ланцюгів, сплетених між собою у вигляді спіралі, найчастіше, правозакрученной. Виняток становлять віруси, які містять одноцепочной ДНК.
Фосфорна кислота і цукор, які входять до складу нуклеотидів, утворюють вертикальну основу спіралі. Азотисті основи розташовуються перпендикулярно і утворюють «містки» між спіралями. Азотисті основи одного ланцюга з'єднуються з азотистими основами іншого ланцюжка відповідно до принципу комплементарності, або відповідності.
Принцип комплементарності. У молекулі ДНК аденін з'єднується тільки з тиміном, гуанін - тільки з цитозином.
Азотисті основи оптимально відповідають один одному. Аденін і тимін з'єднується двома водневими зв'язками, гуанін і цитозин - трьома. Тому на розрив зв'язку гуанін-цитозин потрібно більше енергії. Однакові за розміром тимін і цитозин набагато менше аденіну і гуаніну. Пара тимін-цитозин була б занадто мала, пора аденін-гуанін - занадто велика, і спіраль ДНК скривилася б.
Водневі зв'язки неміцні. Вони легко розриваються і так же легко відновлюються. Ланцюги подвійної спіралі під дією ферментів або при високій температурі можуть розходитися, як замок-блискавка.
5. Молекула РНК Рибонуклеїнова кислота (РНК)
Молекула рибонуклеїнової кислоти (РНК) теж є биополимером, який складається з чотирьох типів мономерів - нуклеотидів. Кожен мономер молекули РНК містять залишок фосфорної кислоти, цукор рибозу і азотистих основ. Причому, три азотистих підстави такі ж, як в ДНК - аденін, гуанін і цитозин, але замість тиміну в РНК присутній близький йому за будовою урацил. РНК - одноцепочечная молекула.
Залежно від будови і виконуваної функції розрізняють три види РНК.
1. Транспортна РНК (тРНК). Транспортні РНК в основному знаходяться в цитоплазмі клітини. Вони переносять амінокислоти до місця синтезу білка в рибосому.
2. Рибосомальна РНК (рРНК). Рибосомальна РНК зв'язується з певними білками і утворює рибосоми - органели, в яких відбувається синтез білків.
3. Інформаційна РНК (іРНК), або матрична РНК (мРНК). Інформаційна РНК переносить інформацію про структуру білка від ДНК рибосоми. Кожна молекула іРНК відповідає певній ділянці ДНК, який кодує структуру однієї білкової молекули. Тому для кожного з тисяч білків, які синтезуються в клітці, є своя особлива іРНК.