Азотистые основания, такие как: тимин и цитозин, гуанин и аденин, представляют собой нуклеотидный состав днк. Зачастую макромолекула дезоксирибонуклеиновой кислоты составляет две спиральные цепи, которые ориентируются основаниями азота. Из-за своей структуры ДНК молекула обрела название — «двойная спираль». Одна цепь дезоксирибонуклеиновой кислоты соединяется с основаниями азота, другая же – с водородными.
При помощи принципа комплементарности можно узнать, что гуанин соединяется исключительно с цитозином, а аденин с тимином. Другой последовательности в природе не может быть. Нуклеотид является главной составляющей макромолекулы ДНК. В каждом нуклеотиде находятся фосфорная и гидроксильная кислоты, которые соединяются с азотистыми основаниями в хронологическом порядке. Полинуклеотидная цепь имеет форму лестницы, перекладинами которой являются пары оснований, а поручнями антипараллельные сахаро-фосфатные цепи.
В каждом виде существуют исключения, что можно сказать и о ДНК. В дезоксирибонуклеиновой кислоте может встретиться пятый тип пиримидинового основания, его название – урацил. Этот тип отличается от тимина всего лишь одним фактором – у урацила не существует метильной группы на кольце. Таким образом, урацил может спокойно заменять тимин в РНК.
Строение ДНК молекулы очень сложное. Нуклеотиды прикрепляются друг к другу по валентности, которые образовывают цепи. Такие цепи соединяются попарно при помощи водородных связей, образовывая вторичную структуру, которая именуется двойной спиралью. Некоторые вирусы, которые имеют одноцепочечную ДНК не могут соединяться с другими нитями.
История развития дезоксирибонуклеиновой кислоты
В 1868 году впервые открыли ДНК, как новое химическое вещество. Иоганн Эбергард Мишер смог выделить молекулу из клеток, 
которые находились в гное. Мишер обнаружил, что вещество складывается из фосфора и азота. С того момента выделенное вещество было названо нуклеином, но после того, как Иоганн определил, что оно включает в себя и кислоты, название изменилось – нуклеиновая кислота. Долгое время ученые не могли найти правильную биологическую функцию нуклеиновой кислоты, поэтому они считали, что молекула просто является запасным фосфором в организме.
До второй половины ХХ века точная структура молекулы была неизвестна, собственно, как и передача наследственной информации. Хотя ученые знали, что молекула имеет несколько цепей, составляющими которых являются нуклеотиды, но никто не мог сказать наверняка сколько именно цепочек в молекуле и каким образом они соединяются. Розалинд Франклин предоставила ученым Фр. Крику и Дж. Уотсону рентгеноструктурные данные, благодаря которым была выдвинута теория о том, что спиралей в ДНК – 2. Некоторое время спустя, теория Крика и Уотсона была доказана. В 1962 году ученым была присвоена Нобелевская премия.
ДНК – использование в медицине
Строение и функции ДНК и все достижения по её изучению, а также во всей молекулярной биологии могут сильно повлиять на практическую медицину. Эти достижения помогли углубиться в познаниях о генной инженерии, а также о многих болезнях, причины возникновения которых были неизвестны. Стоит отметить, что благодаря исследованиям, современная медицина вышла на новый уровень диагностики и лечения разных заболеваний.
Благодаря современным разработкам функции ДНК были изучены настолько, что стало возможным внедрить в организм больного человека работающие гены, они, в свою очередь, смогут восстановить метаболические нарушения, которые были спровоцированы мутированными генами. Генная терапия стала реальностью, и теперь есть возможность избавиться от наследственных заболеваний, которые, казалось бы, нельзя искоренить.
Для того чтобы выявить некоторые дефекты или отклонения в дезоксирибонуклеиновой кислоте, ее нужно выделить из определенного источника, то есть из биологической жидкости. К тому же количество ДНК должно быть в оптимальном количестве, чтобы можно было проводить исследования. Это довольно сложная задача, особенно если ткань человека используется в качестве источника молекулы. Из-за этого ученые стали размножать фрагменты молекулы в миллионы раз, чтобы получать безграничный к ним доступ в любое время. Рекомбинантные молекулы послужили отличным решением такой проблемы. ДНК различного происхождения были взяты для размножения в неограниченном количестве.
Интересные факты, связанные с ДНК молекулой
• 13 лет назад американская женщина Лидия, когда развелась со своим мужем, была вынуждена сдать анализ ДНК тест вместе со своими детьми. Эта процедура показала, что женщина не являлась биологической матерью для собственных детей. В это же время Лидия уже вынашивала третьего ребенка. После того как у ребенка, который в утробе матери, взяли образец, чтобы сделать этот же тест, оказалось, что Лидия не является матерью и ему. Специалисты сказали, что организм Лидии – это химера. Иначе говоря, организм женщины начал развиваться из-за слияния двух оплодотворенных яйцеклеток разными сперматозоидами. Они имеют разную последовательность в ДНК.
• Более чем 200 генов, которые человек унаследовал от своих предков, являются бактериями.
• Если ген SMARCAD 1 мутирует ( это происходит в редких случаях), то это приведет к нарушению в генах, что повлечет за собой адерматоглифию. Это значит, что у человека будут отсутствовать отпечатки пальцев.
• Все представители человеческой расы имеют различие в ДНК коде всего на 0.01%, вся же оставшаяся форма идентична.
• Мутация молекул у сильного пола в два раза выше, нежели у женщин.
• 1 сантиметр ДНК кода может сохранить до двух гигабайт различной информации.
• Дезоксирибонуклеиновая кислота человека наполовину совпадает с молекулой банана.
• Спираль молекулы человека имеет около 85 000 генов.
• Практически вся информация ДНК, которая отвечает за наследственность, находится не в самом ядре, а в отдельно расположенных структурах клетки. Именно они отвечают за распределение метаболической энергии.
• ДНК человека совпадает с дезоксирибонуклиновой кислотой шимпанзе на 94%. У шимпанзе наличие хромосом больше на 2 штуки.