Пәннің ОҚУ Әдістемелік кешені

Шиыршықтың ішкі кеңістігінде бір тізбектің азоттық негіздері екінші тізбекке сәйкес негіздермен сутегілік байланыстар құрап, бір – бірімен берік ұстасып тұрады. Азоттық негіздердің химиялық құрылыстарының ерекшеліктері бір тізбектің аденині екі сутегілік байланыс нәтижесінде екінші тізбектің тек цитозинмен ғана біріге алатынын көрсетеді. Яғни, бір тізбектің бойындағы азоттық негіздердің қандай кезекпен орналасқаны белгілі болса, онда ол тізбекпен бірігіп тұрған екінші тізбектің бойындағы азоттық негіздердің орналасу тәртібін де өте оңай анықтауға болады. Осындай бірімен – бірі сәйкес келетін тізбектерді бір – біріне комплементарлы деп атайды. ДНҚ тізбектерінің бағыты бір – біріне қарама – қарсы.

Көп уақытқа дейін ДНҚ-ның құрылымының үш түрлі қалыпы белгілі болған, олар қолайлы жағдайларда өзара өзгеру арқылы құбылып отырған. Осы үлгілердің жалпы қасиетттері төмендегі кестеде жинақталған.

ДНҚ құрылымдық топтар ретінде бірнеше типте кездеседі 1-кесте

1) Айналым бұрышы (+) белгісімен оң шиыршықталған және (-) белгімен сол шиыршықталған ДНҚ көрсетілген. Шиыршықтардың В-пішіні Уотсон және Крик өз үлгісін құрған, типі ДНҚ талшықтарында өте жоғары ылғалдылықта (92%) және төменгі иондық күші бар ерітінділерде кездеседі.

А-пішіні ДНҚ талшықтарында 75% ылғалдылықта және қарама-қарсы зарядталған натрий, калий немесе цезий иондарының ортасын қалайды. В-формасындағы шиыршық осіне міндетті түрде перпендикуляр орналасқан, негіздер А-пішінде шиыршықтың осіне қарай көлбей орналасқан және бір орамдағы олардың саны көбірек. Биологиялық түрғыдан А-форма қызықтырады, себебі оның конформациясы, ДНҚ-РНҚ будандарының құрылымына және РНҚ-ның қос шиыршықты бөлшектеріне жақын болуы мүмкін. Оның себебі РНҚ-ның В-пішініне кіруге 2-гидроксильдік топ бөгет жасайды.

С-форма, ДНҚ 66% ылғалдылықта болғанда литий иондарынын қатысуымен түзіледі. Оның бір орамында Д-ДНҚ-мен салыстырғанда негіздер жұбы аз.

Бұл үш формаларда нуклеотидтер бірізділігінен тәуелсіз барлық ДНҚ-лар бола алады. Келесі пішіндер негіздер жұптарының ерекшелігіне байланысты ғана ДНҚ-лары болады.

Д және Е-пішіндерде (мүмкін, бір пішіннің әртүрлі варианттары болуы ықтимал) бір орамда әлдеқайда аз жұптар (8 және 7,5) болады және тек ДНҚ құрамында гуанин жоқ молекулаларында табылған.

Z-пішін классикалық құрылымдағы топтардан мүлде өзгеше. Бұл форма - сол шиыршықты, ал басқалары оңға қарай шиыршықталған. Оның орамында жұптар саны көбірек, яғни аз шиыршықталған және жіңішкелеу. Өзінің атын шиыршықтың бойында қант-фосфат желісінің зигзагты (zigzag - ирек) орналасу түріне байланысты алған. В-формадағы ДНҚ-ның иілімі жатық .

Z-формалы қос шиыршықтар пурин-пиримидин бір ізділік кезектесе орналасқан полимерлерде табылған. Осыған дейін ДНҚ-ны біз оқшау жеке құрылым ретінде қарадық. Шындығында ол белоктармен байланысты, ал белоктар В-пішіннің Z-пішініне айналуына бірсыпыра әсер етуі мүмкін. Мысалы, гистондармен байланыстағы ДНҚ (эукариоттық ядродағы негізгі хромосомалық белоктар) бір формадан екіншісіне ауыспайды, ал бос ДНҚ-да сондай жағдайда байқалады. Сөйтіп, in vivo Z-ДНҚ түзілу үшін басты шарттың бірі, оның құрылымын тұрақтандыратын ерекше белоктардың қатысуы мүмкін.

Қос шиыршық супершиыршықталуы (лат. "super" - шамадан тыс деген ұғым) мүмкін. ДНҚ жөнінде біз осыған дейін желінің бойына орналасқан қос тізбекті молекула ретінде сөз қылдық. Алайда ДНҚ сақина тәріздес молекула немесе соған ұқсас түрде болуы мүмкін. Кішкене вирустардың геномы шынында сақина түріндегі ДНҚ, мұнда қос шиыршықтың екі тізбегі үздіксіз шеңбер түзеді. Бактериялық және эукариоттардың геномдарында ДНҚ үлкен тұзақ тәрізді болады. Мүнда ең бастысы мынада: әрбір түзақтың түбі тұйықталған сондықтан бос үштар қалмайды. Қос шиыршықтың бұл формасының маңызы оның құрылымға қосымша тұрақты тежеу салуында. Егер қос тізбекті ДНҚ-ны қос шиыршық осімен айналдырса, онда суперорамдар пайда болады. Мысал ретінде резина таспасын келтіруге болады. Оны өз осінде айналдырса тығыз кернеулі құрылым пайда болады (қос шиыршық) әр жерлерінде крест тәрізді құрылымдар түзіледі. Бұл кезде көрсетілгендей кескін шығады.

Әрдайым супершиыршық үйымдасқанда жіпшелер өз осінде айналады және супер орамдар көбейген сайын иірімдер күшейе береді. Супер орамдар жасау үшін қай бағытта бұрсақта резина таспаларына бәрі бір (резина таспасының екі шеті бірдей). Бірақ қос шиыршық -онсыз бұралған құрылым (қос тізбектің айналымынан көрініп тұр), сондықтан оның бұрауға әсері, қалай қарай бұралатынына байланы-сты.

Теріс супер орамдар ДНҚ-ның өз осінде сағат тіліне қарсы - қос шиыршықтың оң орамына кері бағытта оралады. Бұл негізінен бұралу күшінің кернеуін біраз осалдатып, қос шиыршықтың құрылымын реттейді. Осыдан екі негізге бүрышы доғал орам немесе тіпті ДНК негіздерінің жұптасуы бұзылуыы мүмкін. Теріс орамды ДНҚ толық бұралынбаған деп аталынады.