प्रथिनांप्रमाणेच, न्यूक्लिक अॅसिड हे बायोपॉलिमर आहेत आणि त्यांचे कार्य सजीवांमध्ये अनुवांशिक (आनुवंशिक) माहिती संग्रहित करणे, अंमलबजावणी करणे आणि हस्तांतरित करणे आहे.

न्यूक्लिक अॅसिडचे दोन प्रकार आहेत - डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक (डीएनए) आणि रिबोन्यूक्लिक (आरएनए). न्यूक्लिक अॅसिडमधील मोनोमर्स न्यूक्लियोटाइड आहेत. त्या प्रत्येकामध्ये नायट्रोजनयुक्त बेस, पाच-कार्बन साखर (डीएनएमध्ये डीऑक्सीरिबोज, आरएनएमध्ये राइबोज) आणि फॉस्फोरिक ऍसिडचे अवशेष असतात.

डीएनएमध्ये चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स असतात जे त्यांच्या संरचनेत नायट्रोजन बेसमध्ये भिन्न असतात - अॅडेनाइन (ए), ग्वानिन (जी), सायटोसिन (सी) आणि थायमिन (टी). आरएनए रेणूमध्ये नायट्रोजनयुक्त पायांपैकी एक असलेले 4 प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स देखील असतात - अॅडेनाइन, ग्वानिन, साइटोसिन आणि युरासिल (यू). अशाप्रकारे, न्यूक्लियोटाइड्समधील साखरेच्या सामग्रीमध्ये आणि नायट्रोजनयुक्त तळांपैकी (तक्ता 1) दोन्हीमध्ये डीएनए आणि आरएनए भिन्न आहेत.

तक्ता 1

डीएनए आणि आरएनए न्यूक्लियोटाइड्सचे घटक

डीएनए आणि आरएनए रेणू त्यांच्या रचना आणि कार्यांमध्ये लक्षणीय भिन्न आहेत.

डीएनए रेणूमध्ये मोठ्या संख्येने न्यूक्लियोटाइड्स समाविष्ट असू शकतात - हजारो ते शेकडो दशलक्ष (खरेच विशाल डीएनए रेणू इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपने "पाहिले" जाऊ शकतात). संरचनात्मकदृष्ट्या, हे दुहेरी हेलिक्स आहे पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळी(Fig. 1) nucleotides च्या नायट्रोजन बेस दरम्यान हायड्रोजन बंध द्वारे जोडलेले. यामुळे, पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळ्या एकमेकांच्या पुढे घट्टपणे धरल्या जातात.

विविध डीएनएच्या अभ्यासात (विविध प्रकारच्या जीवांमध्ये) असे आढळून आले की एका साखळीतील अॅडेनाइन केवळ थायमिनला बांधू शकते आणि ग्वानिन दुसऱ्याच्या सायटोसिनला बांधू शकते. म्हणून, एका स्ट्रँडमधील न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम दुसर्‍या स्ट्रँडमधील त्यांच्या व्यवस्थेच्या क्रमाशी काटेकोरपणे जुळतो. या घटनेला नाव देण्यात आले आहे पूरकता(म्हणजे जोडणे), आणि विरुद्ध पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळी म्हणतात पूरक.हे सर्व अजैविक आणि सेंद्रिय पदार्थांमध्ये डीएनएच्या अद्वितीय गुणधर्माचे कारण आहे - पुनरुत्पादन करण्याची क्षमताकिंवा दुप्पट(चित्र 2). या प्रकरणात, सुरुवातीला, डीएनए रेणूंच्या पूरक साखळ्या वेगळ्या होतात (विशेष एंझाइमच्या प्रभावाखाली, दोन साखळ्यांच्या पूरक न्यूक्लियोटाइड्समधील बंध नष्ट होतात). त्यानंतर, प्रत्येक साखळीवर, मुक्त न्यूक्लियोटाइड्समुळे नवीन ("गहाळ") पूरक साखळीचे संश्लेषण सुरू होते, जे नेहमी सेलमध्ये मोठ्या प्रमाणात असतात. परिणामी, एका ("पालक") डीएनए रेणूऐवजी, दोन ("मुलगी") नवीन तयार होतात, एकमेकांशी तसेच मूळ डीएनए रेणूच्या संरचनेत आणि रचनेत एकसारखे असतात. ही प्रक्रिया नेहमी कोशिका विभागणीच्या आधी असते आणि मातृ पेशीकडून मुलीकडे आणि त्यानंतरच्या सर्व पिढ्यांमध्ये आनुवंशिक माहितीचे हस्तांतरण सुनिश्चित करते.

तांदूळ. एक DNA चे दुहेरी हेलिक्स. दोन साखळ्या एकमेकांभोवती गुंडाळल्या जातात. प्रत्येक साखळी (रिबनच्या रूपात चित्रित) मध्ये पर्यायी साखर आणि फॉस्फेट गट असतात. नायट्रोजन बेस (A, T, G आणि C) मधील हायड्रोजन बंध दोन साखळ्या एकत्र ठेवतात

तांदूळ. 2.डीएनए प्रतिकृती. दुहेरी हेलिक्स द्वारे "unfastened" आहेकमकुवत हायड्रोजन बंध जोडणारे पूरक दोन साखळ्यांचे तळ. प्रत्येक जुनी साखळी मॅट्रिक्स म्हणून काम करतेनवीन निर्मितीसाठी: पूरक सह न्यूक्लियोटाइड्स पाया जुन्या साखळीच्या विरूद्ध रांगेत आणि कनेक्ट कराएकत्र

आरएनए रेणू सामान्यत: सिंगल-स्ट्रँडेड असतात (डीएनएच्या विपरीत) आणि त्यात न्यूक्लियोटाइड्सची संख्या खूपच कमी असते. तीन प्रकारचे RNA (टेबल 2) आहेत, जे रेणूंच्या आकारात आणि केलेल्या कार्यांमध्ये भिन्न आहेत - माहितीपूर्ण (mRNA), राइबोसोमल (rRNA) आणि वाहतूक (tRNA).

टेबल 2

तीनदयाळूआरएनए

मेसेंजर RNA (i-RNA) सेलच्या न्यूक्लियस आणि साइटोप्लाझममध्ये स्थित आहे, RNA मध्ये सर्वात लांब पॉलिन्यूक्लियोटाइड साखळी आहे आणि न्यूक्लियसपासून सेलच्या साइटोप्लाझममध्ये आनुवंशिक माहिती हस्तांतरित करण्याचे कार्य करते.

ट्रान्सफर आरएनए (टी-आरएनए) सेलच्या न्यूक्लियस आणि साइटोप्लाझममध्ये देखील आढळते, त्याच्या साखळीची रचना सर्वात जटिल आहे आणि सर्वात लहान (75 न्यूक्लियोटाइड्स) देखील आहे. T-RNA भाषांतरादरम्यान राइबोसोम्समध्ये अमीनो ऍसिड वितरीत करते - प्रोटीन बायोसिंथेसिस.

रिबोसोमल आरएनए (आर-आरएनए) पेशीच्या न्यूक्लियोलस आणि राइबोसोममध्ये आढळतो, त्याची साखळी मध्यम लांबीची असते. सर्व प्रकारचे आरएनए संबंधित डीएनए जनुकांच्या प्रतिलेखनादरम्यान तयार होतात.

न्यूक्लिक ऍसिडस्- हे सर्वोच्च जैविक महत्त्व असलेले उच्च-आण्विक सेंद्रिय संयुगे आहेत. ते प्रथम पेशींच्या केंद्रकात (शेवटी XIX c.), म्हणून संबंधित नाव (न्यूक्लियस - न्यूक्लियस). न्यूक्लिक अॅसिड आनुवंशिक माहिती साठवतात आणि प्रसारित करतात.

न्यूक्लिक अॅसिडचे दोन प्रकार आहेत: deoxyribonucleic(DNA)-आणि रिबोन्यूक्लिकआम्ल (RNA). डीएनएचे मुख्य स्थान सेलचे न्यूक्लियस आहे. डीएनए काही ऑर्गेनेल्समध्ये (प्लास्टिड्स, माइटोकॉन्ड्रिया, सेन्ट्रीओल्स) देखील आढळले आहेत. आरएनए न्यूक्लियोलस, राइबोसोम्स आणि सायटोप्लाझममध्ये आढळतात पेशी

डीएनए रेणूमध्ये एकमेकांच्या पुढे वळलेल्या दोन पेचदार पट्ट्या असतात. त्याचे मोनोमर्स आहेत न्यूक्लियोटाइड्सप्रत्येक न्यूक्लियोटाइड एक रासायनिक संयुग आहे ज्यामध्ये तीन पदार्थ असतात: एक नायट्रोजनयुक्त आधार, पाच-अणू साखर डीऑक्सीरिबोज आणि फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष. नायट्रोजनयुक्त बेसचे चार प्रकार आहेत: अॅडेनिन (ए), थायमिन (टी), ग्वानिन (जी) आणि सायटोसिन (सी), जे डीएनए रेणूमध्ये चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड तयार करतात: अॅडेनाइल, थायमिडाइल, ग्वानाइल आणि साइटिडिल.

न्यूक्लियोटाइड संरचनेचे आकृती

डीएनए रेणूमधील नायट्रोजनयुक्त बेस असमान संख्येने हायड्रोजन बंधांनी एकमेकांशी जोडलेले असतात. अॅडेनाइन - थायमिन स्थानिक कॉन्फिगरेशनमध्ये एकमेकांशी संबंधित असतात आणि दोन हायड्रोजन बंध तयार करतात. त्याच प्रकारे, ग्वानिन आणि सायटोसिनचे रेणू त्यांच्या कॉन्फिगरेशनमध्ये अनुरूप आहेत; ते तीन हायड्रोजन बंधांनी जोडलेले आहेत. या रेणूंच्या अणूंच्या अवकाशीय व्यवस्थेवर आधारित, थायमिनसह अॅडेनाइन आणि सायटोसिनसह ग्वानिन यांच्या निवडक परस्परसंवादाच्या क्षमतेला म्हणतात. पूरकता (अतिरिक्तता).पॉलीन्यूक्लियोटाइड साखळीमध्ये, लगतचे न्यूक्लियोटाइड साखर (डीऑक्सीरिबोज) आणि फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेषांद्वारे एकत्र जोडलेले असतात. अनेक हजारो न्यूक्लियोटाइड्स डीएनए रेणूमध्ये मालिकेत जोडलेले असतात. या कंपाऊंडचे आण्विक वजन दहापट आणि शेकडो दशलक्षांपर्यंत पोहोचते.

डीएनएला आनुवंशिकतेचा पदार्थ म्हणतात. रासायनिक कोड वापरून डीएनए रेणूंमध्ये जैविक आनुवंशिक माहिती एन्क्रिप्टेड (एनकोड केलेली) आहे. सर्व सजीवांच्या पेशींना समान कोड असतो. हे चार नायट्रोजनयुक्त तळांच्या डीएनए स्ट्रँडमधील कनेक्शनच्या क्रमावर आधारित आहे: A, T, G, C. तीन समीप न्यूक्लियोटाइड्सचे विविध संयोजन तयार होतात तिप्पटम्हणतात कोडनडीएनए स्ट्रँडमधील कोडॉनचा क्रम, यामधून, पॉलीपेप्टाइड प्रोटीन साखळीतील अमीनो ऍसिडचा क्रम निर्धारित (एनकोड) करतो. प्रत्येक 20 अमीनो ऍसिडसाठी, ज्यापासून पेशी दिलेल्या जीवातील सर्व प्रथिने तयार करतात, अपवाद न करता, त्याचे स्वतःचे विशिष्ट कोडोन असते आणि शेजारील तिप्पट एकमेकांवर आच्छादित होत नाहीत: डीएनए रेणूंमधून माहिती वाचण्याच्या प्रक्रियेत, नायट्रोजन. एका कोडॉनचे बेस कधीही दुसर्‍यामध्ये समाविष्ट केले जात नाहीत - त्या न्यूक्लियोटाइड्सचा तिप्पट वाचला जातो आणि त्या विशिष्ट कोडोनमध्ये ते कोणत्या क्रमाने दिसतात. प्रत्येक तिहेरी 20 अमीनो आम्लांपैकी एकाशी संबंधित आहे.

चार नायट्रोजनयुक्त तळांपैकी (G, C, A, T)प्रत्येक ट्रिपलेटमध्ये विविध संयोजनांमध्ये फक्त तीन समाविष्ट आहेत:

G-A-T, C-G-A, A-C-T, G-C-G, T-C-T, इ. 4x4x4 = 64 अशी पुनरावृत्ती न होणारी संयोजने असू शकतात आणि अमिनो आम्लांची संख्या 20 आहे.

परिणामी, काही अमीनो ऍसिड अनेक त्रिगुणांनी कोडीत केले जातात. या अतिरेकअनुवांशिक माहितीच्या प्रसारणाची विश्वासार्हता वाढवण्यासाठी कोडला खूप महत्त्व आहे. उदाहरणार्थ, एमिनो ऍसिड आर्जिनिन हे तिहेरी HCA, HCH, HCT, HCC शी संबंधित आहे. हे स्पष्ट आहे की या ट्रिपलेटमधील तिसऱ्या न्यूक्लियोटाइडची यादृच्छिक बदलीमुळे संश्लेषित प्रोटीनच्या संरचनेवर कोणत्याही प्रकारे परिणाम होणार नाही. खालील आकृती DNA स्ट्रँडच्या छोट्या विभागात पाच कोडोन ट्रिपलेटचा क्रम योजनाबद्धपणे दर्शविते. डीएनएच्या एका स्ट्रँडमधील वैयक्तिक न्यूक्लियोटाइड्सचे आवर्तन आपल्या आवडीनुसार बदलू शकते, परंतु दुसर्‍या स्ट्रँडमधील त्यांचा क्रम त्यास पूरक असणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ:

पहिला धागा GAT____ CGA____ATST____GCG____TCT, इ.

दुसरा थ्रेड CTA____GCT____TGA____CGTs____ AGA, इ.

सेलमध्ये स्वयं-दुप्पट (स्व-पुनरुत्पादन) आवश्यक यंत्रणा आहे. अनुवांशिक कोड.स्वयं-दुप्पट होण्याची प्रक्रिया टप्प्याटप्प्याने पुढे जाते: प्रथम, एन्झाईम्सच्या मदतीने, नायट्रोजनयुक्त तळांमधील हायड्रोजन बंध तोडले जातात. याचा परिणाम म्हणून, डीएनएचा एक स्ट्रँड दुसर्‍यापासून निघून जातो, त्यानंतर त्यापैकी प्रत्येक साइटोप्लाझममध्ये स्थित पूरक न्यूक्लियोटाइड्स जोडून नवीन संश्लेषित करतो. न्यूक्लियोटाइड्समधील प्रत्येक बेस स्वतःला पूरक असा दुसरा आधार जोडू शकतो, मग "आई" डीएनए रेणूची अचूक प्रत पुनरुत्पादित केली जाते. दुसऱ्या शब्दांत, डीएनएचा प्रत्येक स्ट्रँड टेम्पलेट म्हणून काम करतो आणि त्याच्या दुप्पटपणाला म्हणतात मॅट्रिक्स संश्लेषण.मॅट्रिक्स संश्लेषण हे नाणी, पदके, टायपोग्राफिक प्रकार इत्यादींच्या मॅट्रिक्सवरील कास्टिंगसारखे दिसते, ज्यामध्ये कठोर कास्टिंग मूळ स्वरूपाची अचूक प्रत असणे आवश्यक आहे. म्हणून, जिवंत पेशींमध्ये, डुप्लिकेशनच्या परिणामी, नवीन डीएनए रेणूंची रचना मूळ सारखीच असते: एक स्ट्रँड मूळ होता आणि दुसरा पुन्हा एकत्र केला गेला.

नवीन डीएनए रेणूंची रचना मूळ रेणूंसारखीच असल्याने, कन्या पेशींमध्ये तीच आनुवंशिक माहिती जतन केली जाते. तथापि, न्यूक्लियोटाइड्सची पुनर्रचना किंवा इतरांसह पुनर्स्थित किंवा कोणत्याही डीएनए प्रदेशात त्यांचे संपूर्ण नुकसान झाल्यास, परिणामी विकृती कन्या डीएनए रेणूंमध्ये अचूकपणे कॉपी केली जाईल. . हे काय आहे परिवर्तनशीलतेची आण्विक यंत्रणा:स्वयं-कॉपी करण्याच्या प्रक्रियेत डीएनए विभागावरील वंशानुगत माहितीचे कोणतेही विकृतीकरण सेल ते सेल, पिढ्यानपिढ्या प्रसारित केले जाईल.

डीएनए रेणूंचा आणखी एक महत्त्वाचा गुणधर्म म्हणजे रिबोन्यूक्लिक अॅसिडचे संश्लेषण डिस्कनेक्ट केलेल्या स्ट्रँडच्या वेगळ्या विभागात करण्याची क्षमता. यासाठी, एन्झाईम्स (आरएनए पॉलिमरेज) वापरली जातात आणि आवश्यक असतात

ऊर्जेचा अपव्यय. डीएनए मॅट्रिक्स संश्लेषणाच्या तत्त्वानुसार त्याच्या न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम आरएनए स्ट्रँडमध्ये हस्तांतरित करतो. या प्रक्रियेला म्हणतात प्रतिलेखनआरएनए हा एकल-अडकलेला रेणू आहे, तो डीएनएपेक्षा खूपच लहान आहे. त्यातील प्रत्येक न्यूक्लियोटाइडमध्ये पाच-अणू राइबोज साखर, फॉस्फोरिक ऍसिडचे अवशेष आणि नायट्रोजनयुक्त बेस असतो. त्यापैकी चार येथे देखील आहेत: अॅडेनाइन, ग्वानिन, सायटोसिन, परंतु थायमिनऐवजी युरासिल (यू) आहे, जो संरचनेत त्याच्या जवळ आहे, अॅडेनाइनला पूरक आहे.

रिबोन्यूक्लियोटाइडच्या संरचनेचे आकृती

आरएनए वेगळे करा माहितीपूर्ण(mRNA), वाहतूक(tRNA) आणि राइबोसोमल(rRNA). त्याच वेळी, एमआरएनए डीएनए रेणूच्या एका भागातून माहिती काढून टाकते आणि नंतर सेलच्या साइटोप्लाझममध्ये स्थित राइबोसोम्समध्ये स्थलांतर करते, तर टीआरएनए एमिनो अॅसिडचे अवशेष राइबोसोम्समध्ये वितरीत करते. tRNA स्ट्रँड लहान आहे आणि त्यात फक्त 70-80 न्यूक्लियोटाइड्स असतात. tRNA विभागांपैकी एकामध्ये त्रिगुण असते, ज्याला 20 अमीनो ऍसिडपैकी एक जोडलेले असते. प्रत्येक अमीनो आम्लाचा स्वतःचा tRNA असतो. एमिनो ऍसिड संलग्नक एका विशिष्ट एन्झाइमद्वारे सक्रिय केले जाते, ज्यामुळे tRNA एक किंवा दुसर्या एमिनो ऍसिडला "ओळखते". tRNA च्या दुस-या प्रदेशात mRNA ट्रिपलेटपैकी एकाला पूरक तिहेरी असते; टीआरएनएवरील या तिहेरीला म्हणतात अँटीकोडॉनशेवटी, एमआरएनएवरील माहितीनुसार पॉलीपेप्टाइड शृंखलामध्ये एमिनो आम्ल त्याचे स्थान घेते, जे mRNA कोडोनच्या tRNA अँटीकोडॉनच्या पूरकतेमुळे ओळखले जाते.

rRNA हा राइबोसोमचा भाग आहे, प्रथिनांसह राइबोसोमल बॉडी बनवते, जे प्रथिने संश्लेषणाचे ठिकाण आहे. हे mRNA सह देखील बांधले जाते आणि हे कॉम्प्लेक्स प्रोटीन संश्लेषण करते.

डीएनए आणि आरएनएची तुलनात्मक वैशिष्ट्ये(टी.एल. बोगदानोवा. जीवशास्त्र. असाइनमेंट आणि व्यायाम. विद्यापीठांसाठी अर्जदारांसाठी मार्गदर्शक. एम., 1991)

न्यूक्लिक अॅसिड सेलमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात, त्याची महत्त्वपूर्ण क्रिया आणि पुनरुत्पादन सुनिश्चित करतात. या गुणधर्मांमुळे त्यांना प्रथिनांच्या नंतरचे दुसरे सर्वात महत्वाचे जैविक रेणू म्हणणे शक्य होते. अनेक संशोधकांनी डीएनए आणि आरएनएला प्रथम स्थान दिले आहे, जे जीवनाच्या विकासात त्यांचे मुख्य महत्त्व सूचित करतात. असे असले तरी, प्रथिनांच्या नंतर दुसरे स्थान मिळविण्याचे त्यांचे नशीब आहे, कारण जीवनाचा आधार तंतोतंत पॉलीपेप्टाइड रेणू आहे.

न्यूक्लिक अॅसिड हे जीवनाचे आणखी एक स्तर आहे, प्रत्येक प्रकारचे रेणू त्याच्यासाठी विशिष्ट कार्य करतात या वस्तुस्थितीमुळे अधिक जटिल आणि मनोरंजक आहेत. हे अधिक तपशीलवार पाहिले पाहिजे.

न्यूक्लिक अॅसिडची संकल्पना

सर्व न्यूक्लिक आणि आरएनए) हे जैविक विषम पॉलिमर आहेत जे साखळींच्या संख्येत भिन्न आहेत. DNA हा दुहेरी-अडका असलेला पॉलिमर रेणू आहे ज्यामध्ये युकेरियोटिक जीवांची अनुवांशिक माहिती असते. वर्तुळाकार डीएनए रेणूंमध्ये काही विषाणूंची आनुवंशिक माहिती असू शकते. हे एचआयव्ही आणि एडेनोव्हायरस आहेत. डीएनएचे 2 विशेष प्रकार देखील आहेत: माइटोकॉन्ड्रियल आणि प्लास्टीड (क्लोरोप्लास्टमध्ये स्थित).

आरएनए, दुसरीकडे, न्यूक्लिक अॅसिडच्या विविध कार्यांमुळे, आणखी बरेच प्रकार आहेत. न्यूक्लियर आरएनए आहे, ज्यामध्ये बॅक्टेरिया आणि बहुतेक व्हायरस, मॅट्रिक्स (किंवा मेसेंजर आरएनए), रिबोसोमल आणि वाहतूक यांची आनुवंशिक माहिती असते. ते सर्व एकतर स्टोरेज किंवा जनुक अभिव्यक्तीमध्ये गुंतलेले आहेत. तथापि, न्यूक्लिक अॅसिड सेलमध्ये कोणती कार्ये करतात हे अधिक तपशीलाने समजून घेणे आवश्यक आहे.

दुहेरी अडकलेला डीएनए रेणू

या प्रकारचा डीएनए आनुवंशिक माहितीसाठी एक परिपूर्ण स्टोरेज सिस्टम आहे. डबल-स्ट्रँडेड डीएनए रेणू हा विषम मोनोमर्सचा बनलेला एकल रेणू आहे. त्यांचे कार्य दुसर्या साखळीच्या न्यूक्लियोटाइड्समध्ये हायड्रोजन बंध तयार करणे आहे. त्यात नायट्रोजनयुक्त बेस, ऑर्थोफॉस्फेट अवशेष आणि पाच-कार्बन मोनोसॅकराइड डीऑक्सीरिबोज असतात. विशिष्ट डीएनए मोनोमर कोणत्या प्रकारचा नायट्रोजनयुक्त आधार आहे यावर अवलंबून, त्याचे स्वतःचे नाव आहे. डीएनए मोनोमर्सचे प्रकार:

• ऑर्थोफॉस्फेट अवशेष आणि अॅडेनाइल नायट्रोजनस बेससह डीऑक्सीरिबोज;
• डिऑक्सीरिबोज आणि ऑर्थोफॉस्फेट अवशेषांसह थायमिडीन नायट्रोजनस बेस;
• सायटोसाइन नायट्रोजनयुक्त बेस, डीऑक्सीरिबोज आणि ऑर्थोफॉस्फेट अवशेष;
• ऑर्थोफॉस्फेट डिऑक्सीरिबोज आणि ग्वानिन नायट्रोजनयुक्त अवशेषांसह.

लिखित स्वरूपात, योजना सुलभ करण्यासाठी, अॅडेनाइल अवशेष "A" म्हणून नियुक्त केले जातात, ग्वानिन अवशेष "G" म्हणून नियुक्त केले जातात, थायमिडाइन अवशेष "T" आणि सायटोसिन अवशेष "C" म्हणून नियुक्त केले जातात. हे महत्वाचे आहे की अनुवांशिक माहिती दुहेरी अडकलेल्या डीएनए रेणूपासून मेसेंजर आरएनएमध्ये हस्तांतरित केली जाते. त्यात काही फरक आहेत: येथे, कार्बोहायड्रेट अवशेष म्हणून, डीऑक्सीरिबोज नसून राइबोज आहे आणि थायमिडील नायट्रोजनस बेस ऐवजी, आरएनएमध्ये युरेसिल आढळते.

डीएनएची रचना आणि कार्ये

डीएनए हे जैविक पॉलिमरच्या तत्त्वावर तयार केले गेले आहे, ज्यामध्ये मूळ पेशीच्या अनुवांशिक माहितीवर अवलंबून, दिलेल्या टेम्पलेटनुसार एक साखळी आगाऊ तयार केली जाते. डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स येथे सहसंयोजक बंधांनी जोडलेले आहेत. त्यानंतर, इतर न्यूक्लियोटाइड्स सिंगल-स्ट्रँडेड रेणूच्या न्यूक्लियोटाइड्सशी संलग्न असतात. जर सिंगल-स्ट्रँडेड रेणूमध्ये सुरुवातीस न्यूक्लियोटाइड अॅडेनाइन द्वारे दर्शविले जाते, तर दुसऱ्या (पूरक) साखळीमध्ये ते थायमिनशी संबंधित असेल. ग्वानिन हे सायटोसिनला पूरक आहे. अशा प्रकारे, एक दुहेरी अडकलेला डीएनए रेणू तयार केला जातो. हे न्यूक्लियसमध्ये स्थित आहे आणि वंशानुगत माहिती संग्रहित करते, जी कोडनद्वारे एन्कोड केलेली असते - न्यूक्लियोटाइड्सचे तिप्पट. दुहेरी अडकलेल्या डीएनएची कार्ये:

• पालक सेलकडून मिळालेल्या आनुवंशिक माहितीचे संरक्षण;
• जनुक अभिव्यक्ती;
• म्युटेशनल बदलांमध्ये अडथळा.

प्रथिने आणि न्यूक्लिक अॅसिडचे महत्त्व

असे मानले जाते की प्रथिने आणि न्यूक्लिक अॅसिडचे कार्य सामान्य आहेत, म्हणजे: ते जनुक अभिव्यक्तीमध्ये गुंतलेले आहेत. न्यूक्लिक अॅसिड हेच त्यांच्या साठवणीचे ठिकाण आहे आणि प्रथिने हे जनुकातून माहिती वाचण्याचा अंतिम परिणाम आहे. जनुक हा स्वतःच एका अविभाज्य डीएनए रेणूचा एक विभाग आहे, जो गुणसूत्रात पॅक केलेला असतो, ज्यामध्ये विशिष्ट प्रथिनांच्या संरचनेची माहिती न्यूक्लियोटाइड्सद्वारे नोंदविली जाते. एक जनुक फक्त एका प्रथिनाच्या अमीनो आम्ल क्रमासाठी कोड करतो. हे प्रथिन आहे जे आनुवंशिक माहितीची अंमलबजावणी करेल.

आरएनए प्रकारांचे वर्गीकरण

सेलमधील न्यूक्लिक अॅसिडची कार्ये खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. आणि आरएनएच्या बाबतीत ते सर्वात जास्त आहेत. तथापि, ही बहु-कार्यक्षमता अजूनही सापेक्ष आहे, कारण एक प्रकारचा आरएनए एका कार्यासाठी जबाबदार आहे. आरएनएचे खालील प्रकार आहेत:

• व्हायरस आणि बॅक्टेरियाचे परमाणु आरएनए;
• मॅट्रिक्स (माहिती) आरएनए;
• ribosomal RNA;
• प्लास्मिड्सचा मेसेंजर आरएनए (क्लोरोप्लास्ट);
• क्लोरोप्लास्टचे राइबोसोमल आरएनए;
• माइटोकॉन्ड्रियल राइबोसोमल आरएनए;
• माइटोकॉन्ड्रियल मेसेंजर आरएनए;
• आरएनए हस्तांतरित करा.

आरएनए कार्ये

या वर्गीकरणात आरएनएचे अनेक प्रकार आहेत, जे स्थानानुसार विभागलेले आहेत. तथापि, कार्यात्मक दृष्टीने, ते फक्त 4 प्रकारांमध्ये विभागले जावे: विभक्त, माहिती, राइबोसोमल आणि वाहतूक. ribosomal RNA चे कार्य मेसेंजर RNA च्या न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमावर आधारित प्रोटीन संश्लेषण आहे. या प्रकरणात, अमीनो ऍसिडस् रिबोसोमल RNA मध्ये "आणले" जातात, मेसेंजर RNA वर "स्ट्रिंग" होते, वाहतूक रिबोन्यूक्लिक ऍसिडद्वारे. राइबोसोम्स असलेल्या कोणत्याही जीवामध्ये अशा प्रकारे संश्लेषण होते. न्यूक्लिक अॅसिडची रचना आणि कार्ये अनुवांशिक सामग्रीचे संरक्षण आणि प्रथिने संश्लेषण प्रक्रियेची निर्मिती दोन्ही प्रदान करतात.

माइटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लिक अॅसिड

न्यूक्लियस किंवा सायटोप्लाझममध्ये स्थित न्यूक्लिक अॅसिडद्वारे केलेल्या सेलमधील कार्यांबद्दल जवळजवळ सर्व काही माहित असल्यास, माइटोकॉन्ड्रियल आणि प्लास्टीड डीएनए बद्दल अद्याप फारशी माहिती नाही. विशिष्ट रिबोसोमल आणि मेसेंजर आरएनए देखील येथे सापडले आहेत. न्यूक्लिक अॅसिड डीएनए आणि आरएनए अगदी ऑटोट्रॉफिक जीवांमध्ये देखील येथे आहेत.

हे शक्य आहे की न्यूक्लिक अॅसिड सिम्बायोजेनेसिसद्वारे सेलमध्ये प्रवेश केला. पर्यायी स्पष्टीकरणांच्या अभावामुळे हा मार्ग शास्त्रज्ञांनी बहुधा मानला आहे. प्रक्रिया खालीलप्रमाणे मानली जाते: एक सिम्बायोटिक ऑटोट्रॉफिक जीवाणू एका विशिष्ट कालावधीत सेलमध्ये आला. परिणामी, हा सेलमध्ये राहतो आणि त्याला ऊर्जा प्रदान करतो, परंतु हळूहळू क्षीण होत जातो.

उत्क्रांतीच्या विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर, बहुधा, सहजीवन नसलेल्या जीवाणूने यजमान पेशीच्या केंद्रकात उत्परिवर्ती प्रक्रिया घडवून आणल्या. यामुळे माइटोकॉन्ड्रियल प्रथिनांच्या संरचनेची माहिती साठवण्यासाठी जबाबदार असलेल्या जनुकांना यजमान पेशीच्या न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये प्रवेश करण्याची परवानगी मिळाली. तथापि, माइटोकॉन्ड्रियल उत्पत्तीचे न्यूक्लिक अॅसिड सेलमध्ये काय कार्य करतात याबद्दल आतापर्यंत फारशी माहिती नाही.

कदाचित, काही प्रथिने मायटोकॉन्ड्रियामध्ये संश्लेषित केली जातात, ज्याची रचना अद्याप यजमानाच्या परमाणु डीएनए किंवा आरएनएद्वारे एन्कोड केलेली नाही. पेशीला प्रथिन संश्लेषणाची स्वतःची यंत्रणा आवश्यक असण्याची शक्यता असते कारण सायटोप्लाझममध्ये संश्लेषित केलेली अनेक प्रथिने मायटोकॉन्ड्रियाच्या दुहेरी पडद्यामधून जाऊ शकत नाहीत. त्याच वेळी, हे ऑर्गेनेल्स ऊर्जा निर्माण करतात आणि म्हणूनच, जर प्रथिनांसाठी एखादे चॅनेल किंवा विशिष्ट वाहक असेल तर ते रेणूंच्या हालचालीसाठी आणि एकाग्रता ग्रेडियंटच्या विरूद्ध पुरेसे असेल.

प्लाझमिड डीएनए आणि आरएनए

प्लॅस्टीड्स (क्लोरोप्लास्ट्स) चे स्वतःचे डीएनए देखील असतात, जे कदाचित समान कार्यांच्या अंमलबजावणीसाठी जबाबदार असतात, जसे माइटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लिक अॅसिडच्या बाबतीत. त्याचे स्वतःचे रिबोसोमल, मेसेंजर आणि ट्रान्सफर आरएनए देखील आहे. शिवाय, प्लास्टीड्स, जैवरासायनिक अभिक्रियांच्या संख्येनुसार नव्हे तर पडद्यांच्या संख्येनुसार, अधिक जटिल आहेत. असे घडते की अनेक प्लास्टीड्समध्ये झिल्लीचे 4 स्तर असतात, जे शास्त्रज्ञांनी वेगवेगळ्या प्रकारे स्पष्ट केले आहे.

एक गोष्ट स्पष्ट आहे: सेलमधील न्यूक्लिक अॅसिडची कार्ये अद्याप पूर्णपणे अभ्यासली गेली नाहीत. माइटोकॉन्ड्रियल प्रथिने-संश्लेषण प्रणाली आणि समान क्लोरोप्लास्टिक प्रणालीचे काय महत्त्व आहे हे माहित नाही. जर प्रथिने (सर्वच नाही) आधीच न्यूक्लियर डीएनए (किंवा आरएनए, जीवावर अवलंबून) एन्कोड केलेली असतील तर पेशींना मायटोकॉन्ड्रियल न्यूक्लिक अॅसिड्सची आवश्यकता का आहे हे देखील पूर्णपणे स्पष्ट नाही. मायटोकॉन्ड्रिया आणि क्लोरोप्लास्ट्सची प्रथिने-संश्लेषण प्रणाली न्यूक्लियर डीएनए आणि साइटोप्लाज्मिक आरएनए सारख्याच कार्यांसाठी जबाबदार आहे हे मान्य करण्यास काही तथ्ये आपल्याला भाग पाडतात. ते आनुवंशिक माहिती संग्रहित करतात, तिचे पुनरुत्पादन करतात आणि कन्या पेशींमध्ये प्रसारित करतात.

सारांश

न्यूक्लियर, प्लास्टीड आणि माइटोकॉन्ड्रियल मूळच्या न्यूक्लिक अॅसिडद्वारे सेलमधील कोणती कार्ये केली जातात हे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. हे विज्ञानासाठी अनेक संभावना उघडते, कारण सहजीवन यंत्रणा, ज्यानुसार अनेक ऑटोट्रॉफिक जीव दिसले, आज पुनरुत्पादित केले जाऊ शकते. यामुळे नवीन प्रकारचा सेल मिळणे शक्य होईल, कदाचित मानवी देखील. जरी पेशींमध्ये मल्टीमेम्ब्रेन प्लास्टीड ऑर्गेनेल्सच्या परिचयाच्या संभाव्यतेबद्दल बोलणे खूप लवकर आहे.

पेशीतील जवळजवळ सर्व प्रक्रियांसाठी न्यूक्लिक अॅसिड जबाबदार असतात हे समजून घेणे अधिक महत्त्वाचे आहे. हे सेलच्या संरचनेबद्दल माहितीचे संरक्षण आहे. शिवाय, हे जास्त महत्त्वाचे आहे की न्यूक्लिक अॅसिड्स हे आनुवंशिक सामग्री पालक पेशींपासून कन्या पेशींमध्ये हस्तांतरित करण्याचे कार्य करतात. हे उत्क्रांती प्रक्रियेच्या पुढील विकासाची हमी देते.

शंभराहून अधिक वर्षांपूर्वी (१८६९ मध्ये), फ्रेडरिक मिशरने पुस पेशींचा अभ्यास करून, या पेशींच्या केंद्रकापासून नवीन प्रकारचे रासायनिक संयुगे वेगळे केले, ज्याला त्यांनी एकत्रितपणे "न्यूक्लीन" म्हटले. हे पदार्थ, ज्यांना नंतर न्यूक्लिक अॅसिड म्हटले गेले, ते अम्लीय होते, फॉस्फरसमध्ये असामान्यपणे समृद्ध होते आणि त्यात कार्बन, ऑक्सिजन, हायड्रोजन आणि नायट्रोजन देखील होते. त्यांच्या नंतरच्या अभ्यासात असे दिसून आले की न्यूक्लिक अॅसिडचे दोन प्रकार आहेत: डीऑक्सीरिबोन्यूक्लिक अॅसिड (डीएनए) आणि रिबोन्यूक्लिक अॅसिड (आरएनए), जे जटिल प्रथिनांचे अविभाज्य भाग आहेत - न्यूक्लियोप्रोटीन्स प्राणी, जीवाणू, विषाणू, वनस्पती यांच्या सर्व पेशींमध्ये समाविष्ट आहेत.

न्यूक्लियोप्रोटीन्स [अनुक्रमे, डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोप्रोटीन्स (DNP) आणि रिबोन्यूक्लियोप्रोटीन्स (RNP)] रचना, आकार आणि भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांमध्ये एकमेकांपासून भिन्न आहेत. न्यूक्लियोप्रोटीन्सची नावे केवळ कार्बोहायड्रेट घटकाचे स्वरूप (पेंटोज) दर्शवतात जो न्यूक्लिक अॅसिडचा भाग आहे. RNP मध्ये, कार्बोहायड्रेट ribose द्वारे दर्शविले जाते; DNP मध्ये, ते deoxyribose द्वारे दर्शविले जाते. "न्यूक्लियोप्रोटीन्स" हे नाव सेल न्यूक्लियसच्या नावाशी संबंधित आहे, जिथे ते प्रथम शोधले गेले. तथापि, आता हे स्थापित केले गेले आहे की DNP आणि RNP देखील इतर सबसेल्युलर संरचनांमध्ये समाविष्ट आहेत. या प्रकरणात, डीएनपी प्रामुख्याने न्यूक्लियसमध्ये स्थानिकीकृत असतात आणि आरएनपी - सायटोप्लाझममध्ये. त्याच वेळी, मायटोकॉन्ड्रियामध्ये DNPs सापडले आहेत आणि उच्च-आण्विक-वजन RNPs देखील न्यूक्लीय आणि न्यूक्लिओलीमध्ये आढळले आहेत.

न्यूक्लिक अॅसिडची रासायनिक रचना

प्रथिनांसह त्यांच्या कॉम्प्लेक्समधून न्यूक्लिक अॅसिडचे पृथक्करण आणि त्यानंतरच्या संपूर्ण हायड्रोलिसिसमुळे न्यूक्लिक अॅसिडची रासायनिक रचना निश्चित करणे शक्य झाले. अशा प्रकारे, प्युरीन आणि पायरीमिडीन बेस, कार्बोहायड्रेट्स (राइबोज आणि डीऑक्सीरिबोज), आणि फॉस्फोरिक ऍसिड पूर्ण हायड्रोलिसिस दरम्यान हायड्रोलायझेटमध्ये आढळले.

नायट्रोजन बेस (N-बेस)

प्युरीन आणि पायरीमिडीन बेसची रचना दोन सुगंधी हेटरोसायक्लिक यौगिकांवर आधारित आहे - प्युरिन आणि पायरीमिडीन. पेरीमिडीन रेणूमध्ये एक हेटरोसायकल असते. प्युरिन रेणूमध्ये दोन जोडलेल्या रिंग असतात: पायरीमिडीन आणि इमिडाझोल.

लक्ष द्या!नायट्रोजनयुक्त तळांच्या सुगंधी रिंगमधील अणूंची संख्या अविभाज्य ["]शिवाय अरबी अंकांमध्ये केली जाते. चिन्ह ["] ("स्ट्रोक" किंवा "प्रिम" म्हणून उच्चारले जाते) सूचित करते की संबंधित संख्या अणूंची गणना करते. पेंटोज रिंग, उदाहरणार्थ 1 "(खाली पहा).

न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये तीन मुख्य पायरीमिडीन बेस असतात: सायटोसिन (सी), युरासिल (यू) आणि थायमिन (टी):

आणि दोन प्युरिन - अॅडेनाइन (ए) आणि ग्वानिन (जी)

नायट्रोजन बेस (हायड्रॉक्सी गट असलेले) च्या महत्त्वाच्या गुणधर्मांपैकी एक म्हणजे माध्यमाच्या pH मूल्यावर अवलंबून, दोन टॉटोमेरिक स्वरूपात, विशेषत: लैक्टिम आणि लैक्टम स्वरूपात त्यांच्या अस्तित्वाची शक्यता आहे. टॉटोमेरिक परिवर्तन युरेसिलच्या उदाहरणाद्वारे दर्शविले जाऊ शकतात.

असे दिसून आले की न्यूक्लिक अॅसिडच्या रचनेत, प्युरिन आणि पायरीमिडीन्सचे सर्व हायड्रॉक्सी डेरिव्हेटिव्ह लैक्टम स्वरूपात आहेत.

मुख्य तळांव्यतिरिक्त, न्यूक्लिक अॅसिडच्या रचनेत दुर्मिळ (किरकोळ) नायट्रोजनयुक्त तळ सापडले आहेत. किरकोळ तळ प्रामुख्याने ट्रान्सफर RNA मध्ये आढळतात, जेथे त्यांची यादी 50 पर्यंत पोहोचते, ribosomal RNA आणि DNA मध्ये ट्रेस प्रमाणात. ट्रान्स्फर RNA मध्ये, सर्व न्यूक्लियोटाइड्सपैकी 10% पर्यंत किरकोळ तळ असतात, ज्याचा स्पष्टपणे एक महत्त्वाचा शारीरिक अर्थ असतो (हायड्रोलाइटिक एन्झाईम्सच्या क्रियेपासून आरएनए रेणूचे संरक्षण). किरकोळ तळांमध्ये अतिरिक्त मेथिलेटेड प्युरिन आणि पायरीमिडीन बेस समाविष्ट आहेत, उदाहरणार्थ, 2-मेथिलेडेनाइन, 1-मिथिलगुआनाइन, 5-मेथिलसाइटोसिन, 5-हायड्रॉक्सीमेथिलसाइटोसिन इ.

कर्बोदके

न्यूक्लिक अॅसिडमधील कार्बोहायड्रेट्स (पेंटोसेस) राईबोज आणि 2-डीऑक्सीरिबोज द्वारे दर्शविले जातात, जे β-D-ribofuranose स्वरूपात (डावीकडील सूत्रे) असतात.

काही फेज डीएनएच्या संरचनेत, एक ग्लुकोज रेणू आढळला, जो 5-हायड्रॉक्सीमेथिलसाइटोसिनसह ग्लायकोसिडिक बॉण्डने जोडलेला आहे.

कार्बोहायड्रेट रिंग रचना (पेंटोज)

न्यूक्लिक अॅसिड्सच्या कार्बोहायड्रेट सायकल (पेंटोज) साठी, कार्बन अणू C1", C2", C3", C4" आणि ऑक्सिजन हेटरोएटम एकाच समतलात असताना, एक सपाट रचना ऊर्जावानपणे प्रतिकूल असते. या अवशेषांच्या असंख्य सैद्धांतिकदृष्ट्या संभाव्य रूपांपैकी, पॉलीन्यूक्लियोटाइड्समध्ये फक्त दोनच आढळतात: एकतर C2'-एंडोकॉन्फॉर्मेशन्स किंवा C3'-एंडोकॉन्फॉर्मेशन्स. ही रचना C4" बंधाभोवती फिरताना उद्भवतात, ज्यामुळे रिंगची अशी विकृती होते, ज्यामध्ये पेंटोजचा एक अणू (पाच-सदस्य फ्युरानोज रिंग) इतर चार अणूंनी तयार केलेल्या समतलाबाहेर असतो. कॉन्फॉर्मेशन ही एंडो- किंवा एक्सो-स्ट्रक्चर आहे, जो दिलेला अणू C5" च्या समतलाच्या त्याच बाजूला आहे की विरुद्ध बाजूला आहे यावर अवलंबून आहे.

ज्या पदार्थांमध्ये नायट्रोजनयुक्त तळ पेंटोजशी जोडलेले असतात त्यांना न्यूक्लियोसाइड्स (चित्र 2) म्हणतात.

न्यूक्लियोसाइड हे एन-ग्लायकोसाइड आहेत. त्यामध्ये, पायरीमिडीन नायट्रोजनस बेस (एक हेटरोसायकल) पेंटोजशी एन-1, प्युरीन एन-9 द्वारे ग्लायकोसिडिक बाँडद्वारे जोडलेले आहेत. पेंटोजच्या प्रकारानुसार, दोन प्रकारचे न्यूक्लियोसाइड वेगळे केले जातात - 2-डीऑक्सीरिबोज असलेले डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोसाइड्स आणि राइबोज असलेले रिबोन्यूक्लियोसाइड्स.

डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोसाइड्स केवळ डीएनएमध्ये आढळतात, तर रिबोन्यूक्लियोसाइड्स केवळ आरएनएमध्ये आढळतात. पायरीमिडीन आणि प्युरिन न्यूक्लियोसाइड्समध्ये संबंधित नायट्रोजनयुक्त बेस असतात:

मुख्य व्यतिरिक्त, किरकोळ न्यूक्लियोसाइड्स आहेत, ज्यामध्ये किरकोळ नायट्रोजनयुक्त तळांचा समावेश आहे. बहुतेक किरकोळ न्यूक्लियोसाइड्स टीआरएनएमध्ये आढळतात. सर्व tRNA मध्ये आढळणारे सर्वात सामान्य किरकोळ न्यूक्लियोसाइड्स म्हणजे डायहाइड्रोरिडाइन, स्यूडोरिडाइन (संक्षिप्त Ψ), आणि रिबोथिमिडीन. स्यूडोरिडाइनमध्ये नेहमीच्या एन-ग्लायकोसिडिक बाँडचा अभाव असतो. त्यात रायबोजचा C-1 अणू युरेसिलच्या C-5 अणूशी जोडलेला असतो.

स्टेरिक कारणांमुळे, DNA मधील प्युरीन न्यूक्लियोटाइड्सच्या रचनेतील प्युरीन बेस डीऑक्सीरिबोज अवशेषांच्या सापेक्ष फक्त दोन स्टेरिकली प्रवेशयोग्य रचना घेऊ शकतात, ज्यांना सिं-कॉन्फॉर्मेशन्स आणि अँटी-कॉन्फॉर्मेशन्स म्हणतात.

त्याच वेळी, पायरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड्सचे पायरीमिडीन बेस डीएनएमध्ये अँटी-कन्फॉर्मर्सच्या स्वरूपात असतात, जे न्यूक्लियोटाइडच्या कार्बोहायड्रेट भाग आणि पायरीमिडीनच्या C-2 स्थितीतील कार्बोनिल ऑक्सिजन यांच्यात उद्भवलेल्या स्टेरिक विसंगतीशी संबंधित असतात. . यामुळे, पायरीमिडीन बेस मुख्यत्वे अँटी-कॉन्फॉर्मेशन प्राप्त करतात (नेल्सन डी.एल., कॉक्स एम.एम., बायोकेमिस्ट्रीची लेहनिंगर प्रिन्सिपल्स, डब्ल्यू.एच. फ्रीमन (एड.), सॅन फ्रान्सिस्को, 2004).

न्यूक्लियोटाइड हे फॉस्फोरिक ऍसिडसह संबंधित प्रकारच्या न्यूक्लियोसाइडचे संयुगे आहेत. ते राईबोज असलेले रिबोन्यूक्लियोटाइड्स आणि 2-डीऑक्सीरिबोज असलेले डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोटाइड्समध्ये देखील विभागले गेले आहेत. न्यूक्लियोटाइडचे नाव नायट्रोजनयुक्त बेस आणि फॉस्फोरिक ऍसिडच्या अवशेषांच्या संख्येवरून येते. एक फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष असल्यास - न्यूक्लियोसाइड मोनोफॉस्फेट (उदाहरणार्थ, dAMP - deoxyadenosine monophosphate), दोन अवशेष - nucleoside diphosphate (उदाहरणार्थ, dADP - deoxyadenosine diphosphate), तीन अवशेष - nucleosides, triphosideAtphosphate. फॉस्फोरिक ऍसिडचे अवशेष डीऑक्सीरिबोजच्या 5" कार्बनला जोडतात आणि त्यांना α, β, γ असे नाव दिले जाते.

खाली अॅडेनाइल न्यूक्लियोटाइड्सची रचना आहे.

फॉस्फेट पेंटोज रिंगच्या वेगवेगळ्या पोझिशन्सला जोडू शकतो (रिबोन्यूक्लियोटाइड्समध्ये - पोझिशन 2", 3", 5", डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोटाइड्स - पोझिशन्स 3", 5" मध्ये). सेलमधील फ्री न्यूक्लियोटाइड्समध्ये फॉस्फेट ग्रुप 5" मध्ये असतो. . न्यूक्लियोसाइड-5"-फॉस्फेट्स हे न्यूक्लिक अॅसिडच्या जैविक संश्लेषणात गुंतलेले असतात आणि त्यांच्या क्षय दरम्यान तयार होतात. न्यूक्लियोसाइड-5"-फॉस्फेट्स, किंवा मोनोन्यूक्लियोटाइड्स, संबंधित न्यूक्लियोसाइड्सचे डेरिव्हेटिव्ह असल्याने, समान मुख्य आणि दुर्मिळ रिबोमोनोन्यूक्लियोटाइड्स आणि डिसिओन्युक्लियोटाइड्सचे डेरिव्हेटिव्ह आहेत. .

अतिरिक्त फॉस्फेट्स जोडून मोनोन्यूक्लियोटाइडच्या फॉस्फेटच्या टोकाला वाढवण्यामुळे न्यूक्लिओसाइड पॉलीफॉस्फेट्स तयार होतात. न्यूक्लियोसाइड डायफॉस्फेट्स आणि न्यूक्लियोसाइड ट्रायफॉस्फेट्स बहुतेकदा पेशींमध्ये आढळतात. न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट्सची नावे आणि संक्षेप खालीलप्रमाणे आहेत:

सर्व न्यूक्लिओसाइड फॉस्फेट सेलमध्ये अॅनियन्सच्या रूपात असतात, म्हणून एडेनोसाइन फॉस्फेट अधिक योग्यरित्या एएमपी 2-, एडीपी 3-, एटीपी 4- म्हणून नियुक्त केले जातात. एडीपी आणि एटीपी मॅक्रोएर्जिक आहेत, म्हणजेच ऊर्जा-समृद्ध संयुगे ज्यांची रासायनिक ऊर्जा शरीराद्वारे विविध कार्यांसाठी वापरली जाते. उर्वरित न्यूक्लियोसाइड डाय- आणि ट्रायफॉस्फेट्स देखील जैविक पदार्थांच्या संश्लेषणाच्या प्रतिक्रियांमध्ये सामील आहेत.

आंतरराष्ट्रीय मानक संक्षेप

न्यूक्लिक अॅसिड अभ्यासात इंटरनॅशनल युनियन ऑफ जनरल अँड अप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) आणि इंटरनॅशनल युनियन ऑफ बायोकेमिस्ट्स (IUB) द्वारे शिफारस केलेल्या अणू क्रमांकन आणि संक्षेप योजनांचा वापर केला जातो. IUPAC-IUB उपसमितीने एकसमान मानक व्याख्या विकसित केल्या आहेत (IUPAC-IUB, 1983).

बेस, न्यूक्लियोसाइड्स आणि न्यूक्लियोटाइड्ससाठी वापरलेली संक्षेप आणि चिन्हे (अर्नॉट एस., 1970).

Fig.5 मध्ये. न्यूक्लियोटाइड्ससाठी स्वीकारलेली अणुक्रमांक प्रणाली सादर केली आहे. साखर अणू दर्शविणारी चिन्हे डॅश चिन्हाद्वारे बेस अणूंपेक्षा वेगळे केली जातात. पॉलीन्यूक्लियोटाइडचा पाठीचा कणा P -> O5" -> C5" -> C4" -> C3" -> O3" -> P या दिशेने वर्णन केला आहे.

साखरेच्या रिंगमध्ये, क्रमांकन आहे: C1" -> C2" -> C3" -> C4" -> O4" -> C5".

डीऑक्सीरिबोजमध्ये C5" आणि C2" येथे दोन हायड्रोजन अणू, तसेच फॉस्फरस अणूंवर दोन मुक्त ऑक्सिजन अणू, 1 आणि 2 क्रमांक दिलेले आहेत आणि हे खालीलप्रमाणे केले आहे: जर तुम्ही साखळीच्या बाजूने O5 दिशेने पाहिले तर - > C5", नंतर घड्याळाच्या दिशेने फिरत असताना, आपण C4" H5"1, H5"2 हे अणू क्रमाक्रमाने पास करू. त्याचप्रमाणे, जर आपण साखळीच्या बाजूने O3" -> P - O5" दिशेने पाहिले तर घड्याळाच्या दिशेने फिरताना आपण क्रमाक्रमाने अणू O5 ", Op1, Op2 पास करा.

न्यूक्लिक अॅसिडची सामान्य वैशिष्ट्ये

न्यूक्लिक अॅसिड्स किंवा पॉलीन्यूक्लियोटाइड्स हे मॅक्रोमोलेक्युलर पदार्थ असतात ज्यात मोनोन्यूक्लियोटाइड्स 3,5"-फॉस्फोडीस्टर बॉन्ड्सने साखळीत जोडलेले असतात..

पेशींमधील डीएनए आणि आरएनएची एकूण सामग्री त्यांच्या कार्यात्मक स्थितीवर अवलंबून असते. शुक्राणूंमध्ये, डीएनएचे प्रमाण 60% (पेशींच्या कोरड्या वस्तुमानानुसार), बहुतेक पेशींमध्ये 1-10 आणि स्नायूंमध्ये सुमारे 0.2% पर्यंत पोहोचते. आरएनएची सामग्री डीएनएपेक्षा 5-10 पट जास्त असते. यकृत, स्वादुपिंड, भ्रूण ऊतक आणि सामान्यत: सक्रियपणे प्रथिने संश्लेषित करणार्‍या ऊतींमध्ये RNA/DNA चे प्रमाण 4 ते 10 पर्यंत असते. मध्यम प्रथिने संश्लेषण असलेल्या ऊतींमध्ये, गुणोत्तर 0.3 ते 2.5 पर्यंत असते. व्हायरस एक विशेष स्थान व्यापतात. त्यांच्यात एकतर DNA (DNA व्हायरस) किंवा RNA (RNA व्हायरस) त्यांच्या अनुवांशिक सामग्री म्हणून असू शकतात.

न्यूक्लियस (प्रोकेरियोट्स) नसलेल्या जिवाणू पेशींमध्ये, डीएनए रेणू (क्रोमोसोम) सायटोप्लाझमच्या विशेष झोनमध्ये स्थित असतो - न्यूक्लॉइड. जर ते जीवाणूच्या सेल झिल्लीशी संबंधित असेल तर त्याला मेसोसोम म्हणतात. या क्रोमोसोमल झोनच्या बाहेर एक लहान डीएनए तुकडा स्थित आहे. बॅक्टेरियामधील डीएनएच्या अशा भागांना प्लास्मिड किंवा एपिसोम म्हणतात. न्यूक्लियस (युकेरियोट्स) असलेल्या पेशींमध्ये, डीएनए न्यूक्लियसमध्ये वितरीत केले जाते, जेथे ते गुणसूत्र आणि न्यूक्लिओलसचा भाग आहे आणि एक्स्ट्रान्यूक्लियर ऑर्गेनेल्स (माइटोकॉन्ड्रिया आणि क्लोरोप्लास्ट). सूक्ष्मसूत्रांमध्ये डीएनएचे प्रमाण फारच कमी असल्याचे निरीक्षण आहे.

सेलच्या DNA पैकी अंदाजे 1-3% हा एक्स्ट्रान्यूक्लियर DNA असतो आणि बाकीचा भाग न्यूक्लियसमध्ये केंद्रित असतो. याचा अर्थ आनुवंशिक गुणधर्म केवळ न्यूक्लियससाठीच नव्हे तर पेशींच्या मायटोकॉन्ड्रिया आणि क्लोरोप्लास्टसाठी देखील वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. परिपक्व अंडी हे एक्स्ट्रान्यूक्लियर डीएनएच्या विलक्षण उच्च सामग्रीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, ज्यामध्ये ते असंख्य माइटोकॉन्ड्रिया आणि अंड्यातील पिवळ बलक लॅमेलीमध्ये असते आणि नंतरचे ते अनुवांशिक साहित्य नसून न्यूक्लियोटाइड्सचे राखीव असते.

आरएनए संपूर्ण सेलमध्ये डीएनएपेक्षा अधिक समान रीतीने वितरीत केले जाते. केवळ ही परिस्थिती सूचित करते की आरएनएचे कार्य अधिक गतिमान आणि वैविध्यपूर्ण आहे. उच्च जीवांच्या पेशींमध्ये, सर्व RNA पैकी 11% न्यूक्लियसमध्ये, सुमारे 15% मायटोकॉन्ड्रियामध्ये, 50% राइबोसोममध्ये आणि 24% हायलोप्लाझममध्ये स्थित आहे.

डीएनएचे आण्विक वजन जिवंत वस्तूच्या जटिलतेच्या डिग्रीवर अवलंबून असते: जीवाणूंमध्ये ते 2 10 9 आहे, मानव आणि प्राण्यांमध्ये ते 10 11 पर्यंत पोहोचते. बॅक्टेरियामध्ये, डीएनए एका विशाल रेणूच्या स्वरूपात असतो, जो प्रथिनांशी कमकुवतपणे संबंधित असतो. इतर वस्तूंमध्ये, डीएनए प्रथिने किंवा साध्या अमाईनने वेढलेला असतो. विषाणूंमध्ये, ही सर्वात सोपी मूलभूत प्रथिने किंवा पॉलिमाइन्स (पुट्रेसाइन आणि स्पर्मिडाइन) आहेत, जी डीएनए रेणूच्या फॉस्फेट गटांना बांधून त्याचे नकारात्मक शुल्क तटस्थ करतात. काही प्राणी आणि माशांच्या शुक्राणूंमध्ये, डीएनए प्रोटामाइन्स आणि हिस्टोन सारखी प्रथिने असलेले कॉम्प्लेक्स तयार करतात. मानवी पेशी आणि इतर उच्च जीवांच्या गुणसूत्रांमध्ये, डीएनए हिस्टोन आणि नॉन-हिस्टोन प्रोटीनशी संबंधित आहे. अशा प्रोटीन-डीएनए कॉम्प्लेक्सला डीऑक्सीरिबोन्यूक्लियोप्रोटीन्स (DNPs) म्हणतात.

आरएनएचे आण्विक वजन डीएनएपेक्षा खूपच कमी असते. केलेल्या कार्यानुसार, न्यूक्लियोटाइड्सचे आण्विक वजन आणि रचना, खालील मुख्य प्रकारचे आरएनए वेगळे केले जातात: माहितीपूर्ण, किंवा टेम्पलेट (mRNA), वाहतूक (tRNA) आणि ribosomal (rRNA). भिन्न आरआरएनए आण्विक वजनात भिन्न असतात (तक्ता 13). तीन मुख्य प्रकारांव्यतिरिक्त, किरकोळ, किंवा दुर्मिळ, आरएनए आहेत, ज्याची सामग्री सेलमध्ये नगण्य आहे आणि त्यांची कार्ये फक्त अभ्यासली जात आहेत.

बहुतेक प्रकारचे आरएनए सेलमधील विविध प्रथिनांशी संबंधित असतात. अशा संकुलांना रिबोन्यूक्लियोप्रोटीन्स (RNPs) म्हणतात. न्यूक्लिक अॅसिडचे वैशिष्ट्य सारणी 1 मध्ये दिले आहे. एक

न्यूक्लिक अॅसिडचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म

न्यूक्लिक अॅसिडचे भौतिक-रासायनिक गुणधर्म त्यांच्या उच्च आण्विक वजन आणि संरचनात्मक संस्थेच्या पातळीद्वारे निर्धारित केले जातात. न्यूक्लिक अॅसिडचे वैशिष्ट्य आहे: कोलाइडल आणि ऑस्मोटिक गुणधर्म, उच्च चिकटपणा आणि द्रावणांची घनता, ऑप्टिकल गुणधर्म आणि विकृत करण्याची क्षमता.

कोलोइडल गुणधर्म सर्व मॅक्रोमोलेक्युलर यौगिकांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत. विरघळल्यावर, न्यूक्लिक अॅसिड फुगतात आणि कोलॉइड्ससारखे चिकट द्रावण तयार करतात. त्यांची हायड्रोफिलिसिटी प्रामुख्याने फॉस्फेट्सवर अवलंबून असते. द्रावणात, न्यूक्लिक अॅसिड रेणूंना उच्चारित अम्लीय गुणधर्मांसह पॉलिनियनचे स्वरूप असते. फिजियोलॉजिकल pH मूल्यांवर, सर्व न्यूक्लिक अॅसिड पॉलियानियन असतात आणि त्यांच्याभोवती प्रथिने आणि अजैविक केशनच्या काउंटरन्स असतात. डबल-स्ट्रँडेड न्यूक्लिक अॅसिडची विद्राव्यता सिंगल-स्ट्रँडेड अॅसिडपेक्षा वाईट असते.

Denaturation आणि renaturation.विकृतीकरण ही त्या मॅक्रोमोलीक्युल्समध्ये अंतर्भूत असलेली एक मालमत्ता आहे ज्यांची स्थानिक संस्था आहे. न्यूक्लिक अॅसिडची दुय्यम आणि तृतीयक रचना स्थिर करणारे हायड्रोजन आणि व्हॅन डेर वॉल्स बॉण्ड्स तोडणाऱ्या रसायनांच्या संपर्कामुळे, गरम झाल्यामुळे विकृती निर्माण होते. उदाहरणार्थ, डीएनए गरम केल्याने दुहेरी हेलिक्सचे सिंगल स्ट्रँडमध्ये विभाजन होते, म्हणजेच "हेलिक्स-कॉइल" संक्रमण दिसून येते. मंद थंड झाल्यावर, पूरकतेच्या तत्त्वानुसार साखळ्या पुन्हा एकत्र होतात. मूळ डीएनए डबल हेलिक्स तयार होतो. या घटनेला पुनर्निर्मिती म्हणतात. जलद कूलिंगसह, पुनर्निर्मिती होत नाही.

न्यूक्लिक अॅसिडच्या ऑप्टिकल क्रियाकलापातील बदल हे वैशिष्ट्यपूर्ण आहे, जे त्यांच्या विकृतीकरण आणि पुनर्निर्मितीसह आहे. न्यूक्लिक अॅसिडचे हेलिकल (संघटित) विभाग ध्रुवीकृत प्रकाशाच्या समतलाला फिरवतात, म्हणजेच ते ऑप्टिकली सक्रिय असतात आणि हेलिकल विभागांचा नाश न्यूक्लिक अॅसिडची ऑप्टिकल क्रियाकलाप रद्द करतो.

सर्व न्यूक्लिक अॅसिड्सची जास्तीत जास्त ऑप्टिकल घनता सुमारे 260 एनएम तरंगलांबी असते, जी नायट्रोजन बेसच्या जास्तीत जास्त शोषणाशी संबंधित असते. तथापि, नैसर्गिक न्यूक्लिक अॅसिडचे शोषण दर त्याच्या स्वतःच्या न्यूक्लियोटाइड्सच्या मिश्रणापेक्षा खूपच कमी आहे, उदाहरणार्थ, या न्यूक्लिक अॅसिडच्या हायड्रोलिसिसद्वारे किंवा सिंगल स्ट्रँड्सद्वारे. कारण डीएनए आणि आरएनएची संरचनात्मक संस्था आहे, ज्यामुळे क्लासिक प्रभाव होतो - ऑप्टिकल घनतेत घट. या घटनेला हायपोक्रोमिक इफेक्ट म्हणतात. हे न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये सर्वात जास्त उच्चारले जाते ज्यात हेलिकल स्ट्रक्चर्स असतात (उदाहरणार्थ, डीएनएमध्ये) आणि त्यात अनेक एचसी जोड्या असतात (एचसी जोड्यांमध्ये तीन हायड्रोजन बंध असतात आणि म्हणून त्यांना तोडणे अधिक कठीण असते).

न्यूक्लिक अॅसिडचे आण्विक संकरीकरण.न्यूक्लिक अॅसिडची समरूपता किंवा संबंधिततेची डिग्री निश्चित करण्यासाठी एक अत्यंत महत्त्वाची पद्धत न्यूक्लिक अॅसिडच्या विकृतीनंतर पुन्हा तयार होण्याच्या क्षमतेवर आधारित आहे. त्याला आण्विक संकरीकरण म्हणतात. हे न्यूक्लिक अॅसिडच्या सिंगल-स्ट्रँडेड क्षेत्रांच्या पूरक जोडणीवर आधारित आहे.

या पद्धतीमुळे डीएनएच्या प्राथमिक संरचनेची वैशिष्ट्ये प्रकट करणे शक्य झाले. असे दिसून आले की प्राण्यांच्या डीएनएमध्ये समान न्यूक्लियोटाइड क्रमाने वारंवार (100,000 वेळा) पुनरावृत्ती होणारे विभाग असतात. ते सर्व डीएनएच्या 10-20% बनवतात. त्यांचे संकरीकरण अतिशय वेगाने होत आहे. उर्वरित डीएनए अद्वितीय अनुक्रमांद्वारे दर्शविले जाते जे डुप्लिकेट केलेले नाहीत. डीएनएचे हे विभाग अतिशय हळूहळू संकरित होतात. वेगवेगळ्या जीवांमध्ये त्यांच्या योगायोगाची शक्यता कमी आहे. आण्विक संकरीकरणाच्या पद्धतीचा वापर करून, एखाद्या जीवाच्या डीएनएची एकरूपता दुसर्‍या प्रजातीच्या डीएनएची किंवा आरएनएची समरूपता ते डीएनए विभाग स्थापित करणे शक्य आहे.

न्यूक्लिक अॅसिड आणि जीवांचे वर्गीकरण

न्यूक्लिक अॅसिड हे आनुवंशिक माहितीचे भौतिक वाहक आहेत आणि उत्क्रांतीच्या काळात विकसित झालेल्या जीवाची प्रजाती विशिष्टता निर्धारित करतात. वेगवेगळ्या जीवांच्या डीएनएच्या न्यूक्लियोटाइड रचनेच्या वैशिष्ट्यांच्या अभ्यासामुळे बाह्य वैशिष्ट्यांनुसार पद्धतशीरतेपासून अनुवांशिक पद्धतशीरतेकडे जाणे शक्य झाले. आण्विक जीवशास्त्रात या दिशेला जीन सिस्टेमॅटिक्स म्हणतात. त्याचे संस्थापक उत्कृष्ट सोव्हिएत बायोकेमिस्ट ए.एन. बेलोझर्स्की होते.

वेगवेगळ्या जीवांच्या डीएनएच्या न्यूक्लियोटाइड रचनेची तुलना करून मनोरंजक निष्कर्ष काढले. असे दिसून आले की DNA विशिष्टतेचे गुणांक, म्हणजेच G + C ते A + T चे गुणोत्तर सूक्ष्मजीवांमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलते आणि उच्च वनस्पती आणि प्राण्यांमध्ये ते स्थिर असते. सूक्ष्मजीवांमध्ये, अत्यंत एचसी प्रकारापासून उच्चारित एटी प्रकारापर्यंत परिवर्तनशीलतेतील चढ-उतार दिसून येतात. उच्च जीवांचे डीएनए स्थिरपणे AT-प्रकार टिकवून ठेवते. एखाद्याला असा समज होऊ शकतो की उच्च जीवांमध्ये डीएनए विशिष्टता नष्ट होत आहे. किंबहुना, ते त्यांच्यामध्ये बॅक्टेरियाइतकेच विशिष्ट आहे, परंतु त्याची विशिष्टता न्यूक्लियोटाइड्सच्या रचनेतील परिवर्तनशीलतेने साखळीच्या बाजूने त्यांच्या बदलाच्या क्रमाने निश्चित केली जात नाही. डीएनएच्या न्यूक्लियोटाइड रचनेवर आधारित मनोरंजक निष्कर्ष ए.एन. बेलोझर्स्की आणि त्यांच्या विद्यार्थ्यांनी बहुपेशीय प्राणी आणि उच्च वनस्पतींच्या उत्पत्तीबद्दल काढले. त्यांचा एटी-प्रकारचा डीएनए बुरशीच्या डीएनएच्या सर्वात जवळ असतो, त्यामुळे प्राणी आणि बुरशी हे स्पष्टपणे त्यांचे वंशज एका सामान्य पूर्वजांकडून शोधतात - अत्यंत आदिम मशरूमसारखे जीव.

जीवांच्या संबंधांबद्दल अधिक माहिती आण्विक संकरीकरणाच्या पद्धतीद्वारे प्रदान केली जाते. या पद्धतीचा वापर करून, मानव आणि माकडाच्या डीएनएची उच्च समरूपता स्थापित केली गेली. शिवाय, मानवी डीएनएच्या रचनेच्या बाबतीत, ते चिंपांझी डीएनएपेक्षा फक्त 2-3%, गोरिल्ला डीएनएपेक्षा थोडे अधिक, इतर माकडांच्या डीएनएपेक्षा 10% पेक्षा जास्त आणि बॅक्टेरियाच्या डीएनएपेक्षा जवळजवळ 100% वेगळे आहे. . डीएनएच्या प्राथमिक संरचनेची वैशिष्ट्ये वर्गीकरणामध्ये देखील वापरली जाऊ शकतात. पुनरावृत्ती होणार्‍या अनुक्रमांच्या (जलद संकरितीकरण) क्षेत्रातील समज्ञानाचा वापर मॅक्रोसिस्टमॅटिक्ससाठी आणि अद्वितीय डीएनए तुकड्यांसाठी (मंद संकरितीकरण) - मायक्रोसिस्टमॅटिक्ससाठी (प्रजाती आणि वंशाच्या पातळीवर) केला जातो. शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की हळूहळू डीएनएपासून जिवंत जगाचे संपूर्ण वंशावळीचे झाड तयार करणे शक्य होईल.

न्यूक्लिक अॅसिड्सबद्दल आपल्याला काय माहिती आहे?

19व्या शतकाच्या उत्तरार्धात न्यूक्लिक अॅसिडचा शोध लागला. स्विस बायोकेमिस्ट एफ. मिशेर, ज्यांनी पेशींच्या केंद्रकातून नायट्रोजन आणि फॉस्फरसची उच्च सामग्री असलेला पदार्थ वेगळा केला आणि त्याला "न्यूक्लीन" म्हटले ( lat पासून. nucleos - केंद्रक).
न्यूक्लिक अॅसिड पृथ्वीवरील प्रत्येक पेशी आणि सर्व सजीवांच्या रचना आणि कार्याविषयी आनुवंशिक माहिती साठवतात.

न्यूक्लिक अॅसिडचे दोन प्रकार आहेत - डीएनए(deoxyribonucleic acid) आणि आरएनए(रिबोन्यूक्लिक अॅसिड).

न्यूक्लिक अॅसिड, प्रथिनांप्रमाणे, प्रजाती-विशिष्ट असतात, म्हणजेच प्रत्येक प्रजातीच्या जीवांचे स्वतःचे डीएनए असते. प्रजातींच्या विशिष्टतेची कारणे शोधण्यासाठी, न्यूक्लिक अॅसिडची रचना विचारात घ्या.

न्यूक्लिक अॅसिड रेणू ही खूप लांब साखळी असतात ज्यात अनेक शेकडो आणि अगदी लाखो न्यूक्लियोटाइड्स असतात. कोणत्याही न्यूक्लिक अॅसिडमध्ये फक्त चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स असतात. न्यूक्लिक अॅसिड रेणूंची कार्ये त्यांची रचना, त्यांचे घटक न्यूक्लियोटाइड्स, त्यांची साखळीतील संख्या आणि रेणूमधील संयुगाचा क्रम यावर अवलंबून असतात.

प्रत्येक न्यूक्लियोटाइड तीन घटकांनी बनलेला असतो: एक नायट्रोजनयुक्त आधार, एक कार्बोहायड्रेट आणि फॉस्फोरिक ऍसिड. प्रत्येक डीएनए न्यूक्लियोटाइडमध्ये चार प्रकारचे नायट्रोजनयुक्त बेस (एडेनिन - ए, थायमिन - टी, ग्वानिन - जी किंवा साइटोसिन - सी), तसेच डीऑक्सीरिबोज कार्बोहायड्रेट आणि फॉस्फोरिक ऍसिड अवशेष असतात.

अशा प्रकारे, डीएनए न्यूक्लियोटाइड्स केवळ नायट्रोजन बेसच्या प्रकारात भिन्न असतात.
डीएनए रेणूमध्ये एका विशिष्ट क्रमाने साखळीत जोडलेल्या मोठ्या संख्येने न्यूक्लियोटाइड्स असतात. प्रत्येक प्रकारच्या डीएनए रेणूची स्वतःची संख्या आणि न्यूक्लियोटाइड्सचा क्रम असतो.

डीएनए रेणू खूप लांब असतात. उदाहरणार्थ, एका मानवी पेशी (46 गुणसूत्र) पासून डीएनए रेणूंमधील न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमाच्या शाब्दिक रेकॉर्डसाठी सुमारे 820,000 पृष्ठांचे पुस्तक आवश्यक आहे.

चार प्रकारच्या न्यूक्लियोटाइड्सच्या बदलामुळे डीएनए रेणूंचे अनंत प्रकार तयार होऊ शकतात. डीएनए रेणूंच्या संरचनेची ही वैशिष्ट्ये त्यांना जीवांच्या सर्व चिन्हांबद्दल मोठ्या प्रमाणात माहिती संग्रहित करण्यास परवानगी देतात.

1953 मध्ये, अमेरिकन जीवशास्त्रज्ञ जे. वॉटसन आणि इंग्रजी भौतिकशास्त्रज्ञ एफ. क्रिक यांनी डीएनए रेणूच्या संरचनेसाठी एक मॉडेल तयार केले. शास्त्रज्ञांना असे आढळले आहे की प्रत्येक डीएनए रेणूमध्ये 1000 ने जोडलेले आणि सर्पिलपणे वळलेले दोन स्ट्रँड असतात. हे दुहेरी हेलिक्ससारखे दिसते. प्रत्येक साखळीमध्ये, चार प्रकारचे न्यूक्लियोटाइड्स एका विशिष्ट क्रमाने पर्यायी असतात.

डीएनएची न्यूक्लियोटाइड रचना विविध प्रकारचे जीवाणू, बुरशी, वनस्पती आणि प्राणी यांच्यामध्ये भिन्न असते. पण ते वयानुसार बदलत नाही, ते वातावरणातील बदलांवर थोडे अवलंबून असते. न्यूक्लियोटाइड्स जोडलेले असतात, म्हणजेच कोणत्याही डीएनए रेणूमधील अॅडेनाइल न्यूक्लियोटाइड्सची संख्या थायमिडाइल न्यूक्लियोटाइड्स (ए-टी) च्या संख्येइतकी असते आणि सायटीडाइल न्यूक्लियोटाइड्सची संख्या ग्वानाइल न्यूक्लियोटाइड्स (सी-जी) च्या संख्येइतकी असते. डीएनए रेणूमध्ये दोन साखळ्यांचे एकमेकांशी असलेले कनेक्शन एका विशिष्ट नियमाचे पालन करते या वस्तुस्थितीमुळे आहे, म्हणजे: एका साखळीतील अॅडेनाइन नेहमी दोन हायड्रोजन बॉन्ड्सने फक्त दुसऱ्या साखळीच्या थायमिनसह जोडलेले असते आणि ग्वानिन तीन हायड्रोजनने जोडलेले असते. सायटोसिन सह बंध, म्हणजे, एका रेणू डीएनएच्या न्यूक्लियोटाइड साखळी पूरक आहेत, एकमेकांना पूरक आहेत.
डीएनएमध्ये सर्व जीवाणू असतात, बहुतेक व्हायरस असतात. हे प्राणी, बुरशी आणि वनस्पतींच्या पेशींच्या केंद्रकांमध्ये तसेच आत आढळते