А-Т-обогащенные участки ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — это полимер, состоящий из двух полинуклеотидных цепей, которые сворачиваются друг вокруг друга, образуя двойную спираль, несущую генетические инструкции для развития, функционирования, роста и размножения всех известных организмов и многих вирусов. ДНК и рибонуклеиновая кислота (РНК) являются нуклеиновыми кислотами. Наряду с белками, липидами и сложными углеводами (полисахаридами), нуклеиновые кислоты являются одним из четырех основных типов макромолекул, необходимых для всех известных форм жизни. Две нити ДНК известны как полинуклеотиды, поскольку они состоят из более простых мономерных единиц, называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из одной из четырех азотсодержащих нуклеооснований (цитозин [C], гуанин [G], аденин [A] или тимин [T]), сахара, называемого дезоксирибозой, и фосфатной группы. Нуклеотиды соединены друг с другом в цепочку ковалентными связями (известными как фосфодиэфирные связи) между сахаром одного нуклеотида и фосфатом следующего, в результате чего образуется чередующийся сахаро-фосфатный остов. Азотистые основания двух отдельных полинуклеотидных цепей связаны друг с другом в соответствии с правилами спаривания оснований (A с T и C с G) водородными связями, образуя двухцепочечную ДНК. Комплементарные азотистые основания делятся на две группы: пиримидины и пурины. В ДНК пиримидинами являются тимин и цитозин; пуринами — аденин и гуанин. Обе цепи двухцепочечной ДНК хранят одну и ту же биологическую информацию. Эта информация реплицируется при разделении двух цепей. Большая часть ДНК (более 98% у человека) является некодирующей, то есть эти участки не служат шаблонами для последовательностей белков. Две нити ДНК направлены в противоположные стороны и, следовательно, антипараллельны. К каждому сахару прикреплена одна из четырех типов нуклеооснований (или оснований). Именно последовательность этих четырех нуклеооснований вдоль основной цепи кодирует генетическую информацию. Нити РНК создаются с использованием нитей ДНК в качестве матрицы в процессе, называемом транскрипцией, где основания ДНК заменяются соответствующими основаниями, за исключением тимина (Т), который в РНК заменяет урацилом (U). В соответствии с генетическим кодом эти нити РНК определяют последовательность аминокислот в белках в процессе, называемом трансляцией. В эукариотических клетках ДНК организована в длинные структуры, называемые хромосомами. Перед типичным делением клетки эти хромосомы удваиваются в процессе репликации ДНК, обеспечивая полный набор хромосом для каждой дочерней клетки. Эукариотические организмы (животные, растения, грибы и простейшие) хранят большую часть своей ДНК внутри клеточного ядра в виде ядерной ДНК, а часть — в митохондриях в виде митохондриальной ДНК или в хлоропластах в виде хлоропластной ДНК. В отличие от них, прокариоты (бактерии и археи) хранят свою ДНК только в цитоплазме, в кольцевых хромосомах. Внутри эукариотических хромосом хроматиновые белки, такие как гистоны, уплотняют и организуют ДНК. Эти компактирующие структуры направляют взаимодействие между ДНК и другими белками, помогая контролировать, какие части ДНК будут транскрибированы.