Ovaj članak sadrži informacije o elementima svih nukleinskih kiselina, odnosno o njihovim monomerima. Ovdje ćete pronaći podatke o njihovoj strukturi, raznolikosti postojećih vrsta itd.
Nukleinska kiselina - šta je to
Najvažnija komponenta bilo koje biljne, životinjske, bakterijske, pa čak i virusne stanice je nukleinska kiselina, koja je odgovorna za prijenos, reprodukciju i očuvanje informacija o nasljednom tipu. Biopolimerna jedinjenja - nukleinske kiseline - nastaju kodiranjem nukleotida. Ribonukleinska kiselina (RNA) i deoksiribonukleinska kiselina (DNK) su nukleinske kiseline. Monomeri nukleinske kiseline su nukleotidi 5 varijanti, od kojih su 3 pogodna i za dioksi- i za ribonukleinske kiseline, a ostali nukleotidi su različiti.
Raznolikost nukleinskih kiselina
DNK i RNK su predstavnici nukleinskih kiselina, ali potonja ribonukleinska kiselina, u skladu sa funkcijama za koje je namijenjena u ćeliji, može imati raznih naslova, na primjer: transportna ribonukleinska kiselina (tRNA) ili informacijska ribonukleinska kiselina (mRNA). Međutim, ova stavka ne utječe na strukturne karakteristike to-you. Šta je monomer nukleinske kiseline? Odgovor na ovo pitanje će biti nabrajanje elemenata: riboza i deoksiriboza (vrste šećera), HPO3 kiselina, odnosno njeni ostaci u bazama timina (uracila) i adenina, gvanina i citozina.
Monomeri
Monomeri nukleinske kiseline su tri komponente, kao što je ranije spomenuto, - ovo je monosaharid, nosioci heterocikličkih svojstava - dušične baze i kiselinski ostatak HPO3. Kompozitni tipovi monomera nukleinskih kiselina su purinski derivati adenina (A) i guanina (G) i komponente pirimidinske prirode: citozini (C), timini (T) i uracil (U). Također je vrijedno znati o postojanju atipičnih baza, koje su predstavljene pseudouridinima i dihidrouridinima.
Monomeri nukleinske kiseline su supstance odgovorne za vitalne funkcije, svojstvene i prokariotskim i eukariotskim organizmima. Nukleinske kiseline se klasifikuju prema tome koji je monosaharid sama kiselina. Riboza to-you predstavljena je ribozom, a nukleinske kiseline, predstavljene deoksiribozom, nazivaju se deoksiribozom. Dominantna razlika između RNK i DNK lanaca leži u prisustvu ili timina ili uracila u lancu molekula. DNK nosi pirimidin timin, a RNK uracil. Ova dva nukleotida se zamjenjuju u ovim kiselinama i postaju komplementarni adeninu.
Monomeri nukleinske kiseline su jedinjenja zasnovana na hemijska veza- 3,5-fosfodiestar, koji formira linearne strukture, a svrha mu je da veže pentozu u nukleotidu. Ovakav dizajn nukleinskih kiselina omogućava formiranje slobodne 3-OH grupe na jednom kraju lanca i 5-OH grupe na suprotnom kraju lanca.
RNK i DNK su univerzalne i jedinstvene za sve organizme. To je zbog njihove sposobnosti da prenose i pohranjuju različite informacije koje nose genetsko naslijeđe. Gotovo svaki živi organizam istovremeno nosi obje kiseline, bazirane i na monosaharidu ribozi i na dezoksiribozi, a samo virusi - predstavnici nećelijskog oblika života - sadrže samo jedan oblik nukleinske kiseline.
DNK je polimerni molekul koji se sastoji od hiljada, pa čak i miliona monomera - deoksiribonukleotida (nukleotida). DNK se pretežno nalazi u jezgri ćelija, kao iu maloj količini u mitohondrijima i hloroplastima.
RNK je polimer čiji je monomer ribonukleotid. RNK se nalazi u jezgru i citoplazmi. RNK je jednolančani molekul izgrađen na isti način kao i jedan od lanaca DNK. Tri baze su potpuno iste DNK: A, G, C, ali umjesto T prisutnog u DNK, RNK sadrži U. U RNK, umjesto deoksiriboze ugljikohidrata, prisutna je riboza.
^ 13: Nukleinske kiseline: struktura i funkcija. Hemijska struktura monomera nukleinskih kiselina (nukleotidi i nukleozidi, purini i pirimidini).
Nukleinske kiseline su linearni polimeri čiji su monomeri nukleotidi. Nukleotid se formira od nukleozidne grupe, fosfata i pentoze. Polimeri su makromolekule od kojih se sastoje veliki broj ponavljajuće strukturne jedinice - monomeri. DNK monomeri su deoksiribonukleotidi, RNK monomeri su ribonukleotidi.
^ Struktura i nomenklatura nukleotida. Nukleotid se sastoji od tri komponente: fosfat - šećer - baza.
ugljikohidratna komponenta nukleotida predstavljeno ribozom ili 2'-deoksiribozom koja ima D-konfiguraciju.
^ Azotne baze su heterociklična organska jedinjenja koja sadrže atome azota. DNK sadrži 4 vrste baza - adenin (A), gvanin (G), citozin (C) i timin (T), RNK uključuje A, G, C i U (uracil). Adenin i gvanin su derivati purina, citozin, timin i uracil su derivati pirimidina.
Nomenklatura. Jedinjenje koje se sastoji od baze i ugljikohidrata naziva se nukleozid. Dušične baze su povezane sa 1' atomom ugljenika pentoze β-glikozidnom vezom.
^ Primarna struktura polimer je određen redoslijedom monomera u lancu. Nukleotidi su međusobno povezani 3',5'-fosfodiesterskom vezom, formirajući polinukleotidne lance od stotina hiljada i miliona nukleotida. Kratki lanci od deset do petnaest nukleotida nazivaju se oligonukleotidi. Fosfat povezuje 3'-OH grupu jednog nukleotida sa 5'-OH grupom drugog nukleotida.
^ Genetske funkcije nukleinskih kiselina:1-
skladištenje genetskih informacija. 2
- implementacija genetske informacije (sinteza polipeptida). 3
- prijenos nasljednih informacija na ćelije kćeri tokom diobe ćelije i na sljedeće generacije tokom reprodukcije.
^ 14: Primarna struktura DNK (struktura i nomenklatura nukleotida, formiranje polinukleotidnog lanca, smjer lanca, veza između nukleotida).
DNK je genetski materijal svih ćelijskih oblika života, kao i brojnih virusa. DNK obavlja sve funkcije nukleinskih kiselina. DNK karakteriše niz karakteristika: 1 - sposobnost replikacije. 2 - sposobnost popravke. 3 - sposobnost rekombinacije.
Lokalizacija DNK u ćeliji: prokarioti - citoplazma (nukleoid, plazmidi). Eukarioti - jezgra (hromozomi), organoidi (mitohondrije, plastidi, ćelijski centar).
^ PRIMARNA struktura DNK- ovo je linearni polimer - lanac uzastopnih nukleotida (deoksiribonukleotida) povezanih 3',5' fosfodiestarskim vezama.
Sastav deoksiribonukleotida uključuje jednu od dušičnih baza (A, G, T ili C), pentozu - deoksiribozu i fosfatni ostatak. Dakle, dezoksiribonukleotidi se razlikuju samo po dušičnim bazama.
Nukleotidi su međusobno povezani 3',5'-fosfodiesterskom vezom, formirajući polinukleotidne lance. Kratki lanci od deset do petnaest nukleotida nazivaju se oligonukleotidi. Fosfat povezuje 3'-OH grupu jednog nukleotida sa 5'-OH grupom drugog nukleotida.
Formiranje primarne strukture osiguravaju dvije vrste veza: glikozidne između azotne baze i ugljikohidrata i fosfodiestarske između nukleotida.
^15: Votsonov i Krikov DNK model. Parametri i struktura dvostruke spirale DNK (princip komplementarnosti, vodonične veze i interakcije slaganja).
Sekundarna struktura DNK. Molekul DNK u ćelijama prokariota i eukariota prisutan je samo u obliku dvostruke spirale, tj. sastoji se od dva polinukleotidna lanca. Ovi lanci su komplementarni, antiparalelni i uvijeni u spiralu oko zajedničke ose. Postoji 10 parova baza po okretu spirale, prečnik spirale je 2 nm. Šećerno-fosfatna kičma se nalazi izvana (negativno nabijena), azotne baze su unutar spirale i naslagane jedna iznad druge. Ovaj model strukture DNK predložili su J. Watson i F. Crick 1953. godine.
^ Pravila Chargaffa. 1953. Chargaff je uspostavio sljedeće obrasce:
iznos purin baza (A + G) u molekulu DNK uvijek je jednaka broju pirimidin baze (T + C).
količina adenina jednaka je količini timina [A=T, A/T= 1]; količina gvanina jednaka je količini citozina [G=C, G/C=1];
omjer količine gvanina i citozina u DNK prema količini adenina i timina je konstantan za svaki tip živog organizma: [(G+C)/(A+T)=K, gdje je K koeficijent specifičnosti].
Chargaffova pravila se po pravilu provode na dvostrukoj spirali DNK zbog komplementarnosti adenina sa timinom i guanina sa citozinom. U nekim slučajevima, sadržaj gvanina je veći od sadržaja citozina zbog metilacije nekih ostataka citozina u DNK.
^ Princip komplementarnosti. Dušične baze u molekuli DNK mogu formirati kanonske parove: A - T, G - C. To znači da se vodikove veze i molekula DNK formiraju samo između komplementarnih baza: dvije se formiraju između adenina i timina, tri vodikove veze između guanina i citozina .
^ DNK lanci su antiparalelni. Svaki lanac DNK ima dva kraja, kraj od 5' i kraj od 3'. Na 5'-kraju polinukleotidnog lanca, 5-OH grupa deoksiriboze nije vezana za drugi nukleotid; na drugom kraju lanca, 3-OH grupa također nije vezana za drugi nukleotid. Pravilo antiparalelizma znači da dva lanca u molekulu DNK imaju suprotne smjerove. Prema konvenciji, smjer se uzima kao smjer lanca 5’ → 3’ .
^ Pravila za pisanje sekvence DNK: u obliku niza slova koji označavaju baze: 5' - GATCCA - 3', ili u obliku strelica suprotnog usmjerenja.
Nukleinske kiseline su visokomolekularna organska jedinjenja, biopolimeri formirani od nukleotidnih ostataka. Polimerni oblici nukleinskih kiselina nazivaju se polinukleotidi. Lanci nukleotida su povezani preko ostatka fosforne kiseline (fosfodiestarska veza). Postoje dvije klase nukleinskih kiselina:
Deoksiribonukleinska kiselina (DNK). Šećer - deoksiriboza, azotne baze: purin - gvanin (G), adenin (A), pirimidin timin (T) i citozin (C). DNK se često sastoji od dva polinukleotidna lanca usmjerena antiparalelno. Model prostorne strukture molekule DNK u obliku dvostruke spirale predložili su 1953. J. Watson i F. Crick.
Ribonukleinska kiselina (RNA). Šećer - riboza, azotne baze: purin - gvanin (G), adenin (A), pirimidin uracil (U) i citozin (C). Struktura polinukleotidnog lanca slična je strukturi DNK. Zbog karakteristika riboze, molekule RNK često imaju različite sekundarne i tercijarne strukture, formirajući komplementarne regije između različitih lanaca.
Molekul DNK formiraju dva polinukleotidna lanca spiralno uvijena jedan oko drugog i zajedno oko zamišljene ose, tj. je dvostruka spirala. Promjer dvostruke spirale DNK je 2 nm, udaljenost između susjednih nukleotida je 0,34 nm, a po okretu spirale ima 10 pari nukleotida. Dužina molekula može doseći nekoliko centimetara. Molekularna težina - desetine i stotine miliona. Ukupna dužina DNK u jezgru ljudske ćelije je oko 2 m. U eukariotskim ćelijama DNK formira komplekse sa proteinima i ima specifičnu prostornu konformaciju.
DNK monomer - nukleotid (deoksiribonukleotid) - sastoji se od ostataka tri supstance: 1) azotne baze, 2) monosaharida sa pet ugljenika (pentoza), 3) fosforne kiseline.
Dušične baze nukleinskih kiselina pripadaju klasama pirimidina i purina. Pirimidinske baze DNK (imaju jedan prsten u svojoj molekuli) - timin, citozin. Purinske baze (imaju dva prstena) - adenin i gvanin.
Polinukleotidni lanac nastaje kao rezultat reakcija kondenzacije nukleotida. U ovom slučaju, fosfoesterska veza nastaje između 3"-ugljika ostatka deoksiriboze jednog nukleotida i ostatka fosforne kiseline drugog (pripada kategoriji jakih kovalentne veze). Jedan kraj polinukleotidnog lanca završava sa 5 "ugljika (to se zove 5" kraj), drugi završava sa 3 "ugljika (3" kraj). Protiv jednog lanca nukleotida nalazi se drugi lanac. Raspored nukleotida u ova dva lanca nije nasumičan, već je strogo definisan: timin je uvek lociran naspram adenina jednog lanca u drugom lancu, a citozin je uvek lociran naspram gvanina, između adenina i timina nastaju dve vodikove veze, tri vodonik veze između gvanina i citozina. Obrazac prema kojem su nukleotidi različitih DNK lanaca strogo uređeni (adenin - timin, gvanin - citozin) i selektivno se međusobno kombinuju naziva se princip komplementarnosti. Iz principa komplementarnosti slijedi da nukleotidni niz jednog lanca određuje nukleotidni niz drugog. DNK lanci su antiparalelni (suprotni), tj. nukleotidi različitih lanaca nalaze se u suprotnim smjerovima, pa je, prema tome, nasuprot 3 "kraja jednog lanca 5" kraj drugog. Molekul DNK se ponekad upoređuje sa spiralnim stepenicama. "Ograda" ove ljestvice je šećerno-fosfatna kičma (naizmjenični ostaci dezoksiriboze i fosforne kiseline); "stepenice" su komplementarne azotne baze.
Funkcija DNK je skladištenje i prijenos nasljednih informacija.
RNK je polimer čiji su monomeri ribonukleotidi. Za razliku od DNK, RNK se ne formira od dva, već od jednog polinukleotidnog lanca (izuzetak - neki virusi koji sadrže RNK imaju dvolančanu RNK). RNA nukleotidi su sposobni da formiraju vodonične veze jedni s drugima. RNK lanci su mnogo kraći od lanaca DNK. RNK monomer - nukleotid (ribonukleotid) - sastoji se od ostataka tri supstance:
1) azotna baza,
2) monosaharid sa pet ugljenika (pentoza),
3) fosforna kiselina.
Azotne baze RNK takođe pripadaju klasama pirimidina i purina. Pirimidinske baze RNK - uracil, citozin, purinske baze - adenin i gvanin. RNK nukleotidni monosaharid je predstavljen ribozom. Postoje tri tipa RNK:
1) informacijska (matrična) RNA - mRNA (mRNA),
2) transfer RNK - tRNA,
3) ribosomska RNK - rRNA.
Sve vrste RNK su nerazgranati polinukleotidi, imaju specifičnu prostornu konformaciju i učestvuju u procesima sinteze proteina. Informacije o strukturi svih vrsta RNK pohranjene su u DNK. Proces sinteze RNK na DNK šablonu naziva se transkripcija.
Vrijednost nukleinskih kiselina: skladištenje, prijenos i nasljeđivanje informacija o strukturi proteinskih molekula. Stabilnost NK je najvažniji uslov za normalno funkcionisanje ćelija i celih organizama.
Dakle, nukleinske kiseline DNK i RNA prisutne su u ćelijama svih živih organizama i obavljaju najvažnije funkcije skladištenja, prenošenja i implementacije nasljednih informacija.
Dio B
dio A
PRIMJERI ZADATAKA
A1. Monomeri DNK i RNK su
1) azotne baze 3) aminokiseline
2) fosfatne grupe 4) nukleotidi
A2. Messenger RNA funkcija:
1) dupliranje informacija
2) uklanjanje informacija iz DNK
3) transport aminokiselina do ribozoma
4) skladištenje informacija
A3. Navedite drugi lanac DNK komplementaran prvom: ATT - HCC - TSH
1) UAA - TGG - AAC 3) UCC - GCC - ACG
2) TAA - CHG - AAC 4) TAA - UGG - UUTs
A4. Potvrda hipoteze da je DNK genetski materijal ćelije je:
1) broj nukleotida u molekulu
2) DNK ličnost
3) omjer azotnih baza (A = T, G \u003d C)
4) odnos DNK u gametama i somatskim ćelijama (1:2)
A5. Molekul DNK je sposoban da prenosi informacije zbog:
1) nukleotidne sekvence
2) broj nukleotida
3) sposobnost samoudvostručavanja
4) spiralizacija molekula
A6. U kom slučaju je tačno naznačen sastav jednog od nukleotida RNK?
1) timin - riboza - fosfat
2) uracil - deoksiriboza - fosfat
3) uracil - riboza - fosfat
4) adenin - deoksiriboza - fosfat
U 1. Odaberite karakteristike molekula DNK
1) Jednolančani molekul
2) Nukleotidi - ATUC
3) Nukleotidi - ATHC
4) Ugljikohidrati - riboza
5) Ugljikohidrati - deoksiriboza
6) Sposoban za replikaciju
U 2. Odaberite funkcije karakteristične za molekule RNK eukariotske ćelije
1) distribucija naslednih podataka
2) prenos naslednih informacija do mesta sinteze proteina
3) transport aminokiselina do mesta sinteze proteina
4) pokretanje replikacije DNK
5) formiranje strukture ribozoma
6) čuvanje naslednih podataka
C1. Uspostavljanje strukture DNK omogućilo je rješavanje niza problema. Koji su, po Vašem mišljenju, bili ti problemi i kako su riješeni kao rezultat ovog otkrića?
C2. Uporedite nukleinske kiseline po sastavu i svojstvima.
2.4. Struktura pro- i eukariotskih ćelija. Odnos strukture i funkcija dijelova i organela ćelije je osnova njenog integriteta
Glavni termini i koncepti testirani u ispitnom radu: Golgijev aparat, vakuola, ćelijska membrana, ćelijska teorija, leukoplasti, mitohondrije, ćelijske organele, plastidi, prokarioti, ribozomi, hloroplasti, hromoplasti, hromozomi, eukarioti, jezgra.
Svaka ćelija je sistem. To znači da su sve njegove komponente međusobno povezane, međuzavisne i međusobno djeluju. To takođe znači da poremećaj rada jednog od elemenata ovog sistema dovodi do promjena i poremećaja u radu cijelog sistema. Zbirka ćelija formira tkiva, različita tkiva formiraju organe i organe, u interakciji i izvođenju opšta funkcija formiraju organske sisteme. Ovaj lanac se može nastaviti dalje, a možete i sami. Glavna stvar koju treba razumjeti je da svaki sistem ima određenu strukturu, nivo složenosti i zasniva se na interakciji elemenata koji ga čine. Ispod su referentne tabele koje upoređuju strukturu i funkciju prokariotskih i eukariotskih ćelija, a takođe analiziraju njihovu strukturu i funkciju. Pažljivo analizirajte ove tabele, jer se u ispitnim radovima dosta često postavljaju pitanja koja zahtijevaju poznavanje ovog materijala.
DNK je posebno poznat u nauci. To se objašnjava činjenicom da su to tvari ćelije, o kojima ovisi skladištenje i prijenos njenih nasljednih informacija. DNK, koju je davne 1868. godine otkrio F. Miescher, je molekul sa izraženim kiselinska svojstva. Naučnik ga je izolovao iz jezgara leukocita - ćelija imunološki sistem. U narednih 50 godina, istraživanja nukleinskih kiselina su vršena sporadično, budući da je većina biohemičara smatrala da su proteini glavne organske tvari odgovorne, između ostalog, za nasljedne osobine.
Od dekodiranja koje su izveli Watson i Crick 1953. godine, počela su ozbiljna istraživanja koja su otkrila da je deoksiribonukleinska kiselina polimer, a nukleotidi služe kao DNK monomeri. Njihove vrste i strukturu ćemo proučavati u ovom radu.
Nukleotidi kao strukturne jedinice nasljedne informacije
Jedno od osnovnih svojstava žive materije je očuvanje i prenošenje informacija o strukturi i funkcijama ćelije i celog organizma. Ovu ulogu igraju DNK monomeri - nukleotidi su svojevrsne "cigle" od kojih se gradi jedinstvena struktura supstance naslijeđa. Razmotrimo koji su znakovi vođeni Živa priroda stvaranje superzavojnice nukleinske kiseline.
Kako nastaju nukleotidi?
Da bismo odgovorili na ovo pitanje, potrebna su nam znanja iz oblasti hemije. organska jedinjenja. Posebno podsjećamo da u prirodi postoji grupa heterocikličkih glikozida koji sadrže dušik u kombinaciji s monosaharidima - pentozama (deoksiriboza ili riboza). Zovu se nukleozidi. Na primjer, adenozin i druge vrste nukleozida prisutni su u citosolu ćelije. Ulaze u reakciju esterifikacije s molekulama ortofosforne kiseline. Proizvodi ovog procesa bit će nukleotidi. Svaki DNK monomer, a postoje četiri vrste njih, ima naziv, na primjer, guanin, timin i citozin nukleotid.
Purinski DNK monomeri
U biohemiji je usvojena klasifikacija koja dijeli DNK monomere i njihovu strukturu u dvije grupe: na primjer, adenin i guanin nukleotidi su purini. Sadrže derivate purina - organska materija ima formulu C 5 H 4 N 4 . DNK monomer, gvanin nukleotid, takođe sadrži purinsku azotnu bazu povezanu sa deoksiribozom N-glikozidnom vezom u beta konfiguraciji.
Pirimidinski nukleotidi
Dušične baze koje se nazivaju citidin i timidin derivati su organske supstance pirimidina. Njegova formula je C 4 H 4 N 2. Molekul je šesteročlani planarni heterocikl koji sadrži dva atoma dušika. Poznato je da umjesto nukleotida timina, molekuli kao što su rRNA, tRNA i mRNA sadrže uracil monomer. U procesu transkripcije, prilikom otpisivanja informacija sa gena DNK na molekulu mRNA, nukleotid timina se zamjenjuje adeninom, a nukleotid adenina u sintetiziranom lancu mRNA zamjenjuje se uracilom. Odnosno, sljedeći zapis će biti pošten: A - U, T - A.
Chargaffovo pravilo
U prethodnom odeljku već smo se delimično dotakli principa korespondencije između monomera u lancima DNK i u kompleksu gen-mRNA. Čuveni biohemičar E. Chargaff ustanovio je potpuno jedinstveno svojstvo molekula deoksiribonukleinske kiseline, naime, da je broj adenin nukleotida u njoj uvijek jednak timinu, a guanin - citozinu. Glavna teorijska osnova Chargaffovih principa bila su istraživanja Watsona i Cricka, koji su ustanovili koji monomeri formiraju molekulu DNK, a koji prostorna organizacija oni imaju. Drugi obrazac, koji je izveo Chargaff i nazvan princip komplementarnosti, ukazuje na hemijski odnos purinskih i pirimidinskih baza i njihovu sposobnost da formiraju vodonične veze kada su u međusobnoj interakciji. To znači da je raspored monomera u oba lanca DNK strogo određen: na primjer, nasuprot A prvog lanca DNK, može se locirati samo T drugog, a između njih nastaju dvije vodikove veze. Nasuprot nukleotidu gvanina može se locirati samo citozin. U ovom slučaju između azotnih baza formiraju se tri vodikove veze.
Uloga nukleotida u genetskom kodu
Da bi se izvršila reakcija biosinteze proteina koja se odvija u ribosomima, postoji mehanizam za prevođenje informacija o sastavu aminokiselina peptida iz mRNA nukleotidne sekvence u sekvencu aminokiselina. Ispostavilo se da tri susjedna monomera nose informaciju o jednoj od 20 mogućih aminokiselina. Ovaj fenomen se naziva rješavanjem problema. molekularna biologija koristi se za određivanje sastava aminokiselina peptida i za pojašnjenje pitanja: koji monomeri formiraju molekul DNK, drugim riječima, kakav je sastav odgovarajućeg gena. Na primjer, AAA triplet (kodon) u genu kodira aminokiselinu fenilalanin u molekulu proteina, a u genetskom kodu će odgovarati UUU tripletu u lancu mRNA.
Interakcija nukleotida u procesu replikacije DNK
Kao što je ranije otkriveno, strukturne jedinice, DNK monomeri su nukleotidi. Njihova specifična sekvenca u lancima je šablon za proces sinteze kćerke molekule dezoksiribonukleinske kiseline. Ovaj fenomen se javlja u S-stadijumu ćelijske interfaze. Nukleotidna sekvenca novog molekula DNK se sklapa na roditeljskim lancima pod dejstvom enzima DNK polimeraze, uzimajući u obzir (A - T, D - C). Replikacija se odnosi na reakcije matrična sinteza. To znači da monomeri DNK i njihova struktura u matičnim lancima služe kao osnova, odnosno matrica za njenu kćer kopiju.
Može li se struktura nukleotida promijeniti?
Uzgred, recimo da je deoksiribonukleinska kiselina vrlo konzervativna struktura ćelijskog jezgra. Za to postoji logično objašnjenje: jezgra pohranjena u kromatinu mora biti nepromijenjena i kopirana bez izobličenja. Pa, ćelijski genom je stalno "pod pištoljem" faktora okoline. Na primjer, tako agresivan hemijska jedinjenja poput alkohola, droga, radioaktivnog zračenja. Svi su takozvani mutageni, pod čijim uticajem bilo koji DNK monomer može da promeni svoj hemijska struktura. Takvo izobličenje u biohemiji naziva se tačkasta mutacija. Učestalost njihovog pojavljivanja u ćelijskom genomu je prilično visoka. Mutacije se ispravljaju dobro funkcionirajućim radom sistema za popravku stanica, koji uključuje skup enzima.
Neke od njih, na primjer, restriktaze, "izrezuju" oštećene nukleotide, polimeraze osiguravaju sintezu normalnih monomera, ligaze "šiju" obnovljene dijelove gena. Ako iz nekog razloga gore opisani mehanizam ne funkcionira u ćeliji i defektni DNK monomer ostane u njenoj molekuli, mutacija se preuzima procesima sinteze matriksa i fenotipski se manifestira u obliku proteina s oštećenim svojstvima, nesposobni da obavljaju potrebne funkcije koje su im svojstvene u staničnom metabolizmu. Ovo je ozbiljan negativan faktor koji smanjuje vitalnost ćelije i skraćuje njen životni vek.
