ԴՆԹ

1. ԴՆԹ
Պատրաստեց՝ Հրաչ Եղիազարյանը

2. Ինչ է ԴՆԹ-ն
 ԴՆԹ-ի ամբողջական անունը դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու է։ ԴՆԹ-ն բոլոր
կենդանի օրգանիզմների և որոշ վիրուսների զարգացման և
կենսագործունեության գենետիկական հրահանգները պարունակող
նուկլեինաթթու։ Վերջինները, սպիտակուցներն ու ածխաջրերը կյանքի
համար անհրաժեշտ երեք կարևորագույն մակրոմոլեկուլներն են։ ԴՆԹ-ի
մոլեկուլները սովորաբար կրկնակի պարույրներ են՝ կազմված երկու երկար
կենսապոլիմերներից, որոնք էլ իրենց հերթին կազմված են
նուկլեոտիդներից։Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ կազմված է ազոտային հիմքից
(գուանին (G, Գ), ադենին (A, Ա), թիմին (T, Թ) և ցիտոզին (C, Ց)),
ածխաջրից (դեզօքսիռիբոզ) և ֆոսֆորական թթվի մնացորդներից։ ԴՆԹ-ի
մոլեկուլների հիմնական դերը տեղեկատվության երկարատև պահպանումն
է։ ԴՆԹ-ի այն հատվածները, որոնք ծածկագրում են սպիտակուցներ,
կոչվում են գեներ, իսկ ԴՆԹ-ի չծածկագրող հատվածներն ունեն
կառուցվածքային նշանակություն կամ մասնակցում են ծածկագրող
հատվածների ակտիվության կարգավորմանը։

3. Մոլեկուլի կառուցվածք
 ԴՆԹ-ն կենսապոլիմեր է, որի մոնոմերները նուկլեոտիդներն են։
Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ կազմված է օրթոֆոսֆորական թթվի
մնացորդից, որը միացած է դեզօքսիռիբոզին 5' դիրքում։ Վերջինիս 1'
դիրքում միանում է 4 ազոտային հիմքերից որևէ մեկը գլիկոզիդային (C-N)
կապի միջոցով։ Հենց նուկլեոտիդների կազմության մեջ մտնող ածխաջրի
տեսակն էլ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի միջև հիմնական տարբերություններից մեկն է:
Նուկլեոտիդի օրինակ է ադենոզինմոնոֆոսֆատը, որի ազոտային հիմքը
ադենինն է։

4. Կրկնակի Պարույր
 ԴՆԹ-ի պոլիմերը օժտված է բավականին բարդ կառույցով։ Նույն շղթայում
նուկլեոտիդները միմյանց միացած են կովալենտ կապերի միջոցով՝
առաջացնելով պոլինուկլեոտիդային շղթաներ։ Գրեթե բոլոր դեպքերում 2
պոլինուկլեոտիդային շղթաները միմյանց միանում են ջրածնական
կապերով՝ առաջացնելով կրկնակի պարույր. բացառություն են կազմում
որոշ վիրուսներ, որոնց ԴՆԹ-ն միաշղթա է։ Յուրաքանչյուր շղթայի հիմքը
կազմված է միմյանց հաջորդող ֆոսֆատներից և ածխաջրերից։

5. Ազոտային հիմքերի միջև առաջացող կապեր
 Մի շղթայում գտնվող նուկլեոտիդի ազոտային հիմքը միանում է դիմացի
շղթայի որոշակի նուկլեոտիդի հետ։ Այսպիսի յուրահատուկ կապը
անվանվում է կոմպլեմենտար, իսկ երևույթը՝ կոմպլեմենտարություն։
Պուրինները կոմպլեմենտար են պիրիմիդիններին,այսինքն՝ կարող են
նրանց հետ առաջացնել ջրածնական կապեր։ Ադենինը կապվում է թիմինի,
իսկ ցիտոզինը՝ գուանինի հետ։ Շղթաները միացած են նաև հիդրոֆոբ և
ստեքինգի կապերի միջոցով, որոնք կախված չեն նուկլեոտիդների
հաջորդականությունից։

6. Հիմքերի քիմիական ձևափոխություններ
 Քրոմատինի կառուցվածքը ազդում է գեների տրանսկրիպցիայի վրա։
Հետերոքրոմատինի հատվածները փոխում են իրենց ակտիվությունը ցիտոզինի
մեթիլացման դեպքում։ Օրինակ՝ ցիտոզինի մեթիլացումից հետո 5-
մեթիլցիտոզինի առաջացումը մեծ նշանակություն ունի X քրոմոսոմի
ապաակտիվացման մեջ։
 Մեթիլացման միջին մակարդակը տարբեր կենդանի օրգանիզմների մոտ տարբեր
է, օրինակ՝ Caenorhabditis elegans նեմատոդի մոտ մեթիլացում ընդհանրապես
չի նկատվում, իսկ ողնաշարավորների մոտ հայտնաբերվել է մինչև 1%
մեթիլացում։
 5-մեթիլցիտոզինը կարող է կորցնել ամինոխումբը և վերածվել թիմինի։ Դրա
համար ցիտոզինի մեթիլացումը միաժամանակ նաև մուտացիաների թվի
մեծացման աղբյուր է։
 Նուկլեոտիդների այլ ձևափոխությունների թվին են պատկանում ադենինի
մեթիլացումը բակտերիաների մոտ և ուրացիլի գլիկոզիլացումը
կինետոպլաստներում «J-հիմքերի» առաջացմամբ։

7. ԴՆԹ-ի Վնասվածքներ
 ԴՆԹ-ն կարող է վնասվել տարբեր մուտագենների
ազդեցությամբ, որոնցից են օքսիդացնող և ալկիլացնող
միացությունները, ինչպես նաև իոնացնող
ճառագայթումը՝ ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան
ճառագայթումը։ ԴՆԹ-ի վնասման տեսակը կախված է
մուտագենի տիպից։ Օրինակ՝ ուլտրամանուշակագույն
ճառագայթումը ԴՆԹ-ն վնասում է դիմեր թիմինների
առաջացմամբ, որոնք ի հայտ են գալիս հանդիպակաց
հիմքերի միջև ձևավորվող կովալենտ կապերի
արդյունքում։

8. Գերպարուրվածություն
 Եթե բռնենք պարանի երկու ծայրերից և սկսենք ձգել տարբեր կողմեր,
պարանը կկարճանա և պարանի վրա կառաջանա գերպարուրված հատված։
Հենց նույն կերպ էլ ԴՆԹ-ն կարող է գերպարուրված դառնալ։ Նորմալ
պայմաններում ԴՆԹ-ի շղթայի 1 պտույտի երկարությունը 10,4 հիմք է, բայց
գերպարուրված վիճակներում այդ թիվը կարող է ավելի փոքրանալ։
Տարբերում են գերպարուրվածության երկու տեսակ՝ դրական՝ նորմալ
պարույրների ուղղությամբ, որի դեպքում պարույրներն ավելի խիտ են
դասավորված և բացասական, երբ պարույրները հակառակ են։ Բնության
մեջ ԴՆԹ-ի մոլեկուլները հաճախ գտնվում են հակառակ գերպարուրված
վիճակներում՝ ԴՆԹ-ի տրանսկրիպցիայի և ռեպլիկացիայի ժամանակ։
Տոպոիզոմերազները հատուկ ֆերմենտներն են, որոնք ուղղում են ԴՆԹ-ի
այդպիսի գերպարուրված վիճակները։

9. Քրոմոսոմի ծայրային կառույցներ
 Գծաձև քրոմոսոմների ծայրերում գտնվում են ԴՆԹ-ի
հատուկ մասնագիտացած կառույցներ ։ Այդ հատվածների
հիմնական նշանակությունը քրոմոսոմների
ամբողջականության պահպանումն է, ԴՆԹ-ի ծայրերի
պաշտպանումը էնդոնուկլեազների ազդեցությունից և
ռեպարացիայի համակարգի ակտիվացման արգելակումը։
Քանի որ սովորական ԴՆԹ պոլիմերազները չեն
կարողանում կրկնապատկել քրոմոսոմների 3' ծայրերը
դա իրականացնում են հատուկ ֆերմենտներ՝
թելոմերազներ։

10. Բակտերիալ և վիրուսային ԴՆԹ
 Պրոկարիոտ բջիջների մոտ երկպարույր ԴՆԹ-ն ունի ոչ թե սկիզբ և վերջ
ունեցող գծային մոլեկուլների, այլ շրջանաձև մեկ մոլեկուլի տեսք, որի
յուրաքանչյուր շղթաները վերջում 3', 5' ծայրերով միանում են իրար։ Այս
երկու շղթաներն անվանվում են բակտերիալ քրոմոսոմներ կամ
պլազմիդներ, որոնք տեղադրված չեն բջջակորիզում, այլ գտնվում են
անմիջապես ցիտոպլազմայում։ Պրոկարիոտների ԴՆԹ-ի
գերպարուրվածությունը շտկվում է տոպոիզոմերազի և գիրազի միջոցով։
Վիրուսները պարունակում են ԴՆԹ կամ ՌՆԹ, ըստ որի դասակարգվում են
ԴՆԹ և ՌՆԹ վիրուսներ։ Ինչպես ՌՆԹ, այնպես էլ ԴՆԹ վիրուսների մոտ
նուկլեինաթթուն պաշտպանված է սպիտակուցների մոլեկուլներով։

11. Կենսաբանական նշանակություն
 ԴՆԹ-ն գենետիկական ինֆորմացիայի կրողն է, որը ծածկագրված է
նուկլեոտիդային հաջորդականության՝ գենետիկական ծածկագրի միջոցով։
ԴՆԹ-ի մոլեկուլի հետ է կապված կենդանի օրգանիզմների երկու կարևոր
հատկություն՝ ժառանգականությունը և փոփոխականությունը։ ԴՆԹ-ի
ռեպլիկացիայի ընթացքում առաջանում է մայրական շղթայի երկու
կրկնօրինակ, որոնք ժառանգվում են դուստր բջիջների կողմից՝ բջջի
բաժանման ժամանակ։ Այսպիսով, առաջացած երկու բջիջները մայրական
բջջի գենետիկական կրկնօրինակներն են։

12. Գենոմի կառուցվածք
 Բնության մեջ հանդիպող ԴՆԹ-ների ճնշող մեծամասնությունը երկշղթա են
և գծաձև (էուկարիոտներ, որոշ վիրուսներ և առանձին բակտերիաներ) կամ
օղակաձև (պրոկարիոտներ, քլորոպաստներ և միտոքոնդրիումներ)։
Միաշղթա գծաձև ԴՆԹ են պարունակում որոշ վիրուսներ և
բակտերիոֆագեր։ In vivo ԴՆԹ-ի մոլեկուլները գնտվում են փաթեթավորված
և կոնդենսացված վիճակում։ Էուկարիոտների բջջում ԴՆԹ-ն գտնվում է
մեծամասամբ կորիզում՝ քրոմոսոմների հավաքակազմի տեսքով։
Բակտերիալ ԴՆԹ հաճախ ներկայացված է մեկ օղակաձև ԴՆԹ-ի
մոլեկուլով, որը տեղակայված է ցիտոպլազմայում և անվանվում է
նուլեոտիդ։