Двойная Спираль ДНК - DNA Double Helix

Интерактивная 3D визуализация структуры двойной спирали ДНК, спаривания оснований, водородных связей и тепловой денатурации

Структура Двойной Спирали 3D

Сахар-фосфатный остов, пары оснований, водородные связи, большая/малая борозды

Диаметр Спирали: 2.0 nm
Шаг Спирали: 3.4 nm/turn
Пары Оснований: 20
GC Содержание: 50%
Температура Плавления T_m: 85.0°C

Легенда

Сахар-фосфатный остов
Аденин (A)
Тимин (T)
Гуанин (G)
Цитозин (C)
2 H-связи (A-T)
3 H-связи (G-C)

Кривая Плавления ДНК

Доля одноцепочечной ДНК vs Температура

Текущая Температура: 25.0°C
Денатурированная Доля: 0.0%

Последовательность ДНК

Направление 5' к 3', показывая пары оснований

Цепь 5' → 3':
Цепь 3' ← 5':

Параметры ДНК

Структура

Температура и Денатурация

Опции Отображения

Последовательности ДНК

Формулы Структуры ДНК

Спаривание Оснований: A-T (2 H-bonds), G-C (3 H-bonds)
Температура Плавления: T_m = 69.3 + 0.41×(%GC) - 650/length
Размеры Спирали: Diameter: 2.0 nm, Pitch: 3.4 nm/turn
Направление Цепи: Antiparallel: 5'→3' opposite 3'←5'

Что такое Двойная Спираль ДНК?

Двойная спираль ДНК - это молекулярная структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), состоящая из двух комплементарных цепей, намотанных друг на друга по спирали. Каждая цепь состоит из сахар-фосфатного остова с прикрепленными азотистыми основаниями (аденин, тимин, гуанин, цитозин). Две цепи удерживаются вместе водородными связями между комплементарными парами оснований: A спаривается с T (2 водородные связи), а G спаривается с C (3 водородные связи).

Структура Двойной Спирали

Двойная спираль ДНК имеет диаметр 2.0 нм и совершает один полный оборот каждые 3.4 нм вдоль своей оси, содержа приблизительно 10 пар оснований на оборот. Сахар-фосфатные остовы образуют внешнюю рамку, тогда как азотистые основания штабелируются внутри, перпендикулярно оси спирали. Это расположение создает две борозды: большая борозда (широкая) и малая борозда (узкая), которые важны для связывания белков. Две цепи бегут в противоположных направлениях (антипараллельно): одна цепь бежит 5'→3', тогда как комплементарная цепь бежит 3'→5'.

Спаривание Оснований и Водородные Связи

Комплементарное спаривание оснований фундаментально для структуры и функции ДНК. Аденин (A) всегда спаривается с тимином (T) через две водородные связи, тогда как гуанин (G) спаривается с цитозином (C) через три водородные связи. Это специфическое спаривание обеспечивает точную репликацию и транскрипцию ДНК. Пара G-C с тремя водородными связями более термически стабильна, чем A-T, делая последовательности ДНК, богатые GC, имеющими более высокие температуры плавления.

Денатурация и Плавление ДНК

Когда ДНК нагревается, водородные связи между парами оснований разрываются, вызывая разделение двойной спирали на одиночные цепи. Этот процесс называется денатурацией или плавлением. Температура плавления (T_m) - это температура, при которой половина ДНК денатурирована. T_m зависит от длины ДНК и содержания GC: более длинная ДНК и более высокое содержание GC приводят к более высокому T_m, потому что нужно разорвать больше водородных связей. Процесс обратим; при охлаждении комплементарные цепи могут реаннилировать для реформирования двойной спирали.

Репликация ДНК

Репликация ДНК полуконсервативна: когда двойная спираль раскручивается, каждая родительская цепь служит шаблоном для синтеза новой комплементарной цепи. Это производит две дочерние молекулы ДНК, каждая содержащая одну исходную (родительскую) цепь и одну вновь синтезированную цепь. Антипараллельная природа цепей ДНК критична для репликации, с ведущей цепью синтезируемой непрерывно и отстающей цепью синтезируемой прерывисто как фрагменты Оказаки.

Приложения