დნმ - დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა

DNA – Deoxyribonucleic Acid

დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ) სამი მაკრომოლეკულიდან (დანარჩენი ორია რნმ (რიბონუკლეინის მჟავა) და ცილები) ერთ-ერთია, რომელიც ცოცხალი ორგანიზმების განვითარებისა და ფუნქციონირების გენეტიკური პროგრამის ფიზიკურად შენახვას, თაობიდან თაობაზე გადაცემასა და რეალიზებას უზრუნველყოფს. დნმ შეიცავს გენეტიკურ ინფორმაციას, რომელიც შესაძლებელს ხდის ყველა თანამედროვე ორგანიზმის ცხოველქმედებას, განვითარებასა და გამრავლებას. ის აღმოჩენილია ყველა ევკარიოტულ (ცხოველების, მცენარეებისა და სოკოები) და პროკარიოტულ (ბაქტერიები და არქეები) უჯრედების ბირთვში. დნმ ორგანიზებულია უმცირეს ნაწილაკებად, გენებად, რომლებიც, თავის მხრივ, მოთავსებულია ქრომოსომებში.

ქიმიური თვალსაზრისით, დნმ არის გრძელი პოლიმერული მოლეკულა, რომელიც შედგება განმეორებადი ბლოკების, ნუკლეოტიდებისგან. თითოეული ნუკლეოტიდი შედგება აზოტოვანი ფუძისგან, შაქრისგან (დეზოქსირიბოზისა) და ფოსფატის ჯუგფისგან. ჯაჭვში ნუკლეოტიდებს შორის ბმის წარმოქმნა დეზოქსირობოზასა და ფოსფატის ჯგუფის ხარჯზე ხდება. უმეტეს შემთხვევაში, ზოგიერთი ვირუსის გარდა, რმლებიც ერთჯაჭვიან დნმ-ს შეიცავენ, დნმ-ის მაკრომოლეკულა ორი ჯაჭვისგან შედგება, რომლებიც ერთმანეთს აზოტოვანი ფუძეებით უკავშირდბიან. ეს ორჯაჭვიანი მოლეკულა სპირალიზებულია და სწორედ ამიტომ დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურა „ორმაგი სპირალის“ სახელწოდებით არის ცნობილი.

დნმ-ში გვხვდება აზოტოვანი ფუძეების ოთხი სახე: ადენინი, გუანინი, თიმინი და ციტოზინი. ერთ-ერთი ჯაჭვის აზოტოვანი ფუძეები მეორე ჯაჭვის აზოტოვან ფუძეებს წყალბადური ბმებით, კომპლემენტარობის პრინციპის მიხედვით უკავშირდება: ადენინი უკავშირდება მხოლოდ თიმინს, გუანინი — მხოლოდ ციტოზინს. ორმაგი სპირალის კომპლემენტარობა გულისხმობს, რომ ერთ ჯაჭვში არსებულ ინფორმაციას მეორე ჯაჭვიც შეიცავს. ცოცხალ ორგანიზმებში ფუძეების კომპლემენტარულ წყვილებს შორის ურთიერთქმედებების უკუქცევა და სპეციფიკურობა მნიშვნელოვანია დნმ-ის რეპლიკაციისა და მისი ყველა სხვა ფუნქციისათვის.

შესწავლის ისტორია

დნმ პირველად 1869 წელს აღმოაჩინეს. აღმოჩენა ეკუთვნის შვეიცარიელ ექიმს იოჰან ფრიცდიხ მიშერს, თუმცა მან არც კი იცოდა, რამდენად მნიშვნელოვანი იყო ეს აღმოჩენა. მიშერი თავის ექსპერიმენტებში პრაქტიკულად მთლიანად შლიდა ლეიკოციტის უჯრედს, რის შედეგადაც უჯრედის ნარჩენებისგან გამოყო ნივთიერება, რომლის შემადგენლობაშიც შედის აზოტი და ფოსფორი. თავდაპირველად ახალმა ნივთიერებამ მიიღო სახელწოდება „ნუკლეინი“, ხოლო მოგვიანებით, როდესაც მიშერმა განსაზღვრა, რომ ამ ნივთიერებას მჟავის თვისებები ჰქონდა, ნივთიერებამ მიიღო სახელწოდება „ნუკლეინის მჟავა“. ახალაღმოჩენილი ნივთიერების ბიოლოგიური ფუნქცია გაურკვეველი იყო და დიდი ხნის განმავლობაში დნმ ითვლებოდა ორგანიზმში ფოსფორის სათადარიგო მარაგად. უფრო მეტიც, XX საუკუნის დასაწყისში ბევრი ბიოლოგი მიიჩნევდა, რომ დნმ-ს არავითარი კავშირი არ ჰქონდა ინფორმაციის გადაცემასთან, რადგან მოლეკულის აგებულება, მათი აზრით, იყო ძალიან ერთფეროვანი და არ შეეძლო დაშიფრული ინფორმაციის ტარება.

1943 წელს პირველად გამოჩნდა დამაჯერებელი მტკიცებულებები იმისა, რომ სწორედ დნმ და არა ცილები, როგორც მანამდე ითვლებოდა, არის გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელი, ხოლო 1953 წელს ჯეიმს უოტსონმა და ფრანსის კრიკმა დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურა აღწერეს, რაშიც მოგვიანებით (1962 წელს) ნობელის პრემია მიიღეს.

ბიოლოგიური ფუნქცია

დნმ-ის მოლეკულის კონფიგურაცია უაღრესად სტაბილურია და ახალი დნმ-ის მოკელულების რეპლიკაციის მატრიცის ფუნქციას ასრულებს. ის გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელია, რომელიც გენეტიკური კოდით არის ჩაწერილი ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობის სახით. მასთან დაკავშირებულია ცოცხალი ორგანიზმის ორი ფუნდამენტური მახასიათებელი: მემკვიდრეობითობა და ცვალებადობა.

დნმ-ის რეპლიკაცია ორმაგი ჯაჭვის გახლეჩვით იწყება და თითოეული ნაწილი ახალი წყების მატრიცის ფუნქციას ასრულებს. შესაბამისად, წარმოიქმნება საწყისი ჯაჭვის ორი ასლი, რომლის უჯრედებიც გენეტიკურად საწყისი უჯრედების იდენტურია.

გენეტიკური ინფორმაცია გენების ექსპერიისას რეალიზირდება, ტრანსრიპციისა (დნმ-ის მატრიცაზე რნმ-ის მოლეკულების სინთეზისა) და ტრანსლაციის (რნმ-ის მატრიცაზე ცილების წარმოქმნის) დროს.

ნუკლეოტიდების წყობა „აკოდირებს“ ინფორმაციას რნმ-ის სხვადასხვა ტიპის შესახებ: ინფორმაციული, ანუ მატრიცული (ი-რნმ), რიბოსომული (რ-რნმ) და სატრანსპორტო (ტ-რნმ). რნმ-ის ყველა ეს ტიპი სინთეზირდება ტრანსკრიპციის დროს, დნმ-ზე დაყრდნობით. ცილების ბიოსინთეზში (ტრანსლაციის პროცესში) მათ სხვადასხვა როლი აქვთ. ინფორმაციული რნმ შეიცავს ინფორმაციას ცილაში ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ, რიბოსომული რნმ-ები რიბოსომების (რთული ნუკლეოპროტეინული კომპლექსები, რომელთა მთავარი ფუნქციაც ი-რნმ-ზე დაყრდნობით ცალკეული ამინომჟავებისგან ცილის აგებაა) საფუძველია, ხოლო სატრანსპორტო რნმ-ს ამინომჟავები ცილების აგების ადგილას გადააქვთ ანუ რიბოსომის აქტიურ ცენტრში, რომელიც ი-რნმ-ზე „მოძრაობს“. 

            

*** 

გამოყენბული ლიტერატურა: 

გერიგი, ზიმბარდო (2009). ფსიქოლოგია და ცხოვრება, მე-16 გამოცემა. თსუ, თბილისი.

DNA, http://www.britannica.com/EBchecked/topic/167063/DNA (13.01.2015)

დნმ, http://ka.wikipedia.org/wiki/დეზოქსირიბონუკლეინის_მჟავა (13.01.2015)

კატეგორია: 
ავტორები: