Біоінформатика

Рис. 1 Деление луковых клеток на различных фазах митоза по Э.Б._Уилсону(1900)

Всё живое на Земле состоит из клеток - элементарных единиц строения и жизнедеятельности организмов. Ещё 150 лет назад клеточное ядро было определёно как центр клеточной активности. В световом микроскопе клеточные ядра видны только как тёмные пятна в клетках, но если увеличить приближение, мы обнаружим, что они плотно наполнены молекулами хроматина. Во время митоза большая часть хроматина скручивается в длинную, тонкую спираль хромосом. См. Рис. 1 Деление луковых клеток на различных стадиях митоза.
Один из классов макромолекул, содержащийся в хроматине - нуклеиновые кислоты. В начале ХХ-го столетия исследования химической идентичности нуклеиновых кислот завершился выводом, что нуклеиновые кислоты являются полимерами - повторением цепочки более мелких похожих по структуре молекул-мономеров. Из-за длинной и тонкой формы, полимеры нуклеиновых кислот принято называть нитями.
Мономер нуклеиновой кислоты называется нуклеотидом и принимается за единицу длины нити (сокращённо нт). Каждая нуклеотида состоит из трёх частей - молекулы сахара, фосфата (негативно заряжённого иона) и азотистых оснований. Полимеризация достигается путём связывания молекулы сахара одного нуклеотида с фосфатом следующей нуклеотиды в цепочку, которая формирует сахарно-фосфатный костяк для нити нуклеиновой кислоты. Интересно, что нуклеотиды нуклеиновой кислоты всегда содержат одинаковые сахар и фосфаты, и отличаются только в выборе их оснований. Таким образом, одна нить нуклеиновой кислоты может отличаться от другой только порядком азотистых оснований; этот порядок и определяет первичную структуру нуклеиновой кислоты.

Рис. 2 Схема первичной структуры ДНК

Например, на Рис. 2 изображена нить дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), в которой отмечены сахар (дезоксирибоза) и четыре азотистых основания – Аденин (А), Цитозин (Ц), Гуанин (Г) и Тимин (Т).
ДНК обнаруживается во всех организмах на Земле, включая бактерии; она даже содержится во многих вирусах (которые часто рассматривают ка неживое). Поэтому её важность, мы заключаем в понятие геном - совокупность наследственного материала, заключенного в хромосомах организма.