DNK promjene zbog tranzicije. Šta je DNK - deoksiribonukleinska kiselina Struktura nukleotida u molekuli DNK?

MOSKVA, 25. aprila - RIA Novosti, Tatjana Pičugina. Prije tačno 65 godina britanski naučnici James Watson i Francis Crick objavili su članak o dešifriranju strukture DNK, postavljajući temelje nove nauke - molekularne biologije. Ovo otkriće je mnogo promijenilo u životu čovječanstva. RIA Novosti govore o svojstvima molekula DNK i zašto je to toliko važno.

U drugoj polovini 19. veka biologija je bila veoma mlada nauka. Naučnici su tek počeli proučavati ćeliju, a ideje o naslijeđu, iako ih je već formulirao Gregor Mendel, nisu bile široko prihvaćene.

U proleće 1868. mladi švajcarski doktor Fridrih Mišer stigao je na Univerzitet u Tibingenu (Nemačka) da se bavi naučnim radom. Namjeravao je otkriti od kojih supstanci je ćelija napravljena. Za eksperimente sam odabrao leukocite, koje je lako dobiti iz gnoja.

Odvajajući jezgro od protoplazme, proteina i masti, Miescher je otkrio spoj s visokim sadržajem fosfora. On je ovu molekulu nazvao nuklein ("nukleus" na latinskom - nukleus).

Ovo jedinjenje je pokazalo kisela svojstva, zbog čega je i nastao pojam "nukleinska kiselina". Njegov prefiks "deoksiribo" znači da molekul sadrži H-grupe i šećere. Tada se ispostavilo da je to zapravo sol, ali nisu promijenili ime.

Početkom 20. veka naučnici su već znali da je nuklein polimer (tj. veoma duga fleksibilna molekula ponavljajućih jedinica), jedinice se sastoje od četiri azotne baze (adenin, timin, gvanin i citozin) i nukleina. sadržan je u hromozomima - kompaktnim strukturama koje se javljaju u stanicama koje se dijele. Njihovu sposobnost prenošenja nasljednih karakteristika pokazao je američki genetičar Thomas Morgan u eksperimentima na voćnim mušicama.

Model koji je objasnio gene

Ali šta dezoksiribonukleinska kiselina, ili skraćeno DNK, radi u ćelijskom jezgru, dugo nije bilo jasno. Vjerovalo se da igra neku strukturnu ulogu u hromozomima. Jedinice nasljeđa - geni - pripisivane su prirodi proteina. Proboj je napravio američki istraživač Oswald Avery, koji je eksperimentalno dokazao da se genetski materijal prenosi s bakterija na bakterije putem DNK.

Postalo je jasno da DNK treba proučiti. Ali kako? U to vrijeme naučnicima su bili dostupni samo rendgenski zraci. Da bi se njime osvijetlili biološki molekuli, morali su biti kristalizirani, a to je teško. Struktura proteinskih molekula je dešifrovana iz uzoraka difrakcije rendgenskih zraka u Cavendish Laboratory (Cambridge, UK). Mladi istraživači koji su tamo radili, James Watson i Francis Crick, nisu imali svoje eksperimentalne podatke o DNK, pa su koristili rendgenske fotografije kolega s King's Collegea Mauricea Wilkinsa i Rosalind Franklin.

Watson i Crick su predložili model strukture DNK koji je tačno odgovarao uzorcima rendgenskih zraka: dva paralelna lanca uvijena u desnu spiralu. Svaki lanac se sastoji od nasumičnog skupa azotnih baza nanizanih na okosnicu njihovih šećera i fosfata, a zajedno se drže vodoničnim vezama između baza. Štaviše, adenin se kombinuje samo sa timinom, a gvanin sa citozinom. Ovo pravilo se naziva princip komplementarnosti.

Watson i Crick model objasnio je četiri glavne funkcije DNK: replikaciju genetskog materijala, njegovu specifičnost, skladištenje informacija u molekulu i njegovu sposobnost mutacije.

Naučnici su svoje otkriće objavili u časopisu Nature 25. aprila 1953. godine. Deset godina kasnije, zajedno sa Mauriceom Wilkinsom, dobili su Nobelovu nagradu za biologiju (Rosalind Franklin je umrla 1958. od raka u 37. godini).

„Sada, više od pola stoljeća kasnije, možemo reći da je otkriće strukture DNK igralo istu ulogu u razvoju biologije kao što je otkriće atomskog jezgra u fizici dovelo do razjašnjenja strukture atoma rođenje nove, kvantne fizike i otkriće strukture DNK doveli su do rađanja nove, molekularne biologije”, piše Maxim Frank-Kamenetsky, izvanredni genetičar, istraživač DNK i autor knjige “The Najvažniji molekul.”

Genetski kod

Sada je preostalo da se otkrije kako ovaj molekul radi. Bilo je poznato da DNK sadrži upute za sintezu ćelijskih proteina, koji obavljaju sav posao u ćeliji. Proteini su polimeri sastavljeni od ponavljajućih nizova aminokiselina. Štaviše, postoji samo dvadeset aminokiselina. Životinjske vrste se međusobno razlikuju po skupu proteina u svojim stanicama, odnosno po različitim sekvencama aminokiselina. Genetika je tvrdila da su ove sekvence određene genima, za koje se tada vjerovalo da služe kao gradivni blokovi života. Ali niko nije znao šta su tačno geni.

Jasnoću je unio autor teorije Velikog praska, fizičar Georgiy Gamow, zaposlenik Univerziteta George Washington (SAD). Na osnovu Watsona i Crickovog modela dvolančane spirale DNK, on ​​je sugerirao da je gen dio DNK, odnosno određeni niz veza – nukleotida. Pošto je svaki nukleotid jedna od četiri azotne baze, jednostavno moramo shvatiti kako četiri elementa kodiraju dvadeset. Ovo je bila ideja genetskog koda.

Do ranih 1960-ih ustanovljeno je da se proteini sintetiziraju iz aminokiselina u ribosomima, svojevrsnoj "tvornici" unutar ćelije. Da bi započeo sintezu proteina, enzim se približava DNK, prepoznaje određenu regiju na početku gena, sintetizira kopiju gena u obliku male RNK (naziva se šablon), zatim se protein uzgaja u ribosomu iz amino kiseline.

Takođe su otkrili da je genetski kod troslovni. To znači da jedna aminokiselina odgovara tri nukleotida. Jedinica koda se zove kodon. U ribosomu se informacija iz mRNA čita kodon po kodon, uzastopno. I svaki od njih odgovara nekoliko aminokiselina. Kako izgleda šifra?

Na ovo pitanje odgovorili su Marshall Nirenberg i Heinrich Mattei iz SAD-a. 1961. prvi put su objavili svoje rezultate na biohemijskom kongresu u Moskvi. Do 1967. genetski kod je bio potpuno dešifrovan. Pokazalo se da je univerzalan za sve ćelije svih organizama, što je imalo dalekosežne posledice po nauku.

Otkriće strukture DNK i genetskog koda potpuno je preusmjerilo biološka istraživanja. Činjenica da svaki pojedinac ima jedinstvenu sekvencu DNK je revolucionirala forenzičku nauku. Dešifrovanje ljudskog genoma dalo je antropolozima potpuno novu metodu za proučavanje evolucije naše vrste. Nedavno izumljeni DNK uređivač CRISPR-Cas uvelike je unaprijedio genetski inženjering. Očigledno, ovaj molekul sadrži rješenje za najhitnije probleme čovječanstva: rak, genetske bolesti, starenje.

Watsone I Scream pokazao to DNK sastoji se od dva polinukleotidna lanca. Svaki lanac je uvijen u spiralu udesno, a oba su upletena zajedno, odnosno uvijena udesno oko iste ose, formirajući dvostruku spiralu.

Lanci su antiparalelni, odnosno usmjereni u suprotnim smjerovima. Svaki lanac DNK sastoji se od šećerno-fosfatne kičme duž koje su baze smještene okomito na dugu os dvostruke spirale; Suprotstavljene baze dvaju suprotnih niti dvostruke spirale povezane su vodikovim vezama.

Šećer fosfatne kičme dvije dvostruke spirale su jasno vidljivi na prostornom DNK modelu. Udaljenost između šećerno-fosfatnih okosnica dva lanca je konstantna i jednaka udaljenosti koju zauzima par baza, odnosno jedan purin i jedan pirimidin. Dva purina bi zauzela previše prostora, a dva pirimidina bi zauzela premalo prostora da popune praznine između dva lanca.

Duž ose molekule, susjedni parovi baza nalaze se na udaljenosti od 0,34 nm jedan od drugog, što objašnjava periodičnost otkrivenu u dijagramima rendgenske difrakcije. Potpuna revolucija spiralečini 3,4 nm, tj. 10 baznih parova. Nema ograničenja u vezi s redoslijedom nukleotida u jednom lancu, ali zbog pravila uparivanja baza, ovaj niz u jednom lancu određuje slijed nukleotida u drugom lancu. Stoga kažemo da su dvije niti dvostruke spirale komplementarne jedna drugoj.

Watsone I Scream objavio poruku o vaš DNK model u časopisu "" 1953. godine, a 1962. godine, zajedno sa Mauriceom Wilkinsom, dobili su Nobelovu nagradu za ovo djelo. Iste godine, Kendrew i Perutz su dobili Nobelovu nagradu za svoj rad na određivanju trodimenzionalne strukture proteina, također izveden analizom rendgenske difrakcije. Rosalind Franklin, koja je umrla od raka prije dodjele nagrada, nije uvrštena kao dobitnica jer se Nobelova nagrada ne dodjeljuje posthumno.

Da bi se predložena struktura prepoznala kao genetski materijal, bilo je potrebno pokazati da je ona sposobna: 1) da nosi kodirane informacije i 2) da se precizno reprodukuje (replicira). Watson i Crick su bili svjesni da njihov model zadovoljava ove zahtjeve. Na kraju svog prvog rada, oprezno su primijetili: “Našoj pažnji nije promaklo da nam specifično uparivanje baza koje smo postulirali odmah omogućava da pretpostavimo mogući mehanizam kopiranja genetskog materijala.”

U drugom radu, objavljenom 1953., raspravljali su o genetskim implikacijama njihovog modela. Ovo otkriće je pokazalo kako jasna struktura mogu biti povezani s funkcijom već na molekularnom nivou, dajući snažan poticaj razvoju molekularne biologije.

Prema svojoj hemijskoj strukturi, DNK ( Dezoksiribonukleinska kiselina) je biopolimer, čiji su monomeri nukleotidi. To jest, DNK jeste polinukleotid. Štaviše, molekula DNK se obično sastoji od dva lanca uvrnuta jedan u odnosu na drugi duž spiralne linije (koja se često naziva "heliko uvrnuta") i međusobno povezana vodoničnim vezama.

Lanci se mogu uvijati i na lijevu i na desnu (najčešće) stranu.

Neki virusi imaju jednolančanu DNK.

Svaki nukleotid DNK sastoji se od 1) azotne baze, 2) deoksiriboze, 3) ostatka fosforne kiseline.

Dvostruka desnoruka DNK spirala

Sastav DNK uključuje sljedeće: adenin, guanin, timina I citozin. Adenin i gvanin su purini, a timin i citozin - do pirimidini. Ponekad DNK sadrži uracil, koji je obično karakterističan za RNK, gdje zamjenjuje timin.

Dušične baze jednog lanca molekule DNK povezane su s dušičnim bazama drugog striktno prema principu komplementarnosti: adenin samo s timinom (međusobno formiraju dvije vodikove veze), a gvanin samo sa citozinom (tri veze).

Dušična baza u samom nukleotidu povezana je s prvim atomom ugljika cikličkog oblika deoksiriboza, što je pentoza (ugljikohidrat s pet atoma ugljika). Veza je kovalentna, glikozidna (C-N). Za razliku od riboze, deoksiribozi nedostaje jedna od svojih hidroksilnih grupa. Prsten dezoksiriboze formiraju četiri atoma ugljika i jedan atom kisika. Peti atom ugljika je izvan prstena i povezan je preko atoma kisika s ostatkom fosforne kiseline. Također, preko atoma kisika na trećem atomu ugljika, vezan je ostatak fosforne kiseline susjednog nukleotida.

Dakle, u jednom lancu DNK, susjedni nukleotidi su međusobno povezani kovalentnim vezama između deoksiriboze i fosforne kiseline (fosfodiestarska veza). Formira se fosfatno-deoksiriboza kičma. Usmjerene okomito na njega, prema drugom lancu DNK, nalaze se dušične baze, koje su vodoničnim vezama povezane s bazama drugog lanca.

Struktura DNK je takva da su okosnice lanaca povezanih vodoničnim vezama usmjerene u različitim smjerovima (kažu "višesmjerno", "antiparalelno"). Na strani gdje jedna završava fosfornom kiselinom povezanom s petim atomom ugljika deoksiriboze, druga završava sa „slobodnim“ trećim atomom ugljika. Odnosno, kostur jednog lanca je okrenut naopako u odnosu na drugi. Tako se u strukturi DNK lanaca razlikuju krajevi od 5" i krajevi od 3".

Tokom replikacije (udvostručavanja) DNK, sinteza novih lanaca uvijek ide od njihovog 5. kraja do trećeg, budući da se novi nukleotidi mogu dodati samo na slobodni treći kraj.

Konačno (indirektno preko RNK), svaka tri uzastopna nukleotida u lancu DNK kodiraju jednu proteinsku aminokiselinu.

Do otkrića strukture molekula DNK došlo je 1953. godine zahvaljujući radu F. Cricka i D. Watsona (što je takođe olakšano ranim radom drugih naučnika). Iako je DNK bio poznat kao hemijska supstanca još u 19. veku. 40-ih godina 20. vijeka postalo je jasno da je DNK nosilac genetske informacije.

Dvostruka spirala se smatra sekundarnom strukturom molekule DNK. U eukariotskim stanicama, velika količina DNK nalazi se u hromozomima, gdje je povezana s proteinima i drugim supstancama, a također je gušće upakovana.

Plan rađanja osobe je spreman kada se reproduktivne ćelije majke i oca spoje u jednu. Ova formacija se naziva zigota ili oplođeno jaje. Sam plan razvoja organizma sadržan je u molekuli DNK koja se nalazi u jezgru ove pojedinačne ćelije. U njemu je kodirana boja kose, visina, oblik nosa i sve ostalo što osobu čini individualnom.

Naravno, sudbina osobe ne zavisi samo od molekula, već i od mnogih drugih faktora. Ali geni koji su postavljeni pri rođenju takođe u velikoj meri utiču na sudbonosni put. I predstavljaju niz nukleotida.

Svaki put kada se ćelija podijeli, DNK se udvostručuje. Dakle, svaka ćelija nosi informacije o strukturi cijelog organizma. Kao da je prilikom izgradnje zidane zgrade svaka cigla imala arhitektonski plan za cijelu građevinu. Gledate samo jednu ciglu i već znate koje je građevinske strukture dio.

Pravu strukturu molekula DNK prvi je pokazao britanski biolog John Gurdon 1962. godine. Uzeo je ćelijsko jezgro iz žabljeg crijeva i, koristeći mikrohirurške tehnike, presadio ga u žablje jaje. Štaviše, u ovom jajetu je njegovo vlastito jezgro prethodno ubijeno ultraljubičastim zračenjem.

Iz hibridnog jajeta izrasla je normalna žaba. Štaviše, bio je apsolutno identičan onome čije je jezgro ćelije uzeto. Ovo je označilo početak ere kloniranja. A prvi uspješan rezultat kloniranja među sisavcima bila je ovca Doli. Živjela je 6 godina, a potom umrla.

Međutim, i sama priroda stvara dvojnike. To se događa kada nakon prve diobe zigota dvije nove ćelije ne ostaju zajedno, već se razmiču i svaka proizvodi svoj organizam. Ovako se rađaju jednojajčani blizanci. Njihovi DNK molekuli su potpuno isti, zbog čega su blizanci tako slični.

Po izgledu, DNK podsjeća na ljestve od užeta uvijene u desnoruku spiralu. I sastoji se od polimernih lanaca, od kojih je svaki formiran od 4 vrste jedinica: adenina (A), guanina (G), timina (T) i citozina (C).

U njihovom nizu je sadržan genetski program bilo kojeg živog organizma. Na slici ispod, na primjer, prikazan je nukleotid T. Njegov gornji prsten se naziva azotna baza, petočlani prsten na dnu je šećer, a na lijevoj strani je fosfatna grupa.

Na slici je prikazan nukleotid timina, koji je dio DNK. Preostala 3 nukleotida imaju sličnu strukturu, ali se razlikuju po dušičnoj bazi. Gornji desni prsten je azotna baza. Donji petočlani prsten je šećer. Lijeva grupa PO - fosfat

Dimenzije molekula DNK

Promjer dvostruke spirale je 2 nm (nm je nanometar, jednak 10 -9 metara). Udaljenost između susjednih parova baza duž heliksa je 0,34 nm. Dvostruka spirala pravi punu revoluciju svakih 10 pari. Ali dužina zavisi od organizma kojem molekul pripada. Najjednostavniji virusi imaju samo nekoliko hiljada veza. Bakterije ih imaju nekoliko miliona. A viši organizmi ih imaju milijarde.

Ako sav DNK koji se nalazi u jednoj ljudskoj ćeliji razvučete u jednu liniju, dobit ćete nit dugu oko 2 m. To pokazuje da je dužina niti milijarde puta veća od njene debljine. Da biste bolje zamislili veličinu molekule DNK, možete zamisliti da je njena debljina 4 cm. Na ovoj skali, osoba će odgovarati veličini Zemlje, a ćelijsko jezgro će narasti do veličine stadiona.

Da li je Watson i Crick model ispravan?

S obzirom na strukturu molekule DNK, postavlja se pitanje kako se ona, koja ima tako veliku dužinu, nalazi u jezgru. Mora ležati na takav način da je cijelom dužinom dostupan za RNA polimerazu, koja očitava željene gene.

Kako se vrši replikacija? Na kraju krajeva, nakon udvostručavanja, dva komplementarna lanca moraju se odvojiti. To je prilično teško, jer su lanci u početku uvijeni u spiralu.

Takva pitanja su u početku izazvala sumnje u valjanost modela Watson i Crick. Ali ovaj model je bio previše specifičan i jednostavno je zadirkivao stručnjake svojom neprikosnovenošću. Stoga su svi požurili da traže nedostatke i kontradiktornosti.

Neki stručnjaci su pretpostavili da ako se nesretna molekula sastoji od 2 polimerna lanca povezana slabim nekovalentnim vezama, onda bi oni trebali divergirati kada se otopina zagrije, što se može lako eksperimentalno provjeriti.

Drugi stručnjaci su se zainteresovali za azotne baze koje međusobno stvaraju vodonične veze. Ovo se može potvrditi mjerenjem spektra molekula u infracrvenom području.

Drugi su pak mislili da ako su dušične baze zaista skrivene unutar dvostruke spirale, onda bi bilo moguće otkriti jesu li na molekulu djelovale one tvari koje mogu reagirati samo s tim skrivenim grupama.

Provedeni su mnogi eksperimenti i do kraja 50-ih godina 20. stoljeća postalo je jasno da je model koji su predložili Watson i Crick prošao sve testove. Pokušaji da se pobije nisu uspjeli.

Monomerne jedinice su nukliatidi.

Šta je DNK?

Sve informacije o strukturi i funkcioniranju bilo kojeg živog organizma sadržane su u kodiranom obliku u njegovom genetskom materijalu. Osnova genetskog materijala organizma je deoksiribonukleinska kiselina (DNK).

DNK u većini organizama to je duga, dvolančana polimerna molekula. Subsequence monomerne jedinice (deoksiribonukleotidi) u jednom od svojih lanaca odgovara ( komplementarni) deoksiribonukleotidne sekvence u drugu. Princip komplementarnosti osigurava sintezu novih molekula DNK identičnih originalnim kada se udvostruče ( replikacija).

Dio molekule DNK koji kodira određenu osobinu - gen.

Geni– to su pojedinačni genetski elementi koji imaju strogo specifičnu sekvencu nukleotida i kodiraju određene karakteristike organizma. Neki od njih kodiraju proteine, drugi samo RNA molekule.

Informacije sadržane u genima koji kodiraju proteine ​​(strukturni geni) dešifruju se kroz dva uzastopna procesa:

• Sinteza RNK (transkripcija): DNK se sintetiše u određenom delu kao na matrici glasnička RNK (mRNA).
• sinteza proteina (prijevod): Tokom koordinisanog rada višekomponentnog sistema uz učešće transportne RNK (tRNA), mRNA, enzimi i razne proteinski faktori sprovedeno sinteza proteina.

Svi ovi procesi osiguravaju ispravan prijevod genetske informacije šifrirane u DNK sa jezika nukleotida u jezik aminokiselina. Aminokiselinska sekvenca proteinske molekule određuje njegovu strukturu i funkcije.

DNK struktura

DNK- Ovo linearni organski polimer. Njegov - nukleotidi, koji se sastoje od:

U ovom slučaju, fosfatna grupa je vezana za 5′ atom ugljika monosaharidni ostatak, a organska baza - do 1′-atom.

Postoje dvije vrste baza u DNK:

Struktura nukleotida u molekuli DNK

IN DNK predstavljen monosaharid 2′-deoksiriboza, koji sadrži samo 1 hidroksilna grupa (OH), i u RNA - riboza vlasništvo 2 hidroksilne grupe (OH).

Nukleotidi su međusobno povezani fosfodiestarske veze, dok je fosfatna grupa 5′ atom ugljika jedan nukleotid vezan za 3'-OH-grupa deoksiriboze susjedni nukleotid (slika 1). Na jednom kraju polinukleotidnog lanca nalazi se Z'-OH-grupa (Z'-kraj), a sa druge - 5′-fosfatna grupa (5′ kraj).

Nivoi strukture DNK

Uobičajeno je razlikovati 3 nivoa strukture DNK:

• primarni;
• sekundarni;
• tercijarni

Primarna struktura DNK je sekvenca rasporeda nukleotida u polinukleotidnom lancu DNK.

Sekundarna struktura DNK stabilizira između komplementarnih parova baza i predstavlja dvostruku spiralu od dva antiparalelna lanca uvijena udesno oko iste ose.

Ukupan okret spirale je 3.4nm, razmak između lanaca 2nm.

Tercijarna struktura DNK - superspecijalizacija DNK. Dvostruka spirala DNK može se podvrgnuti daljoj helikalizaciji na nekim mjestima kako bi formirala superkolu ili otvoreni kružni oblik, često uzrokovan kovalentnim spajanjem njihovih otvorenih krajeva. Superzamotana struktura DNK osigurava da je vrlo duga molekula DNK ekonomično upakovana u hromozom. Dakle, u izduženom obliku, dužina molekula DNK je 8 cm, a u obliku superspirale se uklapa 5 nm.

Chargaffovo pravilo

E. Chargaffovo pravilo je obrazac kvantitativnog sadržaja azotnih baza u molekuli DNK:

1. U DNK molne frakcije baze purina i pirimidina su jednake: A+G = C+ T ili (A +G)/(C + T)=1.
2. U DNK broj baza sa amino grupama (A +C) jednaki broj baza sa keto grupama (G+ T):A+C= G+ T ili (A +C)/(G+ T)= 1
3. Pravilo ekvivalencije, odnosno: A=T, G=C; A/T = 1; G/C=1.
4. Nukleotidni sastav DNK u organizmima različitih grupa je specifična i karakterizirana koeficijent specifičnosti: (G+C)/(A+T). Kod viših biljaka i životinja koeficijent specifičnosti manji od 1, i neznatno fluktuira: od 0,54 prije 0,98 , u mikroorganizmima je više od 1.

Watson-Crick DNK model

B 1953. James Watsone i Francis Scream, na osnovu analize rendgenske difrakcije DNK kristala, došao je do zaključka da nativni DNK sastoji se od dva polimerna lanca koji formiraju dvostruku spiralu (slika 3).

Polinukleotidni lanci namotani jedan na drugi drže se zajedno vodonične veze, formiran između komplementarnih baza suprotnih lanaca (slika 3). Gde adeninčini par samo sa timina, A guanin- Sa citozin. Osnovni par A-T se stabilizuje dve vodonične veze, i par G-C - tri.

Dužina dvolančane DNK obično se mjeri brojem komplementarnih parova nukleotida ( P.n.). Za molekule DNK koje se sastoje od hiljada ili miliona parova nukleotida uzimaju se jedinice t.b.s. I m.p.n. respektivno. Na primjer, DNK ljudskog hromozoma 1 je jedna dvostruka spirala dužine 263 m.b..

Šećerno-fosfatna kičma molekula, koji se sastoji od povezanih fosfatnih grupa i ostataka deoksiriboze 5'-3'-fosfodiestarske veze, formira "bočne zidove spiralnog stepeništa", a parove baza A-T I G-C- njegove korake (slika 3).

Slika 3: Watson-Crick DNK model

Lanci molekula DNK antiparalelno: jedan od njih ima smjer 3’→5′, ostalo 5’→3′. U skladu sa princip komplementarnosti, ako jedan od lanaca sadrži nukleotidnu sekvencu 5-TAGGCAT-3′, onda u komplementarnom lancu na ovom mjestu treba postojati niz 3′-ATCCGTA-5′. U ovom slučaju, dvolančani oblik bi izgledao ovako:

• 5′-TAGGCAT-3′
• 3-ATCCGTA-5′.

U takvom snimku 5′ kraj gornjeg lanca uvek postavljen sa leve strane, i 3′ kraj- desno.

Nosilac genetske informacije mora zadovoljiti dva osnovna zahtjeva: reprodukovati (replicirati) sa visokom preciznošću I određuju (kodiraju) sintezu proteinskih molekula.

Watson-Crick DNK model u potpunosti ispunjava ove zahtjeve, jer:

• Prema principu komplementarnosti, svaki lanac DNK može poslužiti kao šablon za formiranje novog komplementarnog lanca. Posljedično, nakon jednog kruga, formiraju se dvije kćerke molekule, od kojih svaka ima istu sekvencu nukleotida kao originalni molekul DNK.
• nukleotidna sekvenca strukturnog gena jedinstveno određuje sekvencu aminokiselina proteina koji kodira.

1. Jedan ljudski DNK molekul sadrži oko 1,5 gigabajta informacija. Istovremeno, DNK svih ćelija ljudskog tijela zauzima 60 milijardi terabajta, koji su pohranjeni na 150-160 grama DNK.
2. Međunarodni dan DNK obeležava se 25. aprila. Na današnji dan 1953 James Watson I Francis Creek objavljeno u časopisu Priroda njegov članak pod naslovom "Molekularna struktura nukleinskih kiselina" , gdje je opisana dvostruka spirala molekula DNK.

Bibliografija: Molekularna biotehnologija: principi i primjene, B. Glick, J. Pasternak, 2002.