Нуклеотиды в цепочках ДНК соединяются в единую структуру посредством двух типов химических связей, которые обеспечивают как целостность каждой отдельной нити, так и соединение двух нитей в двойную спираль. 1. Фосфодиэфирная связь (вдоль одной цепи) Это прочная ковалентная связь, которая формирует «сахарофосфатный остов» молекулы. Она возникает между:
- Остатком фосфорной кислоты одного нуклеотида.
- Гидроксильной группой ( ) у третьего углеродного атома ( ) дезоксирибозы другого нуклеотида.
В результате этого взаимодействия образуется цепочка со строгой направленностью (от -конца к -концу), где чередуются молекулы сахара и фосфата, а азотистые основания остаются свободными для взаимодействия с противоположной цепью. 2. Водородная связь (между двумя цепями) Соединение двух параллельных цепочек в двойную спираль происходит за счет водородных связей, возникающих между азотистыми основаниями. Эти связи образуются согласно принципу комплементарности:
- Аденин (А) — Тимин (Т): соединяются 2-мя водородными связями.
- Гуанин (Г) — Цитозин (Ц): соединяются 3-мя водородными связями.
Хотя водородные связи значительно слабее ковалентных, их огромное количество в молекуле ДНК обеспечивает стабильность двойной спирали и при этом позволяет цепям «расплетаться» при репликации или транскрипции. 3. Гидрофобные взаимодействия (стекинг-взаимодействия) Помимо прямых связей, важную роль играют межплоскостные взаимодействия между «стопками» азотистых оснований, расположенных друг над другом. Эти силы помогают стабилизировать вертикальную структуру спирали и минимизировать контакт оснований с водой. Я могу составить для вас таблицу сравнения типов связей в ДНК и РНК или подготовить схему процесса репликации.