许多人使用术语DNA。 但是几乎没有文章描述其正常工作方式（生物学家无法理解）。 我已经笼统地描述
了电池的
结构及其
能量过程的基础。 现在让我们继续DNA。
DNA存储信息。 每个人都知道。 但是她是怎么做到的？
让我们从它在单元格中的存储位置开始。 大约98％存储在内核中。 其余的位于线粒体和叶绿体中（这些家伙进行光合作用）。 DNA是由单体单元组成的巨大聚合物。 看起来像这样。
我们在这里看到什么？ 首先，DNA是双链分子。 为什么如此重要-稍后。 接下来，我们看到蓝色的五边形。 这些是
脱氧核糖分子（例如糖，葡萄糖少一些。它不同于核糖，因为不存在一个羟基，这使DNA分子具有稳定性，这与使用核糖的RNA不同。接下来，为简单起见，我将省略脱氧前缀，只说核糖，是的）细心的同志将原谅我们。 小圆圈-磷酸的残留物。 好吧，实际上有氮碱。 它们有5种，但大多数都存在于DNA 4中。它们是腺嘌呤，鸟嘌呤，蒂明和胞嘧啶。 即，存在核糖，其与含氮碱相关。 它们一起形成所谓的核苷，它们利用磷酸残基彼此结合。 因此，我们得到了由单体组成的长链。 现在看一下放大的左链。 看到C和G由三个虚线相连，T和A由两个虚线相连。 这是什么意思？ 是的，DNA有两条链，但是什么将它们结合在一起？ 有氢键之类的东西。 看起来像这样。 在氧（O）和氮（N）原子上形成部分负电荷，在氢（H）原子上形成正电荷。 这导致弱键的形成。
连接真的很弱。 它们的能量可能比共价键的能量低200倍（它们是由于一对电子云（例如，CO2分子中的键）的重叠而形成的）。 但是，有许多这样的联系。 在我们每个细胞中，DNA链都是由将近160亿个弱键相连的，不是吗？
但是回到基地之间的连接数。 胞嘧啶和鸟嘌呤通过三个键连接，而腺嘌呤和蒂明是两个。 这导致G和C的连接比A和T的连接牢固得多的事实。某些生物需要特殊的DNA键稳定性，例如生活在高温下。 加热时，含有更多HC对的DNA更稳定。 因此，您想住在间歇泉中-有很多HZ对。 尽管最近的研究表明，GC组成（所有碳氢化合物对中的HC对百分比）与栖息地温度之间没有明确的联系。 值得一提的是，他变化很大。 因此，在白色假丝酵母Carsonella ruddii PV（胞内共生菌）中，它约为16％，我们几乎占41％，而在厌氧杆菌K（一种中等大小的细菌）中，它达到75％。
在这里，您可以看到GC组成与细菌基因组大小的关系。 Mb是一百万对核苷酸。 该指标变化很大。 顺便说一下，在教各种分类器时，它经常被用作功能。 我本人最近写了一个基于原始测序数据识别病原体的分类器，结果证明GC成分甚至可以用于一个黑麦。
我还没有忘记。 DNA双链为何重要？ 根据一个链，您可以还原另一个链。 如果与Adenine-Adenine-Cytosine序列相反的片段在一条链中被损坏，那么我们可以肯定地知道，在损坏之前先有Timin-Timin-Guanin。 因此，第二电路的存在允许更可靠的信息存储。
好酷！ 现在回到DNA分子本身。 这是4种类型的链接链。 但是，要多久？ 如上所述，Crudidatus Carsonella ruddii PV只有160,000个核苷酸。 您和我有32亿个（在一个单倍体细胞中，即具有一组染色体。我们的大多数细胞有两个）。 好像很多吧？ 不完全是 在单细胞变形虫（Amoeba dubia）中，它具有约6700亿个核苷酸对。 这似乎是一条无限长的链，所以让我们将尺寸转换成我们最喜欢的米。 如果我们所有的染色体（46条，不要忘记；每条23条，两个副本）都在一条直线上扩展和伸展，那么我们得到一条大约2米的链。 一个变形虫的DNA足以包围一个足球场。 但是我要做什么？ DNA的存储核心不是很大。 我们平均直径为6微米。 虽然不是很细，但是如果您想打一个2米长的线，则不是很多。 而且您不仅需要将线程推入核心。 有必要崩溃，以便在任何时候都可以访问其中的任何部分。 任务很困难。 专门的蛋白质可以成功应对。 它们产生了一系列螺旋状和环状，提供了越来越高的包装水平，并且不允许DNA缠结在高迪安结中。 让我们谈谈它的包装方式。
我必须说，它是以非常不同的方式打包的。 但是，如果您丢弃异国情调，则有两种方法。 第一个是细菌的特征，第二个是真核生物（或其他核生物）。
细菌中的DNA包装
让我们从我们的小兄弟开始。 细菌本身没有非常大的基因组，平均有1至5百万个核苷酸对。 他们和我们之间最显着的区别是他们没有核，DNA漂浮在细胞中。 它并不完全游泳，它部分附着在细胞膜上并且也折叠了，但不如我们的那么多。
第二个。 细菌DNA通常是环状的。 因此，复制更容易（复制时不会丢失任何末端，并且您无需想出保存末端的机制）。 通常，这样的环是一个环，但是有些细菌可能有2或3个环，环的数目甚至更少（从几千个到几十万个残基），它们具有质粒名称，这完全是另一回事了。
回到DNA包装。 DNA充满了组蛋白（也有组蛋白样蛋白）。 DNA是脱氧核糖核酸。
酸 。 这意味着它带有负电荷（由于磷酸残基）。 因此，与其结合的蛋白质带正电。 这样，它们可以与DNA结合。 细菌DNA及其包装蛋白形成一个核苷，其质量的80％为DNA。 看起来像这样。 即，环DNA被分为4万对核苷酸的结构域。 然后有一个扭曲。 扭曲也发生在区域内部，但是其程度在不同的区域中有所不同。 平均而言，细菌DNA的包装程度从一百到一千次不等。
仍然有一个
很酷的视频 。
真核生物中的DNA包装
这里的一切都更加有趣。 我们的DNA排列整齐并隐藏在核内。 而且它比细菌更有效地包装。 在有丝分裂（细胞分裂）过程中，第22条染色体的大小为2微米。 如果将其解开并拉出，则长度将为1.5厘米，相当于包装程度的10,000倍。 这是关于我们DNA的最大包装程度。 在分裂过程中，您需要尽可能多地包装DNA，以便在子细胞之间进行有效分裂。 在日常生活中，压实度约为500倍。 太多的DNA难以阅读。
真核DNA包装有几种水平
首先是核小体水平。 8种组蛋白形成一个颗粒，DNA被缠绕在该颗粒上。 然后另一种蛋白质将其修复。 看起来像这样。
原来是珠子。 因此，堆积密度增加了7-10倍。 接下来，将核小体包装到原纤维中。 有点像泡菜。 这里的总包装度可以达到60倍。
DNA紧缩的下一阶段与称为染色体的环状结构的形成有关。 原纤维被分成10-8万对含氮碱基的部分。 在分解位点是非组蛋白的小球。 DNA结合蛋白识别非组蛋白的小球，并将它们聚集在一起。 形成环的嘴。 平均循环长度包括约5万个碱基。 这种结构称为相间色团。 正是在其中，我们的DNA大部分时间都位于。 这里的包装水平达到500-1500倍。
如果需要，细胞可以进一步压实遗传物质。 形成较大的染色体原纤维环。 这些循环又形成新的循环（循环成循环……这不是编织的）。 最终形成一条染色体。
通常，包装过程可以描述如下。
结果，我们从DNA链中获得了分裂后可在显微镜下看到的超螺旋结构。 我们称它们为染色体。
染色体本身称为染色质。 并且其包装程度取决于染色体位点。 有常染色质和异染色质。 常染色质是染色质的未清洁区域，其中的DNA处于发色团水平（500至1000倍包装）。 这是活跃的信息阅读。 例如，如果一个细胞现在正在积极地合成蛋白质A，那么编码它的DNA区域将处于常染色质状态，以便读取DNA的酶可以到达该区域。 异染色质包含细胞现在真正不需要的DNA部分。 也就是说，DNA被尽可能紧密地包装，以免落入您的脚下。 根据细胞的需要，染色质的某些区域可能会部分解开，而其他区域可能会交织在一起。 因此，由于不能到达扭曲的区域，因此不能进行读取，因此也可以进行调节（非常近似）。
实际上，仅此而已。 我们讨论了存储介质的存储方式。 我们将休息一会儿，再过几天，我们将讨论信息编码。