Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных
нитей. Азотистое основание одной из нитей ДНК связано водородным
«мостиком» с основанием другой нити, причем так, что аденин может быть
связан только с тимином, а цитозин – только с гуанином. Они
комплементарны (дополнительны) друг другу. Порядок расположения
оснований в одной цепи определяет порядок в другой. Именно на этом
основано особое свойство: кодирования информации о большом многообразии
необходимых белков и способность к самовоспроизведению, т.е. к
автопродукции.
В настоящее время известно более 20 аминокислот, из
которых 20 входят в состав белковых молекул. В то же время молекулы
многих белков содержат более 100 мономеров (различных аминокислот),
которые соединены одна за другой, подобно бусам на нитке. Перестановка
или замена всего одной-единственной аминокислоты влечет за собой
значительные изменения свойств. Так, например, в молекуле гемоглобина
около 300 мономеров (аминокислот), но при замене одной из них –
глутаминовой кислоты – валином свойство гемоглобина в отношении
передачи кислорода тканям резко снижено. Люди с таким аномальным
гемоглобином страдают наследственным заболеванием - серповидноклеточной
анемией.
В структуре ДНК отражена последовательность расположения
триплетов азотистых оснований (кодонов), которая определяет
генетическую информацию клетки. При этом участок ДНК, содержащий
информацию о структуре какого-либо одного белка принято называть геном.
Четыре азотистых основания, входящие в состав молекулы
ДНК, в комбинациях по три дают 64 разных кодона. Этого более чем
достаточно для кодирования 20 аминокислот. Эта информация считывается в
процессе транскрипции информационной РНК (иРНК). Она определяет порядок
расположения аминокислот в белках при последующем их синтезе в
рибосомах.
В процессе репликативного синтеза и удвоения ДНК
структура ДНК точно воспроизводится, что позволяет произвести позже
точное и равное распределение генетического материала между материнской
и дочерней клеткой в процессе ее деления.