Организмдер көбейген кезде немесе клеткалар бөлінген уақытта генетикалық ақпараатты тасымалдайды.
ДНҚ - геннің материалдық негізі және геннің төмендегідей негізгі қасиеттеріне ие болады, ол:
1. Өз-өзін дәл қайталау, соның арқасында генетикалық информацияны ұрпақтан ұрпаққа жеткізу.
2. Жасуша метаболизмін басқару үшін ферменттердің синтезін бағыттау.
ДНҚ–ның генетикалық информацияның негізгі жеткізушісі екендігін дәлелдейтін негізгі себептер:
- бір ағзаның әртүрлі ұлпаларынан алынған ДНҚ–ның нуклеотидтік құрамы бірдей болады;
- әртүрлі ДНҚ–ның нуклеотидтік құрамы әртүрлі болады. Қарапайым ағзалардың нуклеотидтік құрамы қарапайым болып келеді, күрделі ағзада ДНҚ күрделі болады. Біздің ағзамызда, Е. соli – ге қарағанда, ДНҚ 600 есе көп;
- бір түрдің, бір ағзаның ДНҚ–ның нуклеотидтік құрамы ағзаның жасына, тамақтану режиміне, сыртқы ортаның әсеріне тәуелсіз болады.
ДНҚ молекуласының екі еселеніп өсуі репликация деп аталады.
Репликацияға керекті компоненттер:
1. Субстрат есебінде дезокси – қатарына жататын төрт
трифосфонуклеозидтер (d– АТФ, d – ГТФ, d – ЦТФ, d – ТТФ).
2. Ферменттің оптималды активтілігі үшін Mg²+ қатысуы қажет.
3. Аналық ДНҚ–ның болуы міндетті себебі генетикалық информацияның көзі қажет.
Нуклеотидтердің біріне – бірі қосылу бағыты 5¹ → 3¹ болады.
ДНҚ–на тәуелді ДНҚ–полимеразасы (I,II,III). ДНҚ полимеразасы элонгацияға тікелей қатысатын фермент.
6. Хеликаза ферменті, қос тізбектің бірінен – бірінің ажырауын қамтамасыз етеді. Қос тізбектің ажырауына энергия қажет, яғни әрбір азоттық негіздердің жұбын жазу үшін АТФ–тың екі молекуласы гидролизге ұшырайды:
2АТФ --→ 2АДФ + 2 H3 PO4
7. ДНҚ–ның лигазасы үзіктерді өзара жалғастырады. Жапон ғалымы Оказаки ДНҚ молекуласының алдымен қысқа–қысқа фрагмент түрінде синтезделетінін тапты, сондықтан оларды Оказаки фрагменттері деп атайды. Осы фрагменттер кейін 3′(ОН) және 5′(ОН) топтарының бірімен – бірі фосфодиэфирлік байланыс арқылы ДНҚ–лигаза ферменттерінің қатысуымен бір тізбек құрайды.
8. 20 – ға жуық белоктық факторлар қажет. Нобель сыйлығының лауреаттары Очоа, Конбергтің жұмыстары арқасында қазіргі кезде ДНҚ синтезіне 20 – ға жуық фермент пен белок қажет екендігі анықталды және олардың әрқайсысының өздеріне тән атқаратын қызметтері бар.
9. Топоизомераза ІІ ферменті немесе гираза – қос тізбек ажырағанда пайда болған қосымша спиральдерді ажырату үшін қажет.
ДНҚ–ның биосинтезі үш кезеңнен тұрады:
1. Инициация синтездің басы. Дезоксирибонуклеин қышқылына тәуелді РНҚ–полимераза ферменті жұмыс істейді. Корнберг пен оның әріптестері ДНҚ–ның екі түрлі қызмет атқаратындығын анықтаған: а) матрицалық, арқаулық. б) ұйытқы, затравка.
ДНҚ полимеразасы ДНҚ–ның басы болып табылатын тізбек нуклеотидінің 3' – ОН–на нуклеотидтердің қосылуына мүмкіндік береді , сондықтан синтездің бағыты 5′ → 3′-ке қарай бағытталған болады.
2. Элонгация.Комплементарлы жұптардың репликациясы, жеке - жеке фрагменттердің 5' → 3' бағытында түзілуі, осы фрагменттердің ДНҚ–лигаза ферменттерінің қатысуымен бірімен–бірінің қосылуы.
3. Терминация. ДНҚ синтезінің аяқталуы. Арқаулық ДНҚ–ның толық жұмсалуына сәйкес полимерлік реакцияның аяқталуы.
ДНҚ-дезоксирибонуклеин қышқылдары синтезінің 3-түрі бар:
