Базовая ДНК

С базовыми ДНК связан элемент устойчивости в организации генома, а с их изучением - вопрос о соотношении постоянных и переменных компонентов ДНК в геноме, который относят к числу «принципиальных и неоднозначно решаемых в настоящее время» (Р. Б. Хесин).

Именно базовые ДНК в сочетании с ядерными белками образуют первичную структуру хромосомы - хромонему. «По всей длине каждой хромосомы (каждой хроматиды после репликации) проходит непрерывная двойная спираль ДНК, которая у высших организмов состоит более чем из 108 пар оснований (нуклеотидов). Вдоль этой двойной спирали линейно расположены гены» (Э. Либберт и другие). «Ядро представляет собой двойную спираль ДНК, упакованную в белки» (Р. Б. Спиер, Дж. Б. Гриффите). «Каждый ген в хромосоме представлен только один раз»  (И.А.Шевцов).

Есть лишь два пути умножения субстрата ДНК - через увеличение количества базовых ДНК (посредством политении) и через умножение числа фрагментов одной и той же (или нескольких) базовой ДНК (явление амплификации).

В период между делением клетки - в интерфазе базовые ДНК деспирализуются, теряют хромосомную структуру, но не прекращают существования, оставаясь целостным образованием. «Можно объяснить структуру как интерфазного хроматина, так и митотических хромосом, исходя из представления об очень длинной молекуле ДНК», - констатирует Б. Льюин.

Что происходит с базовой ДНК в ходе процессов наследственного осуществления, при полиплоидизации, в ходе мутагенеза и рекомбиногенеза - это по большей части область предположений. Ибо сложно отделить гены базовой ДНК от генов-копий, от избыточной - амплифицированной ДНК и пр. Кажущийся невероятным, но весьма характерный для молекулярной генетики факт: ученые рассуждают о тончайших механизмах работы генов, но не знают, полиплоидное или нет ядро у обыкновенной амебы!

Базовую ДНК легко наблюдать в клетках доядерных одноклеточных организмов и у неклеточных форм - фагов, вирусов. У высших организмов геном устроен гораздо сложнее. Попробуй, разберись в хаосе беспорядочно на первый взгляд расположенных нитей и гранул, из которых состоит хроматин ядра. Однако и в этой хаотической массе фрагментов ДНК разной длины обнаруживается первооснова: в пределах всех без исключения изученных геномов присутствует находящаяся в единственном или ограниченном числе гигантская последовательность генов, получившая наименование уникальной, неповторяющейся ДНК. Предполагается (Б. Льюин), что именно в уникальной последовательности сосредоточены гены, базовые для процессов умножения элементов генотипа в эволюции и в индивидуальном развитии.

Тот факт, что неповторяющаяся ДНК - это непрерывная и самая большая по размерам последовательность нуклеотидов, подтверждают особенности гибридизации этой фракции. Гибридизация - это особый прием, с помощью которого изучают молекулы ДНК. Он характеризуется, в частности, такими показателями, как скорость реассоциации (воссоединения нуклеотидов) и форма кривой денатурации. Так вот, наиболее медленно реассоциирует именно уникальная ДНК, что еще раз подтверждает ее самую большую длину в геноме.