Продолжение. Начало - здесь
Каким образом монотонная молекула ДНК хранит в себе генетическую информацию? С помощью кодирования в виде последовательности нуклеотидов. Такая последовательность может копироваться в новую #ДНК и использоваться для синтеза других биополимеров — РНК и белков — по принципу матрицы. Это происходит при экспрессии генов, в ходе которой информация прежде всего "переписывается" с языка ДНК на схожий язык РНК и, далее, на язык белков (имеющих в качестве мономеров уже и не нуклеотиды, а аминокислоты).
Для такого "перевода" существуют особые “правила” — генетический #код , ставящий в соответствие определенные нуклеотиды и #аминокислоты , а также некоторые последовательности-сигналы вроде начала и окончания считывания. Значение ДНК как хранилища генетической информации и представления о передаче такой информации были очень емко сформулированы одним из соавторов структуры ДНК Фрэнсисом Криком. Этот принцип получил название Центральная догма молекулярной биологии: согласно ей имеет место направленный поток информации от ДНК к РНК и, обычно, далее также к белку. Уместны некоторые уточнения: прежде всего, речь идет об обратной транскрипции с переводом информация из формы РНК в ДНК. Также существенно, что некоторые РНК могут функционировать сами по себе и не требовать "перевода" на язык белка.
Роль ДНК в качестве хранилище информации сочетается с рядом других ее возможностей. Действительно, природа обычно находит дополнительные применения различным своим "изобретениям", что на самом элементарном молекулярном уровне организации иллюстрирует пример ДНК. Помимо хранения информации (Л. Адлеман в этой связи называл эту молекулу в целом цифровой), у ДНК есть оптимальная для ее сохранения и воспроизведения структура.
Для нее характерно и некоторое структурное разнообразие, не исчерпывающееся описанными A-, B- и Z- формами. В ходе различных биохимических процессов могут возникать более сложные структуры, в частности, #структура Холлидея (имеет четыре цепочки), трехцепочечная "липкая ДНК" или очень сильно скрученные (суперспирализованные) участки. Более того, даже стандартный дуплекс ДНК в В-форме имеет своеобразные уровни и различные аспекты организации, которые могут по-разному задействованы в различных клеточных процессах. Так, кодирование информации ДНК напрямую определяется последовательностью нуклеотидов, однако ее взаимодействие с белками требует уже определенных физических и структурных свойств. Важным примером служит электростатический потенциал, связанный с множеством остатков фосфорной кислоты в ДНК.
Благодаря нему белки могут узнавать и специфически связывать отрицательно заряженную молекулу ДНК.
Более того, физические свойства позволяют этой молекуле динамично отвечать на изменения ее окружения и регулировать процессы экспрессии генов. К примеру, за счет суперспирализации, т.е. скручивания дуплекса в спираль более высокого уровня.