Цепи ДНК могут быть очень и очень длинными. Например, в
ДНК кишечной палочки Escherichia coli насчитывается 4 млн. нуклеотидов, а в ДНК человека — 5
млрд.! Запись нуклеотидной последовательности ДНК кишечной палочки в
однобуквенном обозначении заняла бы 2200 страниц, а чтобы записать
последовательность ДНК человека потребовалось бы 2 800 000 страниц. Линейная
длина ДНК, содержащейся в клетке кишечной палочки, составляет 0,0014 м, или
1,4 мм, а человека — 1,7 м. Несмотря на огромную протяжённость, молекула ДНК
имеет маленький поперечный размер: её диаметр 2 нм. Это значит, что если
толщину молекулы ДНК увеличить до толщины человеческого волоса и при этом
пропорционально увеличить её длину, то этим «волосом» можно было бы опоясать
земной шар по экватору! Длина молекулы ДНК намного превосходит величину не
только клеточного ядра, но и всей клетки. Например, размер ядра клетки печени
человека равен в среднем 5 мкм, а целой клетки — 2 мкм. Как же почти
двухметровая ДНК умещается в таком крошечном пространстве? Всё дело в плотной
упаковке: полинуклеотидная цепочка ДНК намотана на молекулы специальных
белков, как нить на катушки, а эти «катушки» собраны в сложную структуру.
Такая структура, образованная одной свёрнутой молекулой ДНК, именуется хромосомой (от греч. «хрома» — «цвет» и «сома» — «тело»; название связано с тем,
что для наблюдения в микроскоп хромосому необходимо обработать специальным
красителем). Число хромосом неодинаково у разных видов организмов. У кишечной
палочки 1 хромосома, а у человека — 46. Этот хромосомный набор содержится в каждой
клетке нашего организма. А поскольку в организме взрослого человека в среднем
около 1013 клеток, то суммарная длина всей ДНК составит 1,7•1013
м. Она более чем в сто раз превышает расстояние от Солнца до Земли, которое
равно 1,5•1011 м!
Фотография хромосом человека, полученная с помощью
электронного микроскопа.
И что самое интересное, при огромных размерах общая
масса всей ДНК в теле человека — лишь около 0,5 г.
Молекула РНК по сравнению со своей длинной родственницей
выглядит просто коротышкой. Самые крупные молекулы насчитывают не больше нескольких
тысяч нуклеотидов, а самые мелкие — около сотни. Сильные различия в размере
между близкими по химической природе молекулами ДНК и РНК объясняются их
принципиально разными функциями в клетке. |