Молекулярная структура ДНК

Расшифровка структуры ДНК относится к важнейшим научным открытиям XX века.
В 1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик, обобщив исследования ряда ученых (М. Уилкинса, Э. Чаргаффа, А. Тодда, Л. Полинга и др.), установили, что ДНК имеет форму двойной спирали.

Такая структура характерна для подавляющего большинства ДНК (однако в настоящее время стали известны и другие пространственные формы ДНК).
Двойная спираль ДНК образована двумя правозакрученными вокруг общей оси полинуклеотидными цепями и имеет диаметр 1,8-2,0 нм. Эти цепи не идентичны, но комплементарны друг к другу.
Плоскости гетероциклических азотистых оснований расположены внутри двойной спирали перпендикулярно ее общей оси. Расстояние между плоскостями этих гетероциклов по вертикали равно 0,34 нм. На каждый виток спирали приходится 10 пар оснований. Расстояние от оси спирали до атома фосфора составляет 0,10 нм. Фосфатные группы расположены снаружи спирали и поэтому легко доступны для обмена катионов.
Такая пространственная структура ДНК удерживается множеством водородных связей, образуемых пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, направленными внутрь спирали.
Кроме того, стабилизации двойной спирали способствует взаимное перекрывание π-электронных облаков параллельно расположенных ароматических колец нуклеиновых оснований – "стекинг"-взаимодействие (от англ. stack – стопка, штабель).

Открытие строения ДНК положило начало работам по молекулярной генетике, генной инженерии и биотехнологии.

Ф. Крику, Дж. Уотсону и М. Уилкинсу в 1962 г. была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «За открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах».