Почему цепочка ДНК растёт только в направлении от 5ʹ до 3ʹ?

Цепочка ДНК растет только в направлении от 5ʹ до 3ʹ из-за особенностей синтеза нуклеиновых кислот. Синтез нуклеиновых кислот, включая ДНК и РНК, осуществляется при помощи полимераз, которые присоединяют новые нуклеотиды к 3′-гидроксильной группе (-OH) с помощью фосфодиэстерной связи. Это означает, что новый нуклеотид присоединяется к углероду 3′ предыдущего нуклеотида в цепочке.

Репликация ДНК, процесс создания двух дочерних молекул ДНК на основе родительской молекулы, также осуществляется в направлении от 5ʹ до 3ʹ. При репликации, двухцепочечная ДНК разделяется на отдельные нити, и на каждой нити синтезируется новая цепочка, которая комплементарна исходной. Таким образом, обе дочерние молекулы ДНК имеют одну цепь, являющуюся исходной, и одну синтезированную цепь.

Эта особенность репликации обеспечивает полуконсервативность ДНК, то есть каждая дочерняя молекула ДНК содержит одну цепь исходной родительской молекулы и одну вновь синтезированную цепь. Такой механизм репликации позволяет точно передавать генетическую информацию из поколения в поколение.