Elmagyarázzuk, mi a DNS szerkezete, milyen típusai léteznek és hogyan fedezték fel. Valamint az RNS szerkezete.
Milyen a DNS szerkezete?
A molekuláris szerkezete DNS (vagy egyszerűen a DNS szerkezete) az a mód, ahogyan biokémiailag összeáll, vagyis a DNS sajátos szerveződési formája. fehérje Y biomolekulák amelyek a DNS-molekulát alkotják.
Kezdésként emlékezzünk arra, hogy a DNS a dezoxiribonukleinsav rövidítése. A DNS egy nukleotid biopolimer, azaz egy hosszú molekulaszerkezet, amely cukorból (ribóz) és nitrogénbázisból álló szegmensekből (nukleotidokból) áll.
A DNS nitrogéntartalmú bázisai négy típusúak lehetnek: adenin (A), citozin (C), timin (T) vagy guanin (G), egy foszfátcsoporttal együtt. Ennek a vegyületnek a szekvenciájában az összes genetikai információ a élőlénynélkülözhetetlen a fehérjeszintézishez és a reproduktív öröklődéshez, vagyis a DNS nélkül nem lenne jellemátvitel genetikai.
Az élőlényekben prokarióták, a DNS általában lineáris és kör alakú. De a eukarióták, a DNS szerkezete kettős hélix formájú. Mindkét esetben kétszálú biomolekuláról van szó, azaz két, antiparallel módon elhelyezkedő (ellentétes irányba mutató) hosszú láncból áll: nitrogénbázisaik egymással szemben állnak.
A két lánc között hidrogénkötések vannak, amelyek összetartják őket, és kettős spirál formájában. Ennek a szerkezetnek hagyományosan három szintje van:
- Elsődleges szerkezet. Láncolt nukleotidok szekvenciájából áll, amelyek specifikus és pontos szekvenciája kódolja a Genetikai információ minden létező egyénről.
- Másodlagos szerkezet. Az említett komplementer láncokból álló kettős hélix, amelyben a nitrogénbázisok szigorú sorrendben kapcsolódnak egymáshoz: adenin a timinnel, citozin pedig guaninnal. Ez a szerkezet a DNS típusától függően változik.
- Harmadlagos szerkezet. Arra utal, ahogyan a DNS-t tárolják az úgynevezett struktúrákban kromoszómák, benne sejt. Ezeket a molekulákat össze kell hajtogatni és véges térben elhelyezni, így a prokarióta élőlények esetében általában szuperhélix formájában teszik ezt, míg az eukariótáknál bonyolultabb tömörítést hajtanak végre, tekintettel a nagyobb méretre. DNS, amely más fehérjék beavatkozását igényli.
- Negyedidős szerkezet. Az eukarióta sejtek magjában található kromatinra utal, ahonnan a sejtosztódás során kromoszómák képződnek.
Kiszolgálhatja Önt:Mikrobiológia
A DNS szerkezetének felfedezése
James Watson (balra) és Francis Crick (jobbra)
A DNS sajátos molekulaformáját 1950-ben fedezték fel, annak ellenére, hogy ennek a biológiai vegyülettípusnak a létezése már 1869 óta ismert volt. Felfedezését főként James Watson amerikai és Francis Crick tudósoknak tulajdonítják. a britek, akik a DNS szerkezetének kettős hélix modelljét javasolták.
Azonban nem ők voltak az egyetlenek, akik ezt a témát vizsgálták. Munkája valójában olyan információkon alapult, amelyeket korábban a brit Rosalind Franklin, a röntgenkrisztallográfia szakértője szerzett, hogy meghatározza a röntgenkristály szerkezetét. molekulák.
Köszönhetően egy különösen éles képnek, amelyet Franklin ezzel kapott technika (a híres "Photograph 51") Watson és Crick képesek voltak kikövetkeztetni és megfogalmazni a DNS háromdimenziós modelljét.
DNS típusok
Szerkezetének, azaz specifikus háromdimenziós konformációjának tanulmányozásával az élőlényekben megfigyelt DNS három típusa azonosítható, amelyek a következők:
- DNS-B. Ez a legelterjedtebb DNS-típus élőlények és az egyetlen, amely a Watson és Crick által javasolt kettős hélix modellt követi. Szerkezete szabályos, mivel minden alappár azonos méretű, bár az előzőhöz képest 35°-os eltéréssel (sorra nagyobb és kisebb) hornyokat hagy maga után, hogy a nitrogéntartalmú bázisokhoz kívülről hozzáférhessen.
- DNS-A. Ez a típusú DNS szűkös körülmények között jelenik meg páratartalom és kevesebb hőfok, mint sok laboratóriumban. A B-hez hasonlóan ismétlődő barázdákat mutat, bár eltérő arányban (a mellékhoronynál szélesebb és sekélyebb), a nyitottabb szerkezet mellett, a nitrogéntartalmú alapok a kettős spirál tengelyétől távolabb, vízszinteshez képest jobban dőlnek. és szimmetrikusabban a központban.
- Z-DNS. Abban különbözik a korábbiaktól, hogy egy cikcakkos vázban balra fordult (balkezes) kettős hélix, és gyakori a purinokat és pirimidinek (GCGCGC) váltakozó DNS-szekvenciákban, ezért kationkoncentrációt igényel. nagyobb, mint a B-DNS-é. Ez egy keskenyebb és hosszabb kettős spirál, mint az előzőek.
RNS szerkezet
A DNS-sel ellentétben az RNS (ribonukleinsav) általában nem kettős hélixként jelenik meg. Az RNS szerkezete inkább egyetlen, egyszálú nukleotidszekvencia. Nitrogéntartalmú bázisai megegyeznek a DNS-ével, kivéve a timin (T) esetét, amelyet az RNS-ben uracil (U) helyettesít.
Ezeket a nukleotidokat a linkeket foszfodiészter. Néha az RNS-láncban redőket generálhatnak, amikor vonzzák egymást, így bizonyos típusú hurkokat, hélixeket vagy hajtűket képeznek a rövid régiókban.