Selgitame, milline on DNA struktuur, millised tüübid eksisteerivad ja kuidas see avastati. Samuti RNA struktuur.
Milline on DNA struktuur?
Molekulaarne struktuur DNA (või lihtsalt DNA struktuur) on viis, kuidas see biokeemiliselt koosneb, st see on DNA spetsiifiline organiseerimisvorm. valk Y biomolekulid mis moodustavad DNA molekuli.
Alustuseks pidage meeles, et DNA on desoksüribonukleiinhappe akronüüm. DNA on nukleotiidne biopolümeer, st pikk molekulaarstruktuur, mis koosneb segmentidest (nukleotiididest), mis koosnevad omakorda suhkrust (riboosist) ja lämmastiku alusest.
DNA lämmastikualused võivad olla nelja tüüpi: adeniin (A), tsütosiin (C), tümiin (T) või guaniin (G) koos fosfaatrühmaga. Selle ühendi järjestuses on kogu a elusolend, mis on oluline valkude sünteesiks ja reproduktiivseks pärandiks, st ilma DNAta poleks tegelasi ülekannet geneetiline.
Elusolendites prokarüootid, DNA on tavaliselt lineaarne ja ringikujuline. Kuid aastal eukarüootid, on DNA struktuur kaksikheeliksi kujul. Mõlemal juhul on tegemist kaheahelalise biomolekuliga, mis koosneb kahest antiparalleelselt (vastassuunas osutavast) pikast ahelast: nende lämmastikualused on vastamisi.
Nende kahe ahela vahel on vesiniksidemed, mis hoiavad neid koos ja on topeltheeliksi kujul. Traditsiooniliselt on sellel struktuuril kolm taset:
- Esmane struktuur. See koosneb aheldatud nukleotiidide järjestusest, mille spetsiifiline ja täpne järjestus kodeerib Geneetiline teave iga eksisteeriva indiviidi kohta.
- Sekundaarne struktuur. Eelnimetatud komplementaarsete ahelate topeltheeliks, milles lämmastiku alused on ühendatud ranges järjekorras: adeniin tümiiniga ja tsütosiin guaniiniga. See struktuur varieerub sõltuvalt DNA tüübist.
- Tertsiaarne struktuur. See viitab sellele, kuidas DNA-d säilitatakse struktuurides, mida nimetatakse kromosoomid, sees kamber. Need molekulid peavad olema voltitud ja paigutatud piiratud ruumi, nii et prokarüootsete organismide puhul teevad nad seda tavaliselt superheeliksi kujul, samas kui eukarüootide puhul viiakse läbi keerulisem tihendamine, arvestades molekuli suuremat suurust. DNA, mis nõuab teiste valkude sekkumist.
- Kvaternaarne struktuur. See viitab eukarüootsete rakkude tuumas sisalduvale kromatiinile, kust raku jagunemise käigus tekivad kromosoomid.
See võib teid teenindada:Mikrobioloogia
DNA struktuuri avastamine
James Watson (vasakul) ja Francis Crick (paremal)
DNA spetsiifiline molekulaarne kuju avastati 1950. aastal, hoolimata asjaolust, et seda tüüpi bioloogiliste ühendite olemasolu oli teada juba aastast 1869. Selle avastamise põhjuseks on peamiselt Ameerika Ühendriikide teadlased James Watson ja Francis Crick alates 1869. aastast. britid, kes pakkusid välja DNA struktuuri topeltheeliksi mudeli.
Kuid nad polnud ainsad, kes seda teemat uurisid. Tema töö põhines tegelikult teabel, mille oli varem saanud britt Rosalind Franklin, kes on röntgenkristallograafia ekspert, et määrata kindlaks selle struktuuri struktuur. molekulid.
Tänu eriti teravale pildile, mille Franklin seda kasutades sai tehnikat (kuulus "Photograph 51"), suutsid Watson ja Crick tuletada ja sõnastada DNA kolmemõõtmelise mudeli.
DNA tüübid
Uurides selle struktuuri, st selle spetsiifilist kolmemõõtmelist konformatsiooni, on võimalik tuvastada kolm elusolendites täheldatud DNA tüüpi, milleks on:
- DNA-B. See on kõige levinum DNA tüüp elusolendid ja ainus, mis järgib Watsoni ja Cricki pakutud topeltspiraali mudelit. Selle struktuur on korrapärane, kuna iga aluspaar on ühesuurune, ehkki jättes eelmisega võrreldes 35° varieeruvad sooned (järgi suuremad ja väiksemad), et võimaldada juurdepääsu lämmastikualustele väljastpoolt.
- DNA-A. Seda tüüpi DNA ilmub väheste tingimustes niiskus ja vähem temperatuuri, nagu paljudes laborites. Sellel on sarnaselt B-ga korduvad sooned, kuigi erineva proportsiooniga (alavao jaoks laiemad ja madalamad), lisaks avatumale struktuurile, kusjuures lämmastikalused on topeltspiraali teljest kaugemal, horisontaalse suhtes rohkem kaldu. ja sümmeetrilisemalt keskel.
- Z-DNA. See erineb eelmistest selle poolest, et tegemist on siksakilises skeletis vasakpöördega kaksikheeliksiga (vasakukäeline) ning see on levinud DNA järjestustes, mis vahelduvad puriine ja pürimidiine (GCGCGC), seega nõuab katioonide kontsentratsiooni. suurem kui B-DNA oma. Tegemist on varasematest kitsama ja pikema topeltheeliksiga.
RNA struktuur
Erinevalt DNA-st ei esine RNA (ribonukleiinhape) tavaliselt topeltheeliksina. Pigem on RNA struktuur üks üheahelaline nukleotiidide järjestus. Selle lämmastiku alused on identsed DNA omadega, välja arvatud tümiini (T) puhul, mis on RNA-s asendatud uratsiiliga (U).
Need nukleotiidid on omavahel seotud lingid fosfodiester. Mõnikord võivad nad üksteist meelitades tekitada RNA ahelas volte, moodustades seega lühikeste piirkondade jooksul teatud tüüpi silmuseid, spiraale või juuksenõelu.