Deoxyribonukleinsyre eller DNA er navnet på de makromolekyler, hvori alle levende væseners genetiske information er indeholdt. Hvert DNA-molekyle består af to polymerer formet i en dobbelt helix og bundet af en kombination af fire specialiserede molekyler kaldet nukleotider, der er beordret entydigt til at danne gener af kombinationer. Denne unikke rækkefølge fungerer som en kode, der definerer den genetiske information for hver celle. Dette aspekt af DNA's struktur definerer derfor dets primære funktion - den genetiske definition - men næsten alle andre aspekter af DNA's struktur påvirker dets funktioner.
Basepar og den genetiske kode
De fire nukleotider, der udgør DNA's genetiske kodning, er adenin (forkortet A), cytosin (C), guanin (G) og thymin (T). A-, C-, G- og T-nukleotiderne på den ene side af DNA-strengen forbinder til deres tilsvarende nukleotidpartner på den anden side. A forbinder til T'er og C'er forbinder til G'er ved relativt stærke intermolekylære hydrogenbindinger, der danner baseparene, der definerer genetisk kode. Fordi du kun har brug for den ene side af DNA'et for at opretholde kodningen, muliggør denne parringsmekanisme reformering af DNA-molekyler i tilfælde af skade eller i replikationsprocessen.
"Højrehåndede" dobbelte helixstrukturer
De fleste DNA-makromolekyler kommer i form af to parallelle tråde, der vrides rundt om hinanden, kaldet en "dobbelt helix". Det "rygrader" i strengene er kæder af alternerende sukker- og fosfatmolekyler, men geometrien af denne rygrad varierer.
Tre variationer af denne form er fundet i naturen, hvoraf B-DNA er den mest typiske hos mennesker væsener., Det er en højrehåndet spiral, ligesom A-DNA, der findes i dehydreret DNA og replikerende DNA-prøver. Forskellen mellem de to er, at A-typen har en strammere rotation og større tæthed af basepar - som en sammenklappet B-type struktur.
Venstrehåndede dobbelthelixer
Den anden form for DNA, der findes naturligt i levende ting, er Z-DNA. Denne DNA-struktur adskiller sig mest fra A eller B-DNA, idet den har en venstrehåndet kurve. Fordi det kun er en midlertidig struktur knyttet til den ene ende af B-DNA, er det vanskeligt at analysere, men de fleste forskere mener, at det fungerer som en slags modvridningsbalanceringsmiddel for B-DNA, da det skrubbes ned i den anden ende (i en A-form) under kodetransskription og replikering behandle.
Base-stabling stabilisering
Endnu mere end hydrogenbindingerne mellem nukleotider tilvejebringes imidlertid DNA-stabilitet ved "base-stacking" -interaktioner mellem tilstødende nukleotider. Fordi alle undtagen forbindelsesenderne af nukleotiderne er hydrofobe (hvilket betyder at de undgår vand), justeres baserne vinkelret på planet af DNA's rygrad. minimering af de elektrostatiske virkninger af molekylerne, der er bundet til eller interagerer med ydersiden af strengen ("solvation shell") og således tilvejebringer stabilitet.
Direktionalitet
De forskellige formationer i enderne af nukleinsyremolekyler fik forskere til at tildele molekylerne en "retning". Nukleinsyremolekyler ender alle i en fosfatgruppe bundet til det femte kulstof i et deoxyribosesukker i den ene ende, kaldet "fem prime ende" (5 'ende), og med en hydroxyl (OH) gruppe i den anden ende, kaldet "tre prime ende" (3' ende). Da nukleinsyrer kun kan transskriberes og syntetiseres fra 5'-enden, anses de for at have en retning, der går fra 5'-enden til 3'-enden.
"TATA-kasser"
Ofte vil der i 5'-enden være en kombination af thymin og adenin-basepar i træk, kaldet en "TATA-boks." Disse er ikke indskrevet som en del af den genetiske kode, snarere er de der for at lette splittelsen (eller "smeltning") af DNA'et strand. Hydrogenbindingerne mellem A- og T-nukleotider er svagere end dem mellem C- og G-nukleotiderne. Således har en koncentration af de svagere par i begyndelsen af molekylet mulighed for lettere transkription.