Mis on aluste järjestus täiendaval DNA-ahelal?

Deoksüribonukleiinhape, mida sagedamini nimetatakse DNA-ks, on pea kogu elu peamine geneetiline materjal. Mõni viirus kasutab DNA asemel ribonukleiinhapet (RNA), kuid kogu rakuelu kasutab DNA-d.

DNA ise on makromolekul, mis koosneb kahest komplementaarsest ahelast, millest igaüks koosneb üksikutest allüksustest, mida nimetatakse nukleotiidid. Just need sidemed moodustuvad lämmastikaluste täiendava aluse järjestuse vahel, mis hoiavad kahte DNA ahelat koos, moodustades topelt-spiraalse struktuuri, mis teeb DNA kuulsaks.

Nagu varem öeldud, on DNA makromolekul, mis koosneb üksikutest allüksustest, mida nimetatakse nukleotiidideks. Igal nukleotiidil on kolm osa:

• Deoksüriboosi suhkur.
• Fosfaatrühm.
• Lämmastikuga alus.

DNA nukleotiidid võivad sisaldada ühte neljast lämmastikalusest. Need alused on adeniin (A), tümiin (T), guaniin (G) ja tsütosiin (C).

Need nukleotiidid saavad kokku, moodustades pikki ahelaid, mida nimetatakse DNA ahelateks. Kaks täiendavad DNA-ahelad enne topeltheeliksi vormi mähkimist ühendage need üksteisega redelina.

Neid kahte ahelat hoitakse koos vesiniksidemete kaudu, mis moodustuvad lämmastikaluste vahel. Adeniin (A) moodustab sideme tümiiniga (T), tsütosiin (C) aga guaniiniga (G); Ainult kunagi paaristatakse T-ga ja C-ga paaritakse G-ga.

Bioloogias, eriti geneetika ja DNA osas, täiendavad "Polüukleiinhape" tähendab, et teise polünukleotiidahelaga ühendatud polünukleotiidahelal on lämmastikuline järjestus, mis on teise ahela pöördkomplement või paar.

Nii näiteks on guaniini komplement tsütosiin, sest see on alus, mis paariks guaniiniga; tsütosiini komplement on guaniin. Ütleksite ka, et adeniini täiend on tümiin ja vastupidi.

See kehtib kogu DNA ahela ulatuses, mistõttu DNA kahte ahelat nimetatakse komplementaarseks ahelaks. Iga üksiku DNA ahela alus näeb oma komplekti sobitumist sellega teises ahelas.

Chargaffi reegel ütleb, et A seondub ainult T-ga ja C seondub ainult DNA-ahelas oleva G-ga. See on nime saanud teadlase Erwin Chargaffi järgi, kes avastas, et mis tahes DNA molekulis on nende protsent guaniin on alati ligikaudu võrdne tsütosiini protsendiga, sama kehtib ka adeniini ja tümiin.

Sellest järeldas ta, et C seob G-ga ja A T-ga.

Miks A seob ainult T-d ja C ainult G-ga? Miks on A ja T üksteise täiendused ja mitte A ja C või A ja G? Vastus on seotud lämmastikaluste struktuuri ja nende vahel tekkivate vesiniksidemetega.

Adeniin ja guaniin on tuntud kui puriinid samas kui tümiin ja guaniin on tuntud kui pürimidiinid. Kõik see tähendab, et adeniini ja guaniini struktuurid koosnevad 6 aatomi ja 5 aatomiga tsüklist, millel on kaks aatomit, samal ajal kui tsütosiin ja tümiin koosnevad ainult 6 aatomist. DNA abil saab puriin seonduda ainult pürimidiiniga; sul ei saa olla kahte puriini ja kahte pürimidiini koos.

Selle põhjuseks on asjaolu, et kaks omavahel ühendatud puriini võtaksid kahe DNA ahela vahel liiga palju ruumi, mis mõjutaks struktuuri ega võimaldaks ahelaid korralikult koos hoida. Sama kehtib kahe pürimidiini kohta, ainult et need võtaksid liiga vähe ruumi.

Selle loogika järgi võiks A siduda siis C-ga, eks? Noh, ei. Teine tegur, mis paneb A-T ja C-G paari tööle, on vesinikside aluste vahel. Just need sidemed hoiavad kaht DNA ahelat koos ja stabiliseerivad molekuli.

Vesiniksidemed võivad tekkida ainult adeniini ja tümiini vahel. Need moodustuvad ka ainult tsütosiini ja guaniini vahel. Need sidemed võimaldavad moodustada A-T ja C-G komplemente ning põhjustavad seega DNA-l kaks komplementaarset siduvat ahelat.

Teades, kuidas DNA ahelad nende aluspaarimisreeglitega paarduvad, võite järeldada paar erinevat asja.

Oletame, et teil on DNA ühes ahelas konkreetse geeni DNA järjestus. Seejärel saate kasutada täiendavaid aluse sidumise reegleid, et selgitada välja teine ​​DNA ahel, mis koosneb DNA molekulist. Oletame näiteks, et teil on järgmine järjestus:

AAGGGGTGACTCTAGTTTAATATA

Te teate, et A ja T on üksteise täiendused ning C ja G üksteise täiendused. See tähendab, et ülaltooduga paariline DNA ahel on:

TTCCCCACTGAGATCAAATTATAT