Deoksiribonukleiinihappo tai DNA on nimi makromolekyyleille, joihin kaikki elävien olentojen geneettiset tiedot sisältyvät. Jokainen DNA-molekyyli koostuu kahdesta polymeereistä, jotka on muotoiltu kaksoiskierteeksi ja kiinnitetty neljän erikoistuneen molekyylin yhdistelmällä, joita kutsutaan nukleotideiksi, järjestyksessä yksilöllisesti geenien yhdistelmien muodostamiseksi. Tämä ainutlaatuinen järjestys toimii kuin koodi, joka määrittää kunkin solun geneettisen tiedon. Tämä DNA: n rakenteen näkökohta määrittelee sen vuoksi sen ensisijaisen tehtävän - geneettisen määritelmän -, mutta melkein kaikki muut DNA: n rakenteen näkökohdat vaikuttavat sen toimintoihin.
Perusparit ja geneettinen koodi
Neljä nukleotidia, jotka muodostavat DNA: n geneettisen koodauksen, ovat adeniini (lyhennetty A), sytosiini (C), guaniini (G) ja tymiini (T). DNA-juosteen toisella puolella olevat A-, C-, G- ja T-nukleotidit kytkeytyvät vastaavaan nukleotidikumppaniinsa toisella puolella. A: t yhdistyvät T: hin ja C: t yhdistyvät G: hin suhteellisen voimakkailla molekyylien välisillä vetysidoksilla, jotka muodostavat perusparit, jotka määrittelevät geneettisen koodin. Koska tarvitset vain yhden DNA-puolen koodauksen ylläpitämiseksi, tämä pariliitostekniikka mahdollistaa DNA-molekyylien uudistamisen vaurioiden tai replikointiprosessin aikana.
"Oikeakätiset" kaksoiskierre-rakenteet
Suurin osa DNA-makromolekyyleistä on kahden toisiinsa kiertyvän yhdensuuntaisen säikeen muotoisia, nimeltään "kaksoiskierre". säikeiden "selkärangat" ovat vuorottelevien sokeri- ja fosfaattimolekyylien ketjuja, mutta tämän selkärangan geometria vaihtelee.
Luonnosta on löydetty kolme tämän muodon muunnosta, joista B-DNA on tyypillisin ihmisille olentoja., Se on oikeakätinen spiraali, kuten A-DNA, joka löytyy dehydratoidusta DNA: sta ja joka replikoi DNA-näytteitä. Ero näiden kahden välillä on se, että A-tyypillä on tiukempi kierto ja suurempi emäsparien tiheys - kuten rouhittu B-tyypin rakenne.
Vasenkätiset kaksoiskierteet
Toinen elävissä olennoissa luonnollisesti esiintyvä DNA-muoto on Z-DNA. Tämä DNA-rakenne eroaa eniten A- tai B-DNA: sta siinä, että sillä on vasenkätinen käyrä. Koska se on vain väliaikainen rakenne, joka on kiinnitetty B-DNA: n toiseen päähän, sitä on vaikea analysoida, mutta useimmat tutkijat uskovat, että se toimii eräänlaisena B-DNA: n vääntövastaava tasapainotusaine, kun se rouhitaan toisesta päästä (A-muotoon) koodin transkription ja replikaation aikana prosessi.
Pohjan pinoaminen
Jopa enemmän kuin nukleotidien väliset vetysidokset, DNA: n stabiilisuus saadaan aikaan vierekkäisten nukleotidien "emäspinoamisella". Koska kaikki nukleotidien yhdistävät päät lukuun ottamatta ovat hydrofobisia (eli ne välttävät vettä), emäkset kohdistuvat kohtisuoraan DNA: n selkärangan tasoon nähden, minimoimalla säikeeseen kiinnittyneiden tai vuorovaikutuksessa olevien molekyylien sähköstaattiset vaikutukset ("solvaatiokuori") ja tarjoten siten vakauden.
Suunta
Erilaiset muodostumat nukleiinihappomolekyylien päissä saivat tutkijat osoittamaan molekyyleille "suunnan". Kaikki nukleiinihappomolekyylit päättyvät kiinnittyneeseen fosfaattiryhmään toisessa päässä olevan deoksiriboosisokerin viidennen hiilen, jota kutsutaan "viiden pääpään" (5'-pää), ja hydroksyyli (OH) -ryhmän toisessa päässä, jota kutsutaan "kolmen alkupään" (3 ' loppuun). Koska nukleiinihapot voidaan transkriptoida vain syntetisoituna 5'-päästä, niillä katsotaan olevan suunta, joka menee 5'-päästä 3'-päähän.
"TATA-laatikot"
Usein 5'-päässä on yhdistelmä tymiinin ja adeniinin emäsparia kaikki peräkkäin, nimeltään "TATA-laatikko". Nämä ei ole merkitty osaksi geneettistä koodia, vaan ne on tarkoitettu DNA: n halkaisun (tai "sulamisen") helpottamiseksi säie. A- ja T-nukleotidien väliset vetysidokset ovat heikompia kuin C- ja G-nukleotidien välillä. Siten heikompien parien pitoisuus molekyylin alussa mahdollistaa helpomman transkription.