Dezoksiribonukleino rūgštis, dažniau vadinama DNR, yra pagrindinė genetinė medžiaga beveik visą gyvenimą. Kai kurie virusai vietoj DNR naudoja ribonukleino rūgštį (RNR), tačiau visas ląstelių gyvenimas naudoja DNR.
Pati DNR yra makromolekulė, kurią sudaro dvi viena kitą papildančios grandinės, kurias kiekvienas sudaro atskiri subvienetai, vadinami nukleotidai. Būtent šios jungtys susidaro tarp azotinių bazių papildomos bazės sekos, laikančios dvi DNR grandines, kad sudarytų dvigubą spiralinę struktūrą, kuri garsina DNR.
DNR struktūra ir komponentai
Kaip minėta anksčiau, DNR yra makromolekulė, kurią sudaro atskiri subvienetai, vadinami nukleotidais. Kiekvienas nukleotidas turi tris dalis:
- Dezoksiribozės cukrus.
- Fosfatų grupė.
- Azoto bazė.
DNR nukleotiduose gali būti viena iš keturių azoto bazių. Šios bazės yra adeninas (A), timinas (T), guaninas (G) ir citozinas (C).
Šie nukleotidai susijungia ir sudaro ilgas grandines, žinomas kaip DNR grandinės. Du papildančios DNR grandinės prieš įsisukdami į dvigubos spiralės formą, susikimškite vienas su kitu kaip kopėčios.
Abi sruogos laikomos kartu per vandenilio jungtis, kurios susidaro tarp azoto bazių. Adeninas (A) jungiasi su timinu (T), o citozinas (C) - su guaninu (G); Tik visada poros su T, o C - tik su G.
Papildomas apibrėžimas (biologija)
Biologijoje, ypač genetikos ir DNR atžvilgiu, papildo reiškia, kad polinukleotido grandinė, suporuota su antrąja polinukleotido grandine, turi azoto bazės seką, kuri yra atvirkštinis kitos grandinės komplementas arba pora.
Pavyzdžiui, guanino papildas yra citozinas, nes tai yra bazė, kuri derėtų su guaninu; citozino papildas yra guaninas. Jūs taip pat sakytumėte, kad adenino papildas yra timinas ir atvirkščiai.
Tai pasakytina apie visą DNR grandinę, todėl dvi DNR grandinės vadinamos komplementariomis grandinėmis. Kiekvienas pagrindas, esantis vienoje DNR grandinėje, matys, kaip jo komplementas derinamas su juo kitoje grandinėje.
Chargaffo papildoma pagrindo poravimo taisyklė
Chargaffo taisyklė teigia, kad A jungiasi tik su T, o C - tik su G DNR grandinėje. Tai pavadinta mokslininko Erwino Chargaffo vardu, kuris atrado, kad bet kurioje DNR molekulėje jų procentinė dalis guaninas visada yra maždaug lygus citozino procentinei daliai, tas pats pasakytina apie adeniną ir timinas.
Iš to jis padarė išvadą, kad C jungiasi su G, o A - su T.
Kodėl veikia papildomos bazės poros
Kodėl A jungiasi tik su T, o C - tik su G? Kodėl A ir T yra vienas kito papildai, o ne A ir C ar A ir G? Atsakymas susijęs su azoto bazių struktūra ir tarp jų susidarančiomis vandenilio jungtimis.
Adeninas ir guaninas yra žinomi kaip purinai o timinas ir guaninas yra žinomi kaip pirimidinai. Visa tai reiškia, kad adenino ir guanino struktūrą sudaro 6 atomų žiedas ir 5 atomų žiedas, turintys du atomus, o citozinas ir timinas - tik iš 6 atomų žiedo. Turėdamas DNR, purinas gali jungtis tik su pirimidinu; tu negali turėti dviejų purinų ir dviejų pirimidinų kartu.
Taip yra todėl, kad dvi sujungtos purinos užimtų per daug vietos tarp dviejų DNR grandinių, o tai paveiktų struktūrą ir neleistų sruogų tinkamai laikyti kartu. Tas pats pasakytina ir apie du pirimidinus, išskyrus tai, kad jie užimtų per mažai vietos.
Remiantis tokia logika, A tada galėtų susieti su C, tiesa? Gerai ne. Kitas veiksnys, dėl kurio A-T ir C-G poros veikia, yra vandenilio jungimas tarp bazių. Būtent šios jungtys iš tikrųjų laiko dvi DNR grandines ir stabilizuoja molekulę.
Vandenilio ryšiai gali susidaryti tik tarp adenino ir timino. Jie taip pat susidaro tik tarp citozino ir guanino. Tai yra šios jungtys, leidžiančios susiformuoti AT ir C-G komplementams, todėl DNR turi dvi papildomas sujungtas sruogas.
Taikomos papildomos pagrindų poravimo taisyklės
Žinodami, kaip DNR sruogos derinamos kartu su šiomis bazės poravimo taisyklėmis, galite padaryti keletą skirtingų dalykų.
Tarkime, kad vienoje DNR grandinėje turite konkretaus geno DNR seką. Tada galite naudoti papildomas bazių susiejimo taisykles, kad išsiaiškintumėte kitą DNR grandinę, kuri sudaro DNR molekulę. Pavyzdžiui, tarkime, kad turite šią seką:
AAGGGGTGACTCTAGTTTAATATA
Jūs žinote, kad A ir T yra vienas kito papildymai, o C ir G - vienas kito papildymai. Tai reiškia, kad DNR grandinė, suporuota su aukščiau esančia, yra:
TTCCCCACTGAGATCAAATTATAT