Deoksyribonukleinsyre, eller DNA, er navnet på makromolekylene der alle levende skapninger inneholder genetisk informasjon. Hvert DNA-molekyl består av to polymerer formet i en dobbel helix og festet av en kombinasjon av fire spesialiserte molekyler kalt nukleotider, bestilt unikt til å danne kombinasjoner av gener. Denne unike ordren fungerer som en kode som definerer den genetiske informasjonen for hver celle. Dette aspektet av DNA-strukturen definerer derfor dets primære funksjon - den genetiske definisjonen - men nesten alle andre aspekter av DNA-strukturen påvirker dens funksjoner.
Basepar og den genetiske koden
De fire nukleotidene som utgjør DNAs genetiske koding er adenin (forkortet A), cytosin (C), guanin (G) og tymin (T). A-, C-, G- og T-nukleotidene på den ene siden av DNA-strengen kobles til deres tilsvarende nukleotidpartner på den andre siden. A kobler seg til T og C kobles til G ved relativt sterke intermolekylære hydrogenbindinger som danner baseparene som definerer genetisk kode. Fordi du bare trenger en side av DNA for å opprettholde kodingen, tillater denne sammenkoblingsmekanismen reformering av DNA-molekyler i tilfelle skade eller i replikasjonsprosess.
"Høyrehåndede" dobbelte helixstrukturer
De fleste DNA-makromolekyler kommer i form av to parallelle tråder som vrir seg rundt hverandre, kalt en "dobbel helix". De "ryggrader" i strengene er kjeder av vekslende sukker- og fosfatmolekyler, men geometrien til denne ryggraden varierer.
Tre variasjoner av denne formen er funnet i naturen, hvorav B-DNA er den mest typiske hos mennesker vesener., Det er en høyrehåndet spiral, som A-DNA, finnes i dehydrert DNA og replikerende DNA-prøver. Forskjellen mellom de to er at A-typen har en strammere rotasjon og større tetthet av basepar - som en skrumpet B-type struktur.
Venstrehåndede doble helixer
Den andre formen for DNA som finnes naturlig i levende ting, er Z-DNA. Denne DNA-strukturen er mest forskjellig fra A eller B-DNA ved at den har en venstrehendt kurve. Fordi det bare er en midlertidig struktur knyttet til den ene enden av B-DNA, er det vanskelig å analysere, men de fleste forskere mener at det fungerer som en slags motvridningsbalanseringsmiddel for B-DNA når det skremmes ned i den andre enden (til en A-form) under kodetransskripsjon og replikering prosess.
Base-stabling stabilisering
Enda mer enn hydrogenbindingen mellom nukleotidene tilveiebringes DNA-stabilitet ved "base-stabling" -interaksjoner mellom tilstøtende nukleotider. Fordi alle bortsett fra forbindelsesendene til nukleotidene er hydrofobe (noe som betyr at de unngår vann), justeres basene vinkelrett på planet til DNA-ryggraden, å minimere de elektrostatiske effektene av molekylene som er festet til eller samhandler med utsiden av tråden ("solvation shell") og dermed gir stabilitet.
Retningsbestemmelse
De forskjellige formasjonene på endene av nukleinsyremolekyler førte til at forskere tilordnet molekylene en "retning". Nukleinsyremolekyler ender alle i en fosfatgruppe festet til det femte karbonet av et deoksyribosesukker i den ene enden, kalt "fem prime-enden" (5'-enden), og med en hydroksyl (OH) -gruppe i den andre enden, kalt "tre prime-enden" (3 ' slutt). Fordi nukleinsyrer bare kan transkriberes og syntetiseres fra 5'-enden, anses de å ha en retning som går fra 5'-enden til 3'-enden.
"TATA-bokser"
Ofte vil det ved 5'-enden være en kombinasjon av tymin- og adenin-basepar på rad, kalt en "TATA-boks." Disse er ikke innskrevet som en del av den genetiske koden, men de er der for å lette splitting (eller "smelting") av DNA Strand. Hydrogenbindinger mellom A- og T-nukleotidene er svakere enn de mellom C- og G-nukleotidene. Således å ha en konsentrasjon av de svakere parene ved begynnelsen av molekylet tillater lettere transkripsjon.