Каква је секвенца база на комплементарном ланцу ДНК?

Деоксирибонуклеинска киселина, која се чешће назива ДНК, примарни је генетски материјал за готово читав живот. Неки вируси користе рибонуклеинску киселину (РНК) уместо ДНК, али сав ћелијски живот користи ДНК.

ДНК сама по себи је макромолекула која се састоји од две комплементарне нити које се састоје од појединачних подјединица тзв. нуклеотиди. Те везе настају између комплементарне базне секвенце азотних база које држе заједно две ДНК ланце да би формирале двоструку спиралну структуру која чини ДНК познатом.

Као што је претходно речено, ДНК је макромолекула која се састоји од појединачних подјединица које се називају нуклеотиди. Сваки нуклеотид има три дела:

• Деоксирибозни шећер.
• Фосфатна група.
• Азотна база.

ДНК нуклеотиди могу садржати једну од четири азотне базе. Те базе су аденин (А), тимин (Т), гванин (Г) и цитозин (Ц).

Ови нуклеотиди се удружују и формирају дуге ланце познате као ДНК ланци. Два комплементарне ДНК ланце везати једни за друге у ономе што личи на лестве пре него што се намотају у облик двоструке завојнице.

Две нити се држе заједно кроз водоничне везе које настају између азотних база. Аденин (А) ствара везе са тимином (Т), док цитозин (Ц) ствара везе са гванином (Г); Једини парови са Т, а Ц само парови са Г.

У биологији, посебно у погледу генетике и ДНК, комплементарни "Полинуклеотидни ланац" упарен са другим полинуклеотидним ланцем има азотну базну секвенцу која је обрнути комплемент или пар друге вериге.

Тако је, на пример, комплемент гванина цитозин, јер је то основа која би се упарила са гванином; комплемент цитозина је гванин. Такође бисте рекли да је комплемент аденина тимин, и обрнуто.

Ово је тачно дуж читавог ланца ДНК, због чега се два ланца ДНК називају комплементарним ланцима. Свака база на једном ланцу ДНК видеће да се њен комплемент подудара са њом на другом ланцу.

Цхаргаффово правило каже да се А веже само са Т, а Ц само са Г у ланцу ДНК. Ово је име добило по научнику Ервину Цхаргаффу, који је открио да у било ком молекулу ДНК проценат гванин је увек приближно једнак проценту цитозина са истим за аденин и тимин.

Из овога је закључио да су Ц везе са Г и А везе са Т.

Зашто се А веже само са Т, а Ц само са Г? Зашто се А и Т допуњују, а не А и Ц или А и Г? Одговор је повезан са структуром азотних база и водоничних веза које се формирају између њих.

Аденин и гванин су познати као пурини док су тимин и гванин познати као пиримидини. Све ово значи да су структуре аденина и гванина састављене од прстена са 6 атома и прстена са 5 атома који деле два атома, док су цитозин и тимин састављени само од прстена са 6 атома. Са ДНК, пурин се може везати само са пиримидином; не можете имати два пурина и два пиримидина заједно.

То је зато што би две пуринске везе повезане заједно заузеле превише простора између две ДНК нити, што би утицало на структуру и не би омогућило правилно држање нити. Исто важи и за два пиримидина, само што би заузимали премало простора.

По тој логици, А би се тада могло повезати са Ц, зар не? Па не. Други фактор који чини парове А-Т и Ц-Г је водонична веза између основа. Те везе заправо држе две вериге ДНК заједно и стабилизују молекул.

Водоничне везе могу се створити само између аденина и тимина. Такође се формирају само између цитозина и гванина. Те везе омогућавају А-Т и Ц-Г комплементима да се формирају и, тако, узрокују да ДНК има два комплементарна везана ланца.

Знајући како се ДНК ланци удружују са овим правилима упаривања базе, можете закључити на неколико различитих ствари.

Рецимо да имате ДНК секвенцу одређеног гена на једном ланцу ДНК. Тада можете да користите комплементарна правила упаривања базе да бисте открили други ДНК ланац који чини молекул ДНА. На пример, рецимо да имате следећу секвенцу:

ААГГГГТГАЦТЦТАГТТТААТАТА

Знате да су А и Т међусобно комплементи, а Ц и Г комплементи. То значи да је ДНК ланац који се упарује са горњим:

ТТЦЦЦЦАЦТГАГАТЦАААТТАТАТ