Deoxiribonukleinsyra, eller DNA, är namnet på makromolekylerna där alla levande varelsers genetiska information finns. Varje DNA-molekyl består av två polymerer formade i en dubbel helix och fästa av en kombination av fyra specialmolekyler som kallas nukleotider, ordnade unikt för att bilda kombinationer av gener. Denna unika ordning fungerar som en kod som definierar den genetiska informationen för varje cell. Denna aspekt av DNA: s struktur definierar därför dess primära funktion - den genetiska definitionen - men nästan alla andra aspekter av DNA: s struktur påverkar dess funktioner.
Baspar och genetisk kod
De fyra nukleotiderna som utgör DNA: s genetiska kodning är adenin (förkortat A), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T). A-, C-, G- och T-nukleotiderna på ena sidan av DNA-strängen ansluter till deras motsvarande nukleotidpartner på den andra sidan. A kopplas till T och C kopplas till G genom relativt starka intermolekylära vätebindningar som bildar baspar som definierar genetisk kod. Eftersom du bara behöver en sida av DNA för att upprätthålla kodningen, möjliggör denna parningsmekanism reformering av DNA-molekyler vid skada eller replikationsprocess.
"Högerhänta" dubbla helixstrukturer
De flesta DNA-makromolekyler kommer i form av två parallella strängar som vrids runt varandra, kallad "dubbel helix". De "ryggraden" i trådarna är kedjor av alternerande socker- och fosfatmolekyler, men geometrin hos denna ryggrad varierar.
Tre variationer av denna form har hittats i naturen, av vilka B-DNA är det mest typiska hos människor varelser., Det är en högerhänt spiral, liksom A-DNA, som finns i uttorkat DNA och replikerande DNA-prover. Skillnaden mellan de två är att A-typen har en snävare rotation och större densitet av baspar - som en krusad struktur av B-typ.
Vänsterhänt dubbla helixer
Den andra formen av DNA som finns naturligt i levande saker är Z-DNA. Denna DNA-struktur skiljer sig mest från A eller B-DNA genom att den har en vänsterhänt kurva. Eftersom det bara är en tillfällig struktur kopplad till ena änden av B-DNA är det svårt att analysera, men de flesta forskare tror att det fungerar som ett slags motvridningsbalanseringsmedel för B-DNA när det skrumpas ner i andra änden (till en A-form) under kodtranskription och replikering bearbeta.
Basstaplingsstabilisering
Ännu mer än vätebindningarna mellan nukleotider tillhandahålls dock DNA-stabilitet genom "basstaplande" interaktioner mellan intilliggande nukleotider. Eftersom alla utom de anslutande ändarna av nukleotiderna är hydrofoba (vilket innebär att de undviker vatten), ligger baserna vinkelrätt mot planet för DNA: s ryggrad, minimera de elektrostatiska effekterna av de molekyler som är bundna till eller interagerar med utsidan av strängen ("solvation shell") och därmed tillhandahåller stabilitet.
Direktionalitet
De olika formationerna i ändarna av nukleinsyramolekyler fick forskare att tilldela molekylerna en "riktning". Nukleinsyramolekyler slutar alla i en fosfatgrupp bunden till det femte kolet i ett deoxiribossocker i ena änden, kallat "fem primänden" (5'-änden), och med en hydroxyl (OH) -grupp i den andra änden, kallad "tre primänden" (3 ' slutet). Eftersom nukleinsyror endast kan transkriberas och syntetiseras från 5'-änden anses de ha en riktning som går från 5'-änden till 3'-änden.
"TATA-lådor"
Ofta kommer vid 5'-änden att finnas en kombination av tymin- och adeninbaspar i rad, kallat en "TATA-ruta." Dessa är inte inskrivna som en del av den genetiska koden, utan de är där för att underlätta uppdelningen (eller "smältning") av DNA strå. Vätebindningarna mellan A- och T-nukleotiderna är svagare än de mellan C- och G-nukleotiderna. Således med en koncentration av de svagare paren i början av molekylen möjliggör lättare transkription.