Deoksiribonükleik asit (DNA), her şeyi kodlayan şeydir. hücresel Dünya üzerindeki genetik bilgi. Okyanustaki en küçük bakterilerden en büyük balinalara kadar tüm hücresel yaşam, genetik materyali olarak DNA'yı kullanır.
Not: Bazı virüsler DNA'yı genetik materyalleri olarak kullanır. Ancak bazı virüsler bunun yerine RNA kullanır.
DNA bir türdür nükleik asit nükleotid adı verilen birçok alt birimden oluşur. Her nükleotidin üç kısmı vardır: 5 karbonlu riboz şeker, fosfat grubu ve azotlu baz. İki tamamlayıcı teller arasındaki hidrojen bağı sayesinde DNA bir araya gelir. azotlu bazlar Bu, DNA'nın ünlü çift sarmalın içine kıvrılan merdiven benzeri bir form oluşturmasını sağlar.
Bu yapının oluşmasını sağlayan azotlu bazlar arasındaki bağdır. DNA'da dört azotlu baz seçeneği vardır: adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G). Her baz sadece birbiriyle, A ile T ve C ile G ile bağ yapabilir. Bu denir tamamlayıcı baz eşleştirme kuralı veya Chargaff kuralı.
Dört Azotlu Baz
DNA'da nükleotid alt birimler, dört azotlu baz vardır:
- Adenin (A)
- Timin (T)
- Sitozin (C)
- Guanin (G)
Bu bazların her biri iki kategoriye ayrılabilir: pürin bazları ve pirimidin bazları.
Adenin ve guanin bunlara örnektir. pürin bazları. Bu, yapılarının, iki halkayı birleştirmek için iki atomu paylaşan, nitrojen içeren beş atomlu bir halkayla birleştirilmiş, nitrojen içeren altı atomlu bir halka olduğu anlamına gelir.
Timin ve sitozin bunlara örnektir. pirimidin bazları. Bu bazlar, tek bir nitrojen içeren altı atomlu halkadan oluşur.
Not: RNA, timini urasil (U) adı verilen farklı bir pirimidin bazıyla değiştirir.
Chargaff'ın Kuralı
Tamamlayıcı baz eşleştirme kuralı olarak da bilinen Chargaff kuralı, DNA baz çiftlerinin her zaman adenin ile timin (A-T) ve sitozin ile guanin (C-G) olduğunu belirtir. Bir pürin her zaman bir pirimidin ile eşleşir ve bunun tersi de geçerlidir. Bununla birlikte, bir pürin ve bir pirimidin olmasına rağmen A, C ile eşleşmez.
Bu kuralın adı, temelde eşit olduğunu keşfeden bilim adamı Erwin Chargaff'tan gelmektedir. adenin konsantrasyonları ve hemen hemen tüm DNA moleküllerinde timin, guanin ve sitozin bulunur. Bu oranlar organizmalar arasında değişebilir, ancak A'nın gerçek konsantrasyonları her zaman esas olarak T'ye eşittir ve G ve C ile aynıdır. Örneğin, insanlarda yaklaşık olarak:
- yüzde 30,9 Adenin
- yüzde 29,4 Timin
- yüzde 19,8 Sitozin
- yüzde 19,9 Guanin
Bu, A'nın T ile eşleşmesi gerektiği ve C'nin G ile eşleşmesi gerektiği tamamlayıcı kuralını destekler.
Chargaff Kuralı Açıklandı
Peki bu durum neden böyle?
Her ikisi ile de ilgisi var hidrojen bağı ile birlikte tamamlayıcı DNA zincirlerini birleştiren kullanılabilir alan iki ip arasında.
İlk olarak, yaklaşık 20 Å vardır (bir angstromun 10'a eşit olduğu angstromlar).-10 metre) iki tamamlayıcı DNA dizisi arasında. İki pürin ve iki pirimidin birlikte, iki iplik arasındaki boşluğa sığamayacak kadar çok yer kaplar. Bu nedenle A, G ile, C de T ile bağ kuramaz.
Ama neden hangi pürinin hangi pirimidin ile bağını değiştiremiyorsunuz? Cevap ile ilgisi var hidrojen bağı bazları birbirine bağlayan ve DNA molekülünü stabilize eden.
Bu boşlukta hidrojen bağları oluşturabilen tek çift, timin ile adenin ve guanin ile sitozindir. A ve T iki hidrojen bağı oluştururken C ve G üç hidrojen bağı oluşturur. İki ipliği birleştiren ve molekülü stabilize eden bu hidrojen bağlarıdır, bu da onun merdiven benzeri bir yapı oluşturmasını sağlar. çift sarmal.
Tamamlayıcı Temel Eşleştirme Kurallarını Kullanma
Bu kuralı bilerek, anlayabilirsiniz. tamamlayıcı iplik sadece baz çifti dizisine dayanan tek bir DNA zincirine. Örneğin, aşağıdaki gibi bir DNA zincirinin dizisini bildiğinizi varsayalım:
AAGCTGGTTTTGACGAC
Tamamlayıcı baz eşleştirme kurallarını kullanarak, tamamlayıcı dizinin şu şekilde olduğu sonucuna varabilirsiniz:
TTCGACCAAAACTGCTG
RNA iplikleri, RNA'nın timin yerine urasil kullanması dışında tamamlayıcıdır. Böylece, o ilk DNA dizisinden üretilecek olan mRNA dizisini de çıkarabilirsiniz. Olurdu:
UUCGACCAAAACUGCUG