Vi forklarer, hvad strukturen af DNA er, hvilke typer der findes, og hvordan det blev opdaget. Også strukturen af RNA.
Hvordan er strukturen af DNA?
Den molekylære struktur af DNA (eller blot strukturen af DNA) er den måde, hvorpå det er sammensat biokemisk, dvs. det er den specifikke form for organisering af protein Y biomolekyler der udgør DNA-molekylet.
Lad os for at begynde med huske, at DNA er forkortelsen for DeoxyriboNukleinsyre. DNA er en nukleotidbiopolymer, det vil sige en lang molekylær struktur sammensat af segmenter (nukleotider) sammensat på skift af en sukker (ribose) og en nitrogenbase.
De nitrogenholdige baser af DNA kan være af fire typer: adenin (A), cytosin (C), thymin (T) eller guanin (G), sammen med en fosfatgruppe. I sekvensen af denne forbindelse er al den genetiske information af en levende væsen, essentiel for proteinsyntese og reproduktiv arv, dvs. uden DNA ville der ikke være nogen overførsel af karakterer genetiske.
I levende væsener prokaryoter, DNA er normalt lineært og cirkulært. Men i eukaryoter, strukturen af DNA er i form af en dobbelt helix. I begge tilfælde er det et dobbeltstrenget biomolekyle, det vil sige sammensat af to lange kæder arrangeret på en antiparallel måde (peger i modsatte retninger): deres nitrogenholdige baser vender mod hinanden.
Mellem disse to kæder er der hydrogenbindinger, der holder dem sammen og i form af en dobbelt helix. Traditionelt er der tre niveauer af denne struktur:
- Primær struktur. Den er sammensat af sekvensen af kædede nukleotider, hvis specifikke og punktlige sekvens koder for Genetisk information af ethvert individ, der eksisterer.
- Sekundær struktur. Den førnævnte dobbelthelix af komplementære kæder, hvori de nitrogenholdige baser er forbundet efter en streng rækkefølge: adenin med thymin og cytosin med guanin. Denne struktur varierer afhængigt af typen af DNA.
- Tertiær struktur. Det refererer til den måde, DNA er lagret i strukturer kaldet kromosomer, inde i celle. Disse molekyler skal foldes og arrangeres i et begrænset rum, så i tilfælde af prokaryote organismer gør de det normalt i form af en superhelix, mens der i tilfælde af eukaryoter udføres en mere kompleks komprimering, givet den større størrelse af DNA, som kræver indgreb fra andre proteiner.
- Kvartær struktur. Det refererer til det kromatin, der er til stede i kernen af eukaryote celler, hvorfra kromosomer dannes under celledeling.
Det kan tjene dig:Mikrobiologi
Opdagelse af DNA-strukturen
James Watson (til venstre) og Francis Crick (til højre)
Den specifikke molekylære form af DNA blev opdaget i 1950, på trods af at eksistensen af denne type biologiske forbindelser allerede havde været kendt siden 1869. Dens opdagelse tilskrives hovedsageligt forskerne James Watson, fra USA, og Francis Crick, fra briterne, der foreslog dobbelthelix-modellen af DNA-strukturen.
De var dog ikke de eneste, der undersøgte dette emne. Hans arbejde var faktisk baseret på oplysninger, der tidligere var opnået af den britiske Rosalind Franklin, en ekspert i røntgenkrystallografi for at bestemme strukturen af molekyler.
Takket være et særligt skarpt billede, som Franklin fik ved hjælp af dette teknik (den berømte "Photograph 51"), Watson og Crick var i stand til at udlede og formulere en tredimensionel model for DNA.
DNA typer
Ved at studere dens struktur, det vil sige dens specifikke tredimensionelle konformation, er det muligt at identificere tre typer DNA observeret i levende væsener, som er:
- DNA-B. Dette er den mest udbredte type DNA i levende væsner og den eneste, der følger den dobbelte helix-model foreslået af Watson og Crick. Dens struktur er regelmæssig, da hvert par baser har samme størrelse, selvom de efterlader riller (successivt større og mindre) med en variation på 35 ° i forhold til den foregående, for at give adgang til de nitrogenholdige baser udefra.
- DNA-A. Denne type DNA optræder under sjældne forhold fugtighed og mindre temperatur, som dem i mange laboratorier. Den præsenterer, ligesom B, tilbagevendende riller, selv om de er af forskellige proportioner (bredere og mere lavvandede for den mindre rille), foruden en mere åben struktur, med de nitrogenholdige baser længere væk fra den dobbelte helixs akse, mere skrå i forhold til vandret og mere symmetrisk i midten.
- Z-DNA. Det adskiller sig fra de tidligere ved, at det er en dobbelt helix med venstredrejning (venstrehåndet) i et zigzag-skelet, og det er almindeligt i DNA-sekvenser, der veksler puriner og pyrimidiner (GCGCGC), så det kræver en koncentration af kationer større end B-DNA. Det er en smallere og længere dobbelthelix end de foregående.
RNA struktur
I modsætning til DNA optræder RNA (ribonukleinsyre) normalt ikke som en dobbelt helix. Strukturen af RNA er snarere en enkelt, enkeltstrenget sekvens af nukleotider. Dens nitrogenholdige baser er identiske med dem i DNA, undtagen i tilfælde af thymin (T), erstattet i RNA med uracil (U).
Disse nukleotider er forbundet med links fosfodiester. Nogle gange kan de generere folder i RNA-kæden, når de tiltrækker hinanden, og dermed danne visse typer løkker, helixer eller hårnåle i korte områder.