Kwas deoksyrybonukleinowy
Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy), w skrócie DNA (od ang. Deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. Występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.
Spis treści |
[edytuj] Skład i budowa
DNA jest liniowym, nierozgałęzionym biopolimerem, dla którego monomerem są nukleotydy. Nukleotydy zbudowane są z: pięciowęglowego cukru deoksyrybozy, którego grupa hydroksylowa znajdująca się przy ostatnim atomie węgla jest zestryfikowana resztą fosforanową, a pierwszy atom węgla połączony jest wiązaniem N-glikozydowym z jedną z czterech zasad azotowych: adeniny A i guaniny G (zasady purynowe) oraz cytozyny C i tyminy T (zasady pirymidynowe).
Powszechnie spotykaną modyfikacją DNA jest występowanie 5-metylocytozyny (m5C) w wyniku metylacji cytozyny. W DNA niektórych wirusów, np. bakteriofagów PBS2, zamiast tyminy występuje uracyl, (U), tworząc nukleozyd 2'-deoksyurydynę[1]. 2'-Deoksyurydyna powstaje też w wyniku deaminacji C do U.
W skład cząsteczki DNA zwykle wchodzą dwa łańcuchy (DNA dwuniciowy), które biegną antyrównolegle (tzn. koniec jednego jest dokładnie naprzeciw początku drugiego). Łańcuchy owijają się wokół wspólnej osi i tworzą tzw. prawoskrętną podwójną helisę. Reszty cukrowe i fosforowe, połączone ze sobą wiązaniem fosfodiestrowym, znajdują się na zewnątrz helisy, natomiast zasady skierowane są do wnętrza i tworzą pary zasad połączone według wzoru:
- A-T (A-U)
- G-C
- T-A (U-A)
- C-G
Zasady połączone są wiązaniami wodorowymi. Cząsteczki DNA mogą być bardzo długie. U Homo sapiens ich długość (po "rozkręceniu chromosomów") dochodzi w sumie do 2 m, gdzie najdłuższa cząsteczka ma 23 cm[potrzebne źródło]. W ścisłym skręceniu DNA do postaci chromosomu biorą udział białka histonowe lub niehistonowe.
Każda z nici DNA ma na jednym końcu (oznaczanym jako koniec 5'), przy ostatnim nukleotydzie wolną grupę fosforanową przy węglu 5' deoksyrybozy, a na drugim końcu (oznaczanym jako koniec 3') ostatni nukleotyd posiada wolną grupę hydroksylową przy węglu 3' deoksyrybozy. Ze względu na to, że helisa dwóch nici DNA jest spleciona w ten sposób, że jedna z nici zaczyna się od końca 5' a druga od końca 3', mówi się, że obie nici są względem siebie antyrównoległe.
Łańcuch nici DNA zawiera informację genetyczną o kolejności aminokwasów w białkach kodowaną w postaci trójek nukleotydowych odpowiadających odpowiednim aminokwasom podczas syntezy białka. Nazywamy to kodem genetycznym.
Po "rozpakowaniu" z chromosomów, cząsteczka ludzkiego DNA miałaby około 180 centymetrów[potrzebne źródło].
[edytuj] Rodzaje DNA
DNA rozróżnia się pod względem:
Najważniejsze z nich przedstawiono w tabeli:
| Rodzaj DNA/Funkcja | B-DNA | A-DNA | Z-DNA |
|---|---|---|---|
| liczba par zasad przypadająca na skręt helisy |
10,4 (ok. 10,2 dla tzw. wysp CpG) | 11 | 12 |
| kąt skręcania między sąsiednimi parami zasad (w stopniach) |
+ 34,6 | + 39,0 | – 30,0 |
| skok helisy (w nm) | 3,54 | 2,53 | 4,56 |
| kierunek skręcania | prawoskrętna | prawoskrętna | lewoskrętna |
| średnica helisy (w nm) | 2,37 | 2,55 | 1,84 |
| Fragment struktury |  |
 |
 |
Struktura i funkcja DNA są niezależne i mogą występować łącznie lub nie.
[edytuj] Historia poznania
Autorami modelu podwójnej helisy DNA są James Watson i Francis Crick, na podstawie zdjęć krystalografii rentgenowskiej wykonanych przez Rosalind Franklin oraz Maurice'a Wilkinsa[8]. Pracowali oni wtedy w Medical Reserch Council Unity w Cavendish Laboratory w Cambridge[9].
Za odkrycie w 1953 roku struktury DNA Watson, Crick i Wilkins otrzymali w 1962 Nagrodę Nobla (Rosalind Franklin zmarła na raka w 1958).
[edytuj] Zobacz też
Zagadnienia dotyczące budowy, struktury i funkcji DNA:
Zagadnienia genetyczne:
Eksperymenty:
Inne:
Przypisy
- ↑ Takahashi and Marmur. 1963. Replacement of thymidylic acid by deoxyuridylic acid in the deoxyribonucleic acid of a transducing phage for Bacillus subtilis. Nature 197:794-795.
- ↑ L van Dam, M H Levitt (2000). "BII nucleotides in the B and C forms of natural-sequence polymeric DNA: A new model for the C form of DNA". J Mol Biol 304 (4): 541-61. PMID 11099379.
- ↑ Vargason J.M., Eichman B.F., Ho P.S. 2000. The extended and eccentric E-DNA structure induced by cytosine methylation or bromination. Nature Structural Biology 7:758-761.
- ↑ Wang G., Vasquez K.M. 2006. Non-B DNA structure-induced genetic instability. Mutat Res.: 598, 103-119.
- ↑ Allemand et al. 1998. Stretched and overwound DNA forms a Pauling-like structure with exposed bases. PNAS 24:14152-14157.
- ↑ Ghosh A., Bansal M. 2003. A glossary of DNA structures from A to Z. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 59:620–626.
- ↑ Palecek E. 1991. Local supercoil-stabilized DNA structures. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 26:151-226.
- ↑ Archiwalne artykuły z Nature z 1953 roku dotyczące odkrycia struktury DNA (dostęp bezpłatny). [dostęp 2010-03-05].
- ↑ Ferris Jabr. Święto nauki. „Świat Nauki”. nr. 7 (239), s. 42-51, lipiec 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380. za F.H.C Crick. Struktura materiału dziedzicznego. „Świat Nauki”, październik 1954. Prószyński Media. ISSN 0867-6380.
[edytuj] Linki zewnętrzne
- Ewolucja genetyczna. [dostęp 2011-08-06].
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
