Обясняваме каква е структурата на ДНК, какви видове съществуват и как е била открита. Също така, структурата на РНК.
Каква е структурата на ДНК?
Молекулната структура на ДНК (или просто структурата на ДНК) е начинът, по който тя е съставена биохимично, тоест това е специфичната форма на организация на протеин Й биомолекули които съставляват молекулата на ДНК.
Като начало, нека си припомним, че ДНК е съкращението за дезоксирибонуклеинова киселина. ДНК е нуклеотиден биополимер, тоест дълга молекулярна структура, съставена от сегменти (нуклеотиди), съставени на свой ред от захар (рибоза) и азотна основа.
Азотните бази на ДНК могат да бъдат четири вида: аденин (А), цитозин (С), тимин (Т) или гуанин (G), заедно с фосфатна група. В последователността на това съединение цялата генетична информация на a живо същество, от съществено значение за синтеза на протеини и репродуктивното наследство, тоест без ДНК нямаше да има предаване на признаци генетичен.
В живите същества прокариоти, ДНК обикновено е линейна и кръгла. Но в еукариоти, структурата на ДНК е под формата на двойна спирала. И в двата случая това е двуверижна биомолекула, тоест съставена от две дълги вериги, подредени по антипаралелен начин (сочат в противоположни посоки): техните азотни основи са обърнати една към друга.
Между тези две вериги има водородни връзки, които ги държат заедно и под формата на двойна спирала. Традиционно има три нива на тази структура:
- Първична структура. Състои се от последователност от верижни нуклеотиди, чиято специфична и точна последователност кодира Генетична информация на всеки съществуващ индивид.
- Вторична структура. Посочената по-горе двойна спирала на комплементарни вериги, в която азотните бази са съединени в строг ред: аденин с тимин и цитозин с гуанин. Тази структура варира в зависимост от вида на ДНК.
- Третична структура. Отнася се до начина, по който ДНК се съхранява в структури, наречени хромозоми, вътре в клетка. Тези молекули трябва да бъдат сгънати и подредени в ограничено пространство, така че при прокариотните организми те обикновено го правят под формата на суперспирала, докато при еукариотите се извършва по-сложно уплътняване, предвид по-големия размер на ДНК, което изисква намесата на други протеини.
- Кватернерна структура. Отнася се до хроматина, присъстващ в ядрото на еукариотните клетки, откъдето се образуват хромозоми по време на клетъчното делене.
Може да ви служи:микробиология
Откриване на структурата на ДНК
Джеймс Уотсън (вляво) и Франсис Крик (вдясно)
Специфичната молекулярна форма на ДНК е открита през 1950 г., въпреки факта, че съществуването на този вид биологично съединение е било известно още от 1869 г. Откриването му се приписва главно на учените Джеймс Уотсън от Съединените щати и Франсис Крик от САЩ. британците, които предложиха модела с двойна спирала на структурата на ДНК.
Те обаче не бяха единствените, които изследваха тази тема. Работата му всъщност се основава на информация, получена преди това от британката Розалинд Франклин, експерт по рентгенова кристалография за определяне на структурата на молекули.
Благодарение на особено остро изображение, което Франклин получи с помощта на това техника (известната "Photograph 51"), Уотсън и Крик успяха да изведат и формулират триизмерен модел за ДНК.
Типове ДНК
Чрез изучаване на нейната структура, тоест нейната специфична триизмерна конформация, е възможно да се идентифицират три вида ДНК, наблюдавани в живите същества, които са:
- ДНК-В. Това е най-разпространеният тип ДНК в живи същества и единствената, която следва модела с двойна спирала, предложен от Уотсън и Крик. Структурата му е правилна, тъй като всяка двойка основи има еднакъв размер, въпреки че оставя канали (последователно по-големи и по-малки) с вариация от 35° спрямо предходната, за да се осигури достъп до азотните основи отвън.
- ДНК-А. Този тип ДНК се появява в условия на оскъдност влажност и по-малко температура, като тези в много лаборатории. Той представя, подобно на B, повтарящи се жлебове, макар и с различни пропорции (по-широки и по-плитки за второстепенния жлеб), в допълнение към по-отворена структура, като азотните основи са по-далеч от оста на двойната спирала, по-наклонени по отношение на хоризонтално и по-симетрично в центъра.
- Z-ДНК. Различава се от предишните по това, че представлява двойна спирала с ляв завой (ляво) в зигзагообразен скелет и е често срещано в ДНК последователности, които редуват пурини и пиримидини (GCGCGC), така че изисква концентрация на катиони по-голяма от тази на В-ДНК. Това е по-тясна и по-дълга двойна спирала от предишните.
структура на РНК
За разлика от ДНК, РНК (рибонуклеинова киселина) обикновено не се появява като двойна спирала. По-скоро структурата на РНК е единична, едноверижна последователност от нуклеотиди. Неговите азотни бази са идентични с тези на ДНК, с изключение на случая на тимин (Т), заменен в РНК с урацил (U).
Тези нуклеотиди са свързани помежду си чрез връзки фосфодиестер. Понякога те могат да генерират гънки във веригата на РНК, когато се привличат един друг, като по този начин образуват определени видове бримки, спирали или фиби по време на къси региони.