Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Genetyka > Podstawy genetyki 
  Indeks
Genetyka
Historia odkryć . . .
Podstawy genetyki
Podstawy budowy
chemicznej DNA,
RNA i białek
Podstawy chemii . . .
Budowa DNA
Budowa RNA
Budowa białek
Przepływ informacji . .
Metody poznawania . .
Genetyka molekularna
Geny i ewolucja
Świat wirusów i . . .
Inżynieria genetyczna
Słowniczek
  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Język genów autorstwa Paul'a Berg'a i Maxine Singer


  Budowa DNA
 
DNA
 
W
yobraźmy sobie zwykły łańcuch złożony z ogniw. Następnie na każdym ogniwie zawieśmy rodzaj zaczepu. Tak właśnie wygląda pojedyncza nić DNA. Każde ogniwo ze swoim zaczepem to jednostka nukleotydowa. Takie jednostki występują jako wolne nukleotydy w komórce i są łączone ze sobą w procesie powstawania nici DNA.
       W DNA występują cztery różne nukleotydy. Są one podobne do siebie, ale jednocześnie wystarczająco różne, by były rozpoznawalne w procesach, w których są wykorzystywane.
Nukleotydy – podstawowe jednostki strukturalne DNA. Atomy węgla (chociaż nie zaznaczone) występują w każdym miejscu, do którego dochodzą dwa lub trzy wiązania chemiczne (linie proste). Na końcu wiązań o nie zaznaczonym atomie znajduje się atom wodoru
Odróżniającą się częścią nukleotydu jest pierścień, zwany zasadą, utworzony przez wiązania chemiczne między atomami węgla i azotu. Cztery różne pierścienie noszą nazwy: adenina, tymina, guanina i cytozyna. Jednostki nukleotydowe zawierające te zasady są oznaczane odpowiednio literami: A, T, G i C. Pozostała część tej jednostki, w przeciwieństwie do zasady, jest taka sama w każdym nukleotydzie: w skład jej wchodzi cukier – deoksyryboza (także w formie pierścienia) związany z grupą fosforanową (P). Różne figury geometryczne oznaczające poszczególne nukleotydy przedstawione na rycinie powyżej, będą wielokrotnie używane w tej książce na schematach kwasów nukleinowych.
       Długa nić DNA powstaje dzięki wiązaniom chemicznym tworzącym się między grupą fosforanową a deoksyrybozą sąsiedniego nukleotydu. Nukleotydy trzymają się więc razem dzięki grupom fosforanowym. Powracając do wyjściowego opisu: fosforany deoksyrybozy to ogniwa tworzące łańcuch, a zasady to dołączone do nich zaczepy.
       W nici DNA każda deoksyryboza jest połączona z dwiema grupami fosforanowymi. Grupy fosforanowe tworzą wiązania z dwoma różnymi atomami węgla deoksyrybozy (oznaczonymi na rycinie poniżej jako 3' i 5') i nie są równoważne, co można zauważyć, przyjrzawszy się dokładnie ilustracji. W nici po lewej stronie każdy nukleotyd jest połączony z poprzedzającą go grupą fosforanową przez atom węgla 5'. Odwrotnie jest w przypadku nici po prawej stronie. Nie są tu potrzebne szczegóły, ale trzeba pamiętać, że nici DNA są ukierunkowane (spolaryzowane), co wynika z nierównoważności wiązań fosforanowych. Przyjęto konwencję, że kiedy odczytuje się kolejność nukleotydów lewej nici od dołu do góry lub prawej od góry do dołu – mówi się o kierunku od 3' do 5', oraz kiedy odczytuje się kolejność nukleotydów lewej nici od góry do dołu oraz prawej nici od dołu do góry – o kierunku od 5' do 3'. Uwagi na temat ukierunkowania nici DNA mogą się wydawać nieco kłopotliwe, niedługo jednak okaże się, jak bardzo interesujące konsekwencje ma to zjawisko.
Ułożenie i powiązanie nukleotydów w podwójnej helisie DNA
       DNA obecny w komórkach występuje jako połączenie dwóch pojedynczych nici. Trzymają się one razem dzięki słabym wiązaniom chemicznym – wiązaniom wodorowym (pokazanym jako wykropkowane linie). Wiązania te powstają między zasadami naprzeciwległych nukleotydów. Tylko określone pary nukleotydów mogą tworzyć takie wiązania: T zawsze łączy się z A, a C z G. W ten sposób sekwencja nukleotydów jednej nici określa w sposób jednoznaczny ich kolejność w drugiej. O niciach DNA, które utworzyły takie pary, mówi się, że są wzajemnie komplementarne. Nici komplementarne są przeciwnie spolaryzowane (ukierunkowane). Jedna z nici ma kierunek od 3' do 5', a druga – od 5' do 3'. Zauważmy także, że nici komplementarne różnią się od siebie sekwencją nukleotydów, na przykład (strzałki symbolizują tu kierunki nici):
Model czaszowy podwójnej helisy DNA
       Dwie komplementarne nici DNA owijają się wokół wspólnej osi, tworząc powszechnie znaną podwójną helisę. Na zewnątrz znajdują się dwie długie nici fosforanów deoksyrybozy (jest to tzw. szkielet fosforanowo-cukrowy). Zasady sterczą do środka helisy, gdzie tworzą wiązania wodorowe z komplementarnymi partnerami. Dwuniciowy DNA jest długą, elastyczną nitkowatą cząsteczką o niemal stałej średnicy, niezależnie od porządku nukleotydów. Na rycinie z prawej pokazano cząsteczki DNA wyizolowane z wirusa bakteryjnego (faga T2), komórki bakteryjnej (E. coli) oraz z chromosomu człowieka. Każda niteczka jest w rzeczywistości podwójną helisą, taką jak pokazana obok. Cząsteczki DNA mają różną długość w zależności od liczby par zawartych w niej zasad. Cząsteczka złożona z tysiąca par zasad ma 0,00034 milimetra długości. Tak więc cały DNA obecny na przykład w jednej komórce ludzkiej – około sześć miliardów par zasad – miałby po wyprostowaniu ponad 2 metry długości. W chromosomach i chromatynie cząsteczki DNA są tak zwinięte i upakowane, że znakomicie
Zdjęcie spod mikroskopu elektronowego pokazujące nitkowatą strukturę DNA faga T2
mieszczą się w jądrze komórkowym o średnicy 0,005 milimetra.

       Każdy z chromosomów eukariotycznych zawiera pojedynczą, długą, liniową, podwójną helisę. Istnieją jednak w naturze takie cząsteczki DNA, które są koliste, a więc nie mają końców. Na przykład koliste i stosunkowo niewielkie są chromosomy bakteryjne. Bakteria E. coli ma pojedynczy, kolisty chromosom. Zawiera on około czterech milionów par zasad i liczy około 1,4 mm w obwodzie. Jest silnie zwinięty, tak by zmieścić się w komórce o przekroju nie większym niż 0,001 mm.
góra strony
poprzedni esej
  
[1]
  
[2]
  
następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach