genera
DNA, eller deoxiribonukleinsyra, är det genetiska arvet hos många levande organismer, inklusive människor.
En generisk DNA-bildande nukleotid innefattar 3 element: en fosfatgrupp, deoxiribosocker och en kvävebas.
Organiserad i kromosomer, tjänar DNA genereringen av proteiner, som spelar en grundläggande roll för att reglera alla cellmekanismer hos en organism.
Vad är DNA?
DNA är den biologiska makromolekylen som innehåller all information som är nödvändig för att en levande organismer ska utvecklas och fungera korrekt.
Det är en kärnsyra
Tack vare bilden av en generisk nukleotid kan läsaren se att pentosen representerar det element till vilket fosfatgruppen (genom en fosfodiesterbindning) och den kvävebaserade basen (genom en N-glykosidbindning) är bundna.
Förkortnings DNA betyder deoxiribonukleinsyra eller deoxiribonukleinsyra .
Deoxiribonukleinsyra tillhör kategorin nukleinsyror, det vill säga biologiska makromolekyler som består av långa kedjor av nukleotider .
En nukleotid är molekylenheten hos en nukleinsyra, som härrör från föreningen av 3 element:
- En fosfatgrupp ;
- En pentos, det vill säga ett socker med 5 kolatomer;
- En kvävebas .
En annan väldigt viktig nukleinsyra: RNA
En annan fundamental nukleinsyra för korrekt funktion av cellerna hos många organismer är RNA . Förkortningen RNA står för ribonukleinsyra .
Ribonukleinsyra skiljer sig från deoxiribonukleinsyra i termer av nukleotider.
VARFÖR ÄR DET SIG GENETISK HERRING?
Genetik och molekylärbiologi böcker definierar DNA med genetiskt arv terminologi.
Att motivera användningen av denna formulering är det faktum att DNA är generens säte . Gener är nukleotidsekvenser, från vilka proteiner är härledda. Proteiner är en annan klass av biologiska makromolekyler som är oumbärliga för livet.
I generna av var och en av oss finns det en "skriftlig" del av vad vi är och vad vi ska bli.
DNA DISCOVERY
Upptäckten av DNA är resultatet av många vetenskapliga experiment.
Den första och viktigaste forskningen i detta avseende började i slutet av 1920-talet och tillhörde en engelsk läkare som heter Frederick Griffith ( Griffiths omvandlingsexperiment ). Griffith definierade vad vi idag kallar DNA med termen " transformerande princip " och tyckte att det var ett protein.
Fortsatt Griffiths experiment var den amerikanska biologen Oswald Avery, med sina medarbetare, mellan 1930 och 1940. Avery visade att Griffiths "transformationsprincip" inte var ett protein utan en annan typ av makromolekyl: en nukleinsyra .
DNA: s exakta struktur förblev okänd fram till 1953, då James Watson och Francis Crick föreslog den så kallade " dubbelhelixmodellen " för att förklara arrangemanget av nukleotider inom deoxiribonukleinsyran.
Watson och Crick hade en otrolig intuition som avslöjade för hela vetenskapssamfundet vilka biologer och genetiker som hade letat efter år.
Upptäckten av den exakta DNA-strukturen gjorde det möjligt att studera och förstå de biologiska processer där deoxiribonukleinsyra är inblandad: från hur det replikerar och bildar RNA (annan nukleinsyra) för hur det genererar proteiner.
Grundläggande för beskrivningen av Watson och Crick-modellen var några studier genomförda av Rosaling Franklin, Maurice Wilkins och Erwin Chargaff .
struktur
Den så kallade "dubbelhelixmodellen" av Watson och Crick visade att DNA är en mycket lång molekyl bildad av två strängar av nukleotider (polynukleotidfilament). Förenade med varandra men orienterade i motsatta riktningar, slingrar dessa två polynukleotidfilament varandra, som en spiral.
Eftersom DNA-strukturen är ett ganska komplext ämne, försöker vi citera de viktigaste punkterna utan att överskrida detaljerna.
VAD ÄR DNA PENTOSO?
Sockret med 5 kolatomer, som skiljer strukturen hos DNA-nukleotider, är deoxiribos .
Av deoxiribosens 5 kolatomer förtjänar 3 ett särskilt omnämnande:
- Den så kallade " kol 1 ", för det är vad som förenar kvävebasen ;
- Den så kallade " kol 2 ", eftersom det är vad som ger namnet deoxyribos till socker (Obs: deoxiribos betyder "syrefri" och hänvisar till frånvaron av syreatomer kopplade till kol).
- Den så kallade " kol 5 ", eftersom det är det som binder till fosfatgruppen .
Jämförelse med RNA
Pentos är ribos i RNA-molekyler. Ribos skiljer sig endast från deoxiribos på grund av närvaron, på "kol 2", av en syreatom.
Läsaren kan uppskatta den här skillnaden genom att titta på figuren nedan.
TYPER NUCLEOTIDER OCH NITROGEN BASER
DNA har 4 olika typer av nukleotider .
För att skilja dessa element är endast kvävebasen, kopplad till pentosfosfatgruppskelettet (som i motsats till basen varierar aldrig).
Av uppenbara skäl är kvävebaserna av DNA 4: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T).
Adenin och guanin tillhör klassen av purin-, dubbel-ring-heterocykliska föreningar.
Cytosin och tymin faller däremot i kategorin pyrimidiner, heterocykliska föreningar med en ring.
Dubbelhelixmodellen av Watson och Crick gjorde det möjligt att klargöra två helt okända aspekter vid tiden:
- Varje kvävebas som ligger på en DNA-sträng förenas med en kvävebas som finns närvarande på den andra strängen av DNA, vilket effektivt bildar ett par, en parning av baser.
- Parningen mellan de kvävebaserade baserna av de två strängarna är mycket specifik. Faktum är att adenin endast förenar tymin, medan cytosin binder endast till guanin.
Efter denna andra sensationella upptäckten kallade molekylära biologer och genetiker adenin- och tyminbaser och cytosin- och guaninbaser " komplementära varandra ".
Identifikationen av komplementär parning mellan kvävebaserna var nyckeln till att förklara de fysiska dimensionerna hos DNA och den speciella stabiliteten som de två strängarna åtnjuter.
En generisk human DNA-molekyl innehåller cirka 3, 3 miljarder basiska kvävepar (som är ca 3, 3 miljarder nukleotider per filament).
Jämförelse med RNA
I RNA-molekyler är de kvävebaserade baserna adenin, guanin, cytosin och uracil . Den senare är en pyrimidin och ersätter tymin.
BOND AMONG NUCLEOTIDES
För att hålla nukleotiderna i varje enskild DNA-sträng bindas fosfodiester-typ bindningar mellan fosfatgruppen av en nukleotid och det så kallade "kol 5" av den omedelbart följande nukleotiden.
FILAMENTER HAR OPPOSIT ORIENTATION
DNA-strängarna har två ändar, kallad 5 '(läs "fem första") och 3' (läs "tre första"). Enligt konventionen har biologer och genetiker visat att 5'-änden representerar huvudet för en DNA-sträng, medan 3'-änden representerar svansen .
Vid föreslagning av deras "dubbelhelixmodell" hävdade Watson och Crick att de två strängarna som bildar DNA har motsatt orientering. Detta innebär att en filaments huvud och svans interagerar med svansen och huvudet på det andra filamentet.
Kort studie av 5'-änden och 3'-änden
Fosfatgruppen bundet till "kol 5" av en nukleotid är dess 5'-ände, medan hydroxylgruppen bunden till "kol 3" (-OH i figuren) representerar dess extremitet 3 '.
Föreningen av flera nukleotider upprätthåller denna disposition och det är av denna anledning som i genetik och molekylärbiologi böcker beskrivs DNA-sekvenserna enligt följande: P-5 '→ 3'-OH
* Observera: Huvudstämpeln P identifierar fosfatgruppens fosforatom.
SEAT I CELL OCH CHROMOSOMES
Eukaryotiska organismer (människan är bland dem) har, i kärnan i varje cell, en lika (och personlig) DNA-molekyl .
I kärnan (alltid i en eukaryot organism) är DNA organiserat i olika kromosomer . Varje kromosom innehåller en exakt DNA-sträckning som är associerad med specifika proteiner (histoner, koexiner och kondenser). Föreningen mellan DNA och kromosomala proteiner kallas kromatin .
Kromosomer hos människor
En organism är diploid när DNA, inuti cellkärnan, är organiserat i par av kromosomer (kallas homologa kromosomer ).
Människan är en diploid organism, eftersom den har 23 par homologa kromosomer (alltså 46 kromosomer alls) i sina somatiska celler.
Precis som i många andra organismer har var och en av dessa par en kromosom av materiellt ursprung och en kromosom av fosterligt ursprung.
I den här bilden som just beskrivits för att representera ett fall i sig är könscellerna (eller gameterna): dessa har hälften av kromosomerna hos en normal somatisk cell (därför 23 i människan) och kallas därför av haploid .
En mänsklig sexcell når den normala uppsättningen av 46 kromosomer under befruktning.
funktion
DNA tjänar till generering av proteiner, makromolekyler oumbärliga för att reglera cellmekanismerna hos en organism.
Mänskliga kromosomer
Processen som leder till bildandet av proteiner är väldigt komplex och innehåller ett grundläggande mellansteg: transkription av DNA till RNA .
RNA-molekylen kan jämföras med en ordbok, eftersom det tillåter översättning av DNA-nukleotider till proteins aminosyror .
För att hantera proteinsyntesen - en process som inte överraskande kallas en översättning - är några småcellulära organeller, kända som ribosomer .
DNA → RNA → protein är vad experter kallar central dogma av molekylärbiologi.
