Vsebina
- Štiri dušikove baze
- Pravilo o polnilnicah
- Pojasnjeno pravilo o polnilnikih
- Uporaba dodatnih pravil o osnovnem seznanjanju
Deoksiribonukleinska kislina (DNK) je tisto, kar kodira vse celični genetske informacije na Zemlji. Vse celično življenje od najmanjših bakterij do največjega kita v oceanu uporablja DNK kot svoj genetski material.
Opomba: Nekateri virusi uporabljajo DNK kot svoj genetski material. Vendar nekateri virusi namesto tega uporabljajo RNA.
DNK je vrsta nukleinske kisline, ki jo sestavljajo številne podenote, imenovane nukleotidi. Vsak nukleotid ima tri dele: sladkor s 5-ogljikovim ribozom, fosfatno skupino in dušikovo bazo. Dva komplementarne pramene DNA se združita zahvaljujoč vodikovi vezi med dušikovimi bazami, ki DNK omogoča, da ustvari lestev podobno obliko, ki se zvije v znamenito dvojno vijačnico.
Njegova vez med dušikovimi bazami, ki omogoča oblikovanje te strukture. V DNK so štiri dušikove bazne možnosti: adenin (A), timin (T), citozin (C) in gvanin (G). Vsaka baza se lahko veže samo med seboj, A s T in C z G. To se imenuje dopolnilno osnovno pravilo seznanjanja ali Pravilo Chargaffov.
Štiri dušikove baze
V DNK nukleotidnih podenotah so štiri dušikove baze:
Vsako od teh podlag lahko razdelimo v dve kategoriji: purinske podlage in pirimidinske baze.
Adenin in gvanin sta primera za purinske podlage. To pomeni, da je njihova struktura šest atomov, ki vsebujejo dušik, ki so združeni s petimi atomi, ki vsebujejo dušik, ki imata dva atoma, da združita oba obroča.
Temin in citozin sta primera za pirimidinske baze. Te baze so sestavljene iz enega obroča s šestimi atomi, ki vsebuje dušik.
Opomba: RNA nadomešča timin z drugačno bazo pirimidina, imenovano uracil (U).
Pravilo o polnilnicah
Pravilo Chargaffov, znano tudi kot dopolnilno osnovno osnovno seznanjanje, pravi, da so osnovni pari DNK vedno adenin s timinom (A-T) in citozin z gvaninom (C-G). Purin se vedno pari s pirimidinom in obratno. Vendar pa A ne pari s C, čeprav sta purin in pirimidin.
To pravilo je poimenovano po znanstveniku Erwinu Chargaffu, ki je odkril, da so v bistvu enake koncentracije adenina in timina ter gvanina in citozina v skoraj vseh molekulah DNK. Ta razmerja se med organizmi lahko razlikujejo, vendar so dejanske koncentracije A vedno v bistvu enake T in enake z G in C. Na primer pri ljudeh je približno toliko:
To podpira dopolnilno pravilo, da se mora A pariti s T in C se mora seznaniti z G.
Pojasnjeno pravilo o polnilnikih
Zakaj je temu tako?
To mora imeti oboje vezava vodika ki se pridruži komplementarnim verigam DNK skupaj s razpoložljivega prostora med obema pramenoma.
Najprej je približno 20 Å (angstromi, kjer je en angstrom enak 10-10 metrov) med dvema komplementarnima verigama DNK. Dve purini in dve pirimidini skupaj bi preprosto zavzeli preveč prostora, da bi se lahko umestili v prostor med obema pramenoma. Zato se A ne more povezati z G in C se ne more povezati s T.
Toda zakaj ne morete zamenjati, katere purinske vezi so s katerimi pirimidinom? Odgovor se nanaša na vezava vodika ki povezuje baze in stabilizira molekulo DNK.
Edini pari, ki lahko ustvarijo vodikove vezi v tem prostoru, so adenin s timinom in citozin z gvaninom. A in T tvorita dve vodikovi vezi, C in G pa tri. Te vodikove vezi, ki se povezujejo v oba pramena in stabilizirajo molekulo, kar ji omogoča, da tvori lestev podobno dvojno vijačnico.
Uporaba dodatnih pravil o osnovnem seznanjanju
Če poznate to pravilo, lahko ugotovite, da se komplementarni niz do enega samega verige DNA temelji samo na zaporedju baznega para. Naj na primer povemo, da poznate zaporedje enega niza DNA, ki je naslednje:
AAGCTGGTTTTGACGAC
S pomočjo dopolnilnih osnovnih pravil združevanja lahko ugotovite, da je komplementarni niz:
TTCGACCAAAACTGCTG
Prameni RNK se prav tako dopolnjujejo z izjemo, da RNA namesto timina uporablja uracil. Torej lahko sklepate tudi na mRNA pramen, ki bi bil izdelan iz tistega prvega verige DNA. To bi bilo:
UUCGACCAAAACUGCUG