Vsebina
- Struktura DNK
- Specifična vezava med osnovnimi in parnimi listi
- Kje najdemo DNK?
- Podvajanje DNK
- Introni in eksoni
- RNK Prepisovanje
- Kako je bila odkrita struktura DNK?
DNKali deoksiribonukleinska kislina, je nukleinska kislina (ena od dveh takšnih kislin, ki jih najdemo v naravi), ki služi za shranjevanje genetskih informacij o organizmu na način, ki se lahko prenese na naslednje generacije. Druga nukleinska kislina je RNAali ribonukleinska kislina.
DNK nosi genetsko kodo za vsak posamezen protein, ki ga naredi vaše telo in tako deluje kot predloga za celoto vas. Niz DNK, ki kodira en sam proteinski proizvod, se imenuje a gen.
DNK je sestavljen iz zelo dolgih polimerov monomernih enot, imenovanih nukleotidi, ki vsebujejo tri različne regije in imajo štiri različne okuse v DNK, zahvaljujoč razlikam v strukturi ene od teh treh regij.
V živih stvareh se DNA veže skupaj z beljakovinami, imenovanimi histoni, da ustvari snov, imenovano kromatin. Kromatin v evkariontskih organizmih je razdeljen na več različnih kosov, imenovanih kromosomi. DNK se prenaša od staršev do njihovih potomcev, vendar je del DNK, kot boste videli, posredovali izključno materi.
Struktura DNK
DNA je sestavljena iz nukleotidov in vsak nukleotid vključuje dušikovo bazo, eno do tri fosfatne skupine (v DNK obstaja le ena) in petoogljično molekulo sladkorja, imenovano deoksiriboza. (Ustrezen sladkor v RNK je riboza.)
V naravi DNK obstaja kot seznanjena molekula z dvema komplementarnima verigama. Ti dve prameni sta združeni na vsakem nukleotidu na sredini, in nastala "lestev" je zasukana v obliko dvojna vijačnicaali par zamaknjenih spiral.
Dušikove baze so ene od štirih vrst: adenin (A), citozin (C), gvanin (G) in timin (T). Adenin in gvanin sta v razredu molekul, imenovanih purini, ki vsebujeta dva združena kemična obroča, medtem ko citozin in timin spadata v razred molekul, znanih kot pirimidini, ki so manjši in vsebujejo samo en obroč.
Specifična vezava med osnovnimi in parnimi listi
Prav vezanje baz med nukleotidi v sosednjih pramenih ustvarja "prečke" lestve DNK. " V tem primeru se purin v tem okolju lahko veže le s pirimidinom in je še bolj specifičen kot to: A se veže na in samo na T, medtem ko se C veže na in samo na G.
Tole osnovno seznanjanje ena na ena pomeni, da če je znano zaporedje nukleotidov (sinonim za "zaporedje baz" za praktične namene) za en sklop DNA, je mogoče zaporedje nizov v drugem zlahka določiti.
Vezava med sosednjimi nukleotidi v istem nizu DNK nastane s tvorbo vodikovih vezi med sladkorjem enega nukleotida in fosfatno skupino naslednjega.
Kje najdemo DNK?
V prokariotskih organizmih DNK sedi v citoplazmi celice, saj prokarioti nimajo jeder. V evkariontskih celicah DNK sedi v jedru. Tu je vlomljeno kromosomi. Ljudje imajo 46 različnih kromosomov s po 23 od vsakega starša.
Ti 23 različnih kromosomov so po mikroskopu vidni po fizičnem videzu, zato jih lahko oštevilčimo od 1 do 22 in nato X ali Y za spolni kromosom. Ustrezni kromosomi različnih staršev (npr. Kromosom 11 matere in kromosom 11 od očeta) se imenujejo homologni kromosomi.
Najdemo tudi DNK v mitohondrijih evkariontov na splošno kot tudi v kloroplastih rastlinskih celic konkretno. To samo po sebi podpira prevladujočo idejo, da sta oba organela obstajala kot prosto stoječa bakterija, preden so jih pred dvema milijardama let prijeli zgodnji evkarioti.
Dejstvo, da DNK v mitohondrijih in kloroplasti kodira beljakovinske produkte, ki jih jedrska DNK, teoriji ne daje še večje verodostojnosti.
Ker DNK, ki se prebije v mitohondrije, pride tja samo iz materine jajčne celice, zahvaljujoč načinu nastajanja in združevanja sperme in jajčeca, vsa mitohondrijska DNK pride po materini liniji ali mater vseh organizmov, ki jih DNK pregleda.
Podvajanje DNK
Pred vsako delitvijo celice je treba kopirati ves DNK v jedru celice ali podvojeno, tako da ima lahko vsaka nova celica, ustvarjena v delitvi, ki bo kmalu na voljo, kopijo. Ker je DNK dvo-verižen, ga je treba odviti, preden se lahko začne razmnoževanje, tako da imajo encimi in druge molekule, ki sodelujejo pri razmnoževanju, prostor ob pramenih, da opravijo svoje delo.
Ko se kopira en sam niz DNK, je izdelek pravzaprav nov sklop, ki dopolnjuje predlogo (kopiran). Tako ima enako zaporedje DNK kot pramen, ki je bil vezan na predlogo, preden se je začela replikacija.
Tako je vsak stari verig DNK seznanjen z enim novim verigem DNK v vsaki novi ponovljeni dvoverižni molekuli DNK. Temu se reče polkonzervativna replikacija.
Introni in eksoni
DNK je sestavljen iz introniali odseke DNK, ki ne označujejo nobenih beljakovinskih izdelkov in eksoni, ki so kodirajoča območja, ki izdelujejo beljakovinske izdelke.
Skozi pot, ki jo vodijo eksoni, informacije o beljakovinah prepisovanje ali izdelavo RNA za sporočila (mRNA) iz DNK.
Kadar se veriga DNK prepisuje, ima dobljeni niz mRNA enako osnovno zaporedje kot komplement DNA komplementa, razen ene razlike: kjer se timin nahaja v DNK, uracil (U) se pojavlja v RNK.
Preden se mRNA lahko prevede v protein, je treba introne (nekodirajoči del genov) vzeti iz niti. Encimi "spojijo" ali "izrežejo" introne iz pramenov in pritrdijo vse eksone skupaj, da tvorijo končni kodirni niz mRNA.
Temu rečemo postnakripcijska obdelava RNA.
RNK Prepisovanje
Med transkripcijo RNA se ribonukleinska kislina ustvari iz verige DNA, ki je bila ločena od njenega komplementarnega partnerja. Tako uporabljeni pramen DNK je znan kot predloga. Transkripcija sama je odvisna od številnih dejavnikov, vključno z encimi (npr. RNA polimeraza).
Transkripcija se pojavi v jedru. Ko je mRNA pramen končan, zapusti jedro skozi jedrsko ovojnico, dokler se ne pritrdi na a ribosom, kjer se odvijajo prevajanje in sinteza beljakovin. Tako sta prepis in prevajanje fizično ločena drug od drugega.
Kako je bila odkrita struktura DNK?
James Watson in Frančišek Krik so znani po tem, da so soodiskovalci ene najglobljih skrivnosti v molekularni biologiji: struktura in oblika DNK z dvojno vijačnico, molekula, odgovorna za edinstven genetski zapis, ki ga nosi vsak.
Medtem ko si je duo prislužil mesto v panteonu velikih znanstvenikov, je bilo njihovo delo odvisno od ugotovitev številnih drugih znanstvenikov in raziskovalcev, preteklih in delujočih v Watsonsu in Cricksu.
Sredi 20. stoletja, leta 1950, avstrijski Erwin Chargaff odkrili, da sta bila količina adenina v pramenih DNK in količina prisotnega timijana vedno enaka in da je podobno razmerje med citozinom in gvaninom. Tako je bila količina prisotnih purinov (A + G) enaka količini prisotnih pirimidinov.
Tudi britanski znanstvenik Rosalind Franklin uporabili rentgensko kristalografijo, da smo izračunali, da verige DNK tvorijo komplekse, ki vsebujejo fosfate, ki se nahajajo vzdolž zunanje strani niti.
To je bilo skladno z modelom z dvojno vijačnico, vendar Franklin tega ni prepoznal, saj nihče ni imel nobenega dobrega razloga, da bi sumil na to obliko DNK. Toda do leta 1953 sta Watson in Crick uspela vse skupaj sestaviti z uporabo Franklinsovih raziskav. Pomagalo jim je dejstvo, da se je takrat oblikovanje kemijskih molekul hitro izboljševalo