DNS

általánosság

A DNS vagy a dezoxiribonukleinsav számos élő szervezet, köztük az emberek genetikai öröksége.

A sejtek magjában és egy hosszú lánchoz hasonlítható DNS a nukleinsavak kategóriájába tartozik, azaz a kisebb molekuláris egységek által alkotott, a nukleotidok nevét tartalmazó nagy biológiai molekulák (makromolekulák).

Egy generikus DNS-képző nukleotid 3 elemet tartalmaz: egy foszfátcsoportot, a dezoxiribóz-cukrot és egy nitrogénbázist.

A kromoszómákba szervezett DNS a fehérjék generációját szolgálja, amelyek alapvető szerepet játszanak a szervezet összes sejtmechanizmusának szabályozásában.

Mi a DNS?

A DNS a biológiai makromolekula, amely az élő szervezet sejtjeinek megfelelő fejlődéséhez és megfelelő működéséhez szükséges összes információt tartalmazza.

NUKLEIC-sav

Egy általános nukleotid képének köszönhetően az olvasó láthatja, hogy a pentóz olyan elem, amelyhez a foszfátcsoport (foszfodiészter kötésen keresztül) és a nitrogén bázis (egy N-glikozid kötésen keresztül) kötődik.

A DNS rövidítés dezoxiribonukleinsavat vagy deoxiribonukleinsavat jelent .

A dezoxiribonukleinsav a nukleinsavak kategóriájába tartozik, azaz a biológiai makromolekulákba, amelyek hosszú nukleotidláncokból állnak .

A nukleotid a nukleinsav molekuláris egysége, amely 3 elemből áll:

Foszfátcsoport ;
Pentóz, azaz 5 szénatomos cukor;
Nitrogén bázis .

Egy másik nagyon fontos nukleinsav: RNS

Egy másik alapvető nukleinsav a sok organizmus sejtjeinek megfelelő működéséhez az RNS . Az RNS rövidítés jelentése ribonukleinsav .

A ribonukleinsav nukleotidok tekintetében különbözik a dezoxiribonukleinsavtól.

MIÉRT JELENTETT GENETIKAI KÖRNYEZET?

A genetikai és molekuláris biológiai könyvek meghatározzák a DNS-t genetikai örökség terminológiával.

Ennek a megfogalmazásnak az igazolására az a tény, hogy a DNS a gének székhelye . A gének nukleotidszekvenciák, amelyekből fehérjék származnak. A fehérjék az élethez nélkülözhetetlen biológiai makromolekulák egy másik csoportja.

Mindannyiunk génjeiben létezik "írásos" része annak, amit mi és mi leszünk.

A DNS DISCOVERY

A DNS felfedezése számos tudományos kísérlet eredménye.

E tekintetben az első és legfontosabb kutatás az 1920-as évek végén kezdődött, és egy angol orvosnak, Frederick Griffithnek ( Griffith transzformációs kísérlete ) tartozott. Griffith meghatározta, amit ma DNS-nek hívunk a " transzformáló elv " kifejezéssel, és azt hitte, hogy fehérje.

A Griffith kísérletei folytán az amerikai biológus, Oswald Avery, együtteseivel együtt, 1930 és 1940 között. Avery kimutatta, hogy a Griffith "transzformáló elve" nem fehérje, hanem egy másik típusú makromolekula: egy nukleinsav .

A DNS pontos szerkezete 1953- ig ismeretlen volt, amikor James Watson és Francis Crick az úgynevezett " kettős spirálmodellt " javasolta, hogy magyarázza a nukleotidok elhelyezkedését a dezoxiribonukleinsavban.

Watsonnak és Cricknek hihetetlen intuíciója volt, amely a teljes tudományos közösség számára megmutatta, hogy a biológusok és a genetikusok évek óta kerestek.

A pontos DNS-szerkezet felfedezése lehetővé tette a biokémiai folyamatok tanulmányozását és megértését, amelyben a dezoxiribonukleinsav részt vesz: hogyan replikálódik és RNS-t (másik nukleinsavat) képez a fehérjék előállítására.

A Watson és a Crick modell leírásának alapját a Rosaling Franklin, Maurice Wilkins és Erwin Chargaff végezte.

struktúra

Watson és Crick úgynevezett "kettős spirálmodellje" kimutatta, hogy a DNS egy nagyon hosszú molekula, amelyet két nukleotidszál (polinukleotid szál) alkot. Ezek a két polinukleotid szál egymással szemben, de ellentétes irányban orientálódnak, mint egy spirál.

A "kettős spirálmodellben" a nukleotidok nagyon pontos elrendezésűek: a cukrok és a foszfátcsoportok alkotják az egyes spirálok külső vázát, míg a nitrogénbázisok az utóbbiak központi tengelye felé irányulnak. Az alábbi ábra segíti az olvasót abban, hogy megértse, mit mondott.

Mivel a DNS szerkezete meglehetősen összetett téma, megpróbáljuk a legfontosabb pontokat idézni anélkül, hogy meghaladnánk a részleteket.

MI A DNS PENTOSO?

Az 5 szénatomos cukor, amely megkülönbözteti a DNS-nukleotidok szerkezetét, a dezoxiribóz .

A deoxiribóz 5 szénatomjából 3 külön említést érdemel:

Az úgynevezett " szén 1 ", mert ez az, ami csatlakozik a nitrogénbázishoz ;
Az úgynevezett " szén 2 ", mivel ez a dezoxiribóz nevét adja a cukornak (NB: a dezoxiribóz "oxigénmentes", és a szénhez kapcsolódó oxigénatomok hiányát jelenti);
Az úgynevezett " 5-ös szén ", mert ez a foszfátcsoporthoz kötődik.

Összehasonlítás RNS-sel

A pentóz RNS molekulákban ribóz . A ribóz csak az oxigénatom jelenlétében különbözik a dezoxiribóztól.

Az olvasó értékelheti ezt az eltérést az alábbi ábrán.

NUCLEOTIDS ÉS NITROGEN ALAPOK TÍPUSAI

A DNS-nek 4 különböző nukleotid típusa van .

Ezeknek az elemeknek a megkülönböztetése csak a nitrogénbázis, amely a pentóz-foszfát csoport csontvázához kapcsolódik (amely a bázistól eltérően soha nem változik).

Nyilvánvaló okokból a DNS nitrogénbázisai 4: adenin (A), guanin (G), citozin (C) és timin (T).

Az adenin és a guanin a purin, kettős gyűrűs heterociklusos vegyületek közé tartozik.

A citozin és a timin ugyanakkor a pirimidinek, egy gyűrűs heterociklusos vegyületek kategóriájába esik.

A Watson és a Crick kettős spirálmodellje lehetővé tette a két teljesen ismeretlen szempont tisztázását:

A DNS-szálon lévő minden nitrogén-bázis egy másik, a DNS másik szálén lévő nitrogénbázissal kapcsolódik, hatékonyan képezve egy pár, egy párosító bázist.
A két szál nitrogénbázisai közötti párosítás nagyon specifikus. Valójában az adenin csak a timinhez kapcsolódik, míg a citozin csak a guaninhoz kötődik.
A második szenzációs felfedezés után molekuláris biológusok és genetikusok nevezték az adenin és a timin bázisokat és a citozin és a guanin bázisokat " egymással kiegészítve ".

A nitrogénbázisok közötti komplementer párosítás azonosítása kulcsfontosságú volt a DNS fizikai dimenzióinak és a két szál különleges stabilitásának magyarázatához.

Egy általános humán DNS-molekula körülbelül 3, 3 milliárd bázisos nitrogénpárot tartalmaz (amelyek körülbelül 3, 3 milliárd nukleotidot tartalmaznak szálonként).

Összehasonlítás RNS-sel

Az RNS molekulákban a nitrogén bázisok az adenin, a guanin, a citozin és az uracil . Ez utóbbi egy pirimidin és helyettesíti a timint.

A NUCLEOTIDES-TÓL

A DNS minden egyes szálának nukleotidjainak együttes tartása foszfodiészter típusú kötések, a nukleotid foszfátcsoportja és a közvetlenül következő nukleotid úgynevezett "szén 5" között.

A FILAMENTOK KÖVETKEZŐ ORIENTÁCIÓT KELL

A DNS-szálaknak két végük van: 5 '(az "öt első") és a 3' (a "három első"). Megegyezés szerint a biológusok és a genetikusok megállapították, hogy az 5'-vég egy DNS-szál feje, míg a 3'-vég a farok .

Watson és Crick a "kettős spirálmodelljük" javaslatára azt állították, hogy a DNS-t alkotó két szál ellentétes irányú. Ez azt jelenti, hogy az izzószál feje és fala kölcsönhatásban van a farok és a másik izzószál fejével.

Az 5'-vég és a 3'-vég rövid ismertetése

A nukleotid "5 szénatomjához" kötődő foszfátcsoport 5 'vége, míg a "szén 3" -hoz (-OH az ábrán) kötött hidroxilcsoport a 3' végét jelenti.

A több nukleotid egyesülése fenntartja ezt az elrendezést, és ezért a genetikai és molekuláris biológiai könyvekben a DNS-szekvenciákat a következőképpen írják le: P-5 '→ 3'-OH

* Kérjük, vegye figyelembe: a P betű azonosítja a foszfátcsoport foszforatomját.

SEAT A CELL ÉS A CHROMOSOMESBAN

Az eukarióta szervezetek (ezek között az emberi lény) minden sejtük magjában egyenlő (és személyes) DNS-molekulával rendelkeznek .

A magban (mindig egy eukarióta szervezetben) a DNS különböző kromoszómákban szerveződik. Mindegyik kromoszóma pontos DNS-szakaszt tartalmaz specifikus fehérjékhez (hisztonok, koexinok és kondenzáció). A DNS és a kromoszómafehérjék közötti összefüggést kromatinnak nevezik.

Kromoszóma emberekben

Egy szervezet diploid, ha a sejtmagban lévő DNS-t kromoszóma-párokban ( homológ kromoszómáknak ) nevezzük.

Az ember egy diploid organizmus, mivel szomatikus sejtjeiben 23 pár homológ kromoszómája van (tehát összesen 46 kromoszóma).

Mint sok más organizmushoz, mindegyik párnak van anyai eredetű kromoszóma és apai eredetű kromoszóma.

A most leírt képen önmagában egy esetet képviselnek a nemi sejtek (vagy ivarsejtek): ezek egy normális szomatikus sejt kromoszómáinak fele (tehát 23, az emberben) rendelkeznek, ezért ebből kifolyólag haploidnak hívják. .

A humán nemi sejt eléri a normál 46 kromoszómát a trágyázás során.