DNA Je Dvojitá Šroubovice

DNA je složena ze dvou side-by-side řetězy („prameny“) nukleotidů twistedinto tvaru dvojité šroubovice. Dva nukleotidové prameny jsou drženy togetherby slabá asociace mezi základy každého vlákna, tvořící strukturu jako točité schodiště (Obrázek 2-2). Thebackbone každého vlákna je opakující se fosfát-deoxyribózový cukrový polymer. Asukar-fosfátové vazby v této páteři se nazývají fosfodiesterbonds. Připojení fosfodiesterových vazeb k cukrové skupiněje důležité při popisu způsobu, jakým je organizován nukleotidový řetězec.Všimněte si, že uhlíky skupin cukru jsou očíslovány 1 ‚až 5‘. Jedna část fosfodiesterové vazby je mezi fosfátem a 5 ‚uhlíkem deoxyribózy a druhá mezi fosfátem a 3′ uhlíkem deoxyribózy. Tak, každý cukr-fosfát páteř je řekl, aby měl 5′-3’polarity, a pochopení této polarity je zásadní v pochopení, jak DNAfulfills jeho role. V dvouvláknové molekule DNA jsou dvě hřbetyv opačné nebo antiparalelní orientaci,jak je znázorněno na obrázku 2-2. Jeden pramen je orientován 5′ → 3′; druhý pramen, i když 5′ → 3′, běží opačným směrem, nebo, při pohledu jiným způsobem, je 3′ → 5‘.

báze jsou připojeny k 1 ‚ uhlíku každého deoxyribózového cukru v zadní kosti každého řetězce. Interakce mezi páry bází, jeden z každého řetězce, držídva řetězce molekuly DNA dohromady. Základy DNA interactaccording velmi jednoduché pravidlo, a to, že tam jsou pouze dva typů párů bází:·T a G·C. podklady v těchto dvou párů bází jsou řekl, aby becomplementary. To znamená, že v každém „kroku“ stairlikedouble-pletl DNA molekulu, pouze základna-základna sdružení, které může existbetween dva prameny, aniž by se podstatně narušují double-stranded DNAmolecule jsou·T a G·C.

společnost s T a G s C, je prostřednictvím vodíkových vazeb.Následuje příklad vodíkové vazby:

Každý atom vodíku v NH2 skupina je mírně pozitivní(δ+), protože atom dusíku má tendenci přitahovat electronsinvolved v N–H bond, přičemž atom vodíku mírně krátké ofelectrons. Atom kyslíku má ve svém vnějším plášti šest nespojených elektronů, což je mírně negativní (δ−). Mezi jedním mírněpozitivní H a jedním mírně negativním atomem-v tomto příkladu o. Vodíkové vazby jsoupoměrně slabé (pouze asi 3 procenta síly kovalentní vazby), ale totoslabost (jak uvidíme) je důležitá pro roli molekuly DNA v dědičnosti.Další důležitý chemický fakt: vodíková vazba je mnohem silnější, pokudúčastnící se atomy „směřují na sebe“ (tj. pokud jsou jejich vazby nesouosost), jak je znázorněno na náčrtu.

Všimněte si, že protože pár G * C má tři vodíkové vazby, zatímco pár a·T má pouze dvě, lze předpovědět, že DNA obsahující mnoho párů G * C bude stabilnější než DNA obsahující mnoho párů A·T. Ve skutečnosti je tato predikcepotvrzeno. Teplo způsobuje, že se dvě vlákna dvoušroubovice DNA oddělit (aprocess nazývá DNA tání nebo DNAdenaturation); to může být prokázáno, že Dna s vyšší G+C contentrequire vyšších teplotách tát.

přestože jsou vodíkové vazby jednotlivě slabé, jsou oba řetězce Dnamolekuly drženy pohromadě relativně stabilním způsobem, protože existuje velké množství těchto vazeb. Je důležité, aby byly prameny spojenypřes takové slabé interakce, protože musí být odděleny během Dnareplikace a během transkripce do RNA.

dvou spárovaných nukleotidů prameny automaticky předpokládat, double-helicalconfiguration (Obrázek 2-3), většina interakce párů bází. Základní páry, které jsou ploché rovinnéstruktury, naskládané na sebe ve středu dvojité šroubovice.Stohování (Obrázek 2-3c) se přidávástabilitu molekuly DNA vyloučením molekul vody z prostormezi páry bází. Nejstabilnější forma, která je výsledkem stohování základny, jedvojitá šroubovice se dvěma odlišnými velikostmi drážek, které běží ve spirále.Jedná se o hlavní drážku a vedlejší drážku, kterou lze vidět vmodely. Jeden řetězec nukleotidů nemá helikální struktury; helicalshape DNA závisí zcela na párování a stohování bází inantiparallel prameny.