DNA on kaksoiskierre

DNA koostuu kahdesta kaksoiskierteen muotoon kiertyneestä nukleotidiketjusta (”säikeistä”). Kaksi nukleotidisäikeitä pidetään yhdessä kunkin juosteen emästen välillä olevien heikkojen assosiaatioiden avulla muodostaen rakenteen, kuten Kierreportaat (Kuva 2-2). Jokaisen juosteen selkäluu on toistuvaa fosfaatti-deoksiriboosisokeripolymeeriä. Tässä selkärangassa olevia sokeri-fosfaattisidoksia kutsutaan fosfodiesterbondeiksi. Fosfodiesterisidosten kiinnittyminen sokeriryhmiin on tärkeää nukleotidiketjun järjestäytymistavan kuvaamisessa.Huomaa, että sokeriryhmien hiilivedyt on numeroitu 1: stä 5: een. Fosfodiesterisidoksen toinen osa on fosfaatin ja deoksiriboosin 5′ – hiilen välillä ja toinen fosfaatin ja deoksiriboosin 3′ – hiilen välillä. Siten jokaisella sokeri-fosfaatti-selkärangalla sanotaan olevan 5′-to-3 ’ – polaarisuus, ja tämän polaarisuuden ymmärtäminen on välttämätöntä sen ymmärtämiseksi, miten DNAfulfills sen roolit. Kaksijuosteisessa DNA-molekyylissä kaksi selkäruotoa ovat vastakkaiset eli antiparallel-suuntaukset, kuten kuvassa 2-2 esitetään. Onestrand on suuntautunut 5 ’→ 3′; toinen säie, vaikka 5′ → 3′, kulkee theopposite-suuntaan tai, jos tarkastellaan toista tapaa, on 3′ → 5’.

emäkset ovat kiinni jokaisen deoksiriboosisokerin 1′ hiilessä kunkin juosteen takasivulla. Emäsparien väliset vuorovaikutukset, yksi kustakin juosteesta, pitävät DNA-molekyylin kaksi juostetta yhdessä. DNA: n emäkset interaktoivat hyvin suoraviivaisen säännön mukaan, jonka mukaan emäspareja on vain kaksi tyyppiä: A·T ja G·C. Näiden kahden emäsparin emästen sanotaan olevan komplementaarisia. Tämä tarkoittaa sitä, että missä tahansa kaksijuosteisen DNA-molekyylin” vaiheessa ” ainoat emäs-emäs-assosiaatiot, jotka voivat olla olemassa kahden juosteen välillä vääristämättä merkittävästi kaksijuosteista Dnamolekuletta, ovat A·T ja G·C.

A: n ja T: n ja G: n välinen assosiaatio on vetysidosten kautta.Seuraavassa on esimerkki vetysidoksesta:

jokainen NH2–ryhmän vetyatomi on hieman positiivinen(δ+), koska typpiatomi pyrkii houkuttelemaan n-H-sidoksessa olevaa elektronia, jolloin vetyatomi jää hieman elektronin vajaaksi. Happiatomilla on ulkokuoressaan kuusi sitoutumatonta elektronia, jolloin se on hieman negatiivinen (δ -). Vetysidos muodostaa yhden loivahkon h: n ja yhden lievästi negatiivisen atomin välille—tässä esimerkissä O. Vetysidokset ovat erittäin heikkoja (vain noin 3 prosenttia kovalenttisen sidoksen vahvuudesta), mutta tämä heikkous (kuten tulemme näkemään) on tärkeää DNA-molekyylin osalle perinnöllisyydessä.Vielä yksi tärkeä kemiallinen tosiasia: vetysidos on paljon voimakkaampi, jos osasidokset ”osoittavat toisiaan” (eli jos niiden sidokset eivät ole linjassa), kuten piirroksessa esitetään.

huomaa, että koska G·C-parilla on kolme vetysidosta, kun taas A·T-parilla on vain kaksi, voitaisiin ennustaa, että monta G·C-paria sisältävä DNA olisi vakaampi kuin monta A·T-paria sisältävä DNA. Itse asiassa tämä ennustus onvahvistettu. Lämpö aiheuttaa DNA: n kaksoiskierteen kaksi säiettä erilleen (prosessia kutsutaan DNA: n sulamiseksi tai Dnadenaturaatioksi); voidaan osoittaa, että DNAs, jolla on korkeampi G+C-pitoisuus, vaatii korkeampia lämpötiloja sulattaakseen ne.

vaikka vetysidokset ovat yksittäin heikkoja, Dnamolekulen kaksi säiettä pysyvät koossa suhteellisen vakaina, koska näitä sidoksia on noin monta. On tärkeää, että säikeet yhdistetään tällaisten heikkojen vuorovaikutusten kautta, koska ne on erotettava dnareplikaation aikana ja transkription aikana RNA: ksi.

kaksi paria nukleotidisäikeitä olettaa automaattisesti kaksois-helikaalifiguraation (Kuva 2-3), pääasiallisesti emäsparien vuorovaikutuksen kautta. Emäsparit, jotka ovat litteitä tasorakenteita, pinoutuvat päällekkäin kaksoiskierteen keskelle.Pinoaminen (kuva 2-3c) lisää DNA-molekyylin säilyvyyttä sulkemalla vesimolekyylit pois emäsparien välisistä tiloista. Vakain muoto, joka syntyy pohja pinoaminen on kaksinkertainen helix kaksi erikokoista urat käynnissä ympäri kierre.Nämä ovat suuri ura ja pieni ura, joka voidaan nähdä themodels. Yhdellä nukleotidisäikeellä ei ole kierteistä rakennetta; DNA: n helikaalinen rakenne riippuu täysin emästen pariutumisesta ja pinoamisesta antiparallel-säikeissä.