Ақпарат

1.2: ДНҚ құрылымы – Биология


Алдыңғы бөлімдерде баяндалған тәжірибелер ДНҚ-ның генетикалық материал екенін дәлелдеді, бірақ оның құрылымы туралы ол кезде өте аз мәлімет болған.

Чаргафф ережелері

Қашан Уотсон және Крик ДНҚ құрылымын анықтау үшін 1940 жылдары ДНҚ негіздер немесе нуклеотидтер деп аталатын төрт түрлі типтегі молекулалардан тұратыны белгілі болды: аденин (А), цитозин (С), тимин (Т), гуанин (G). Уотсон мен Крик де білген Чаргафф ережелері, бұл ДНҚ-ның кез келген сығындысында болатын әрбір нуклеотидтің салыстырмалы мөлшері туралы бақылаулар жиынтығы болды. Чаргафф кез келген түр үшін А-ның көптігі T-мен, ал G-сі С-мен бірдей болатынын байқады. Бұл Уотсон мен Крик моделі үшін маңызды болды.

Қос спираль

Жеке нуклеотидтердің пропорционалды металл үлгілерін пайдалана отырып, Уотсон мен Крик Чаргафф ережелеріне және Розалинд Франклин есімді басқа зерттеушіден алынған (кейбір қайшылықтармен) рентгендік кристаллография деректеріне сәйкес келетін ДНҚ құрылымын шығарды. Уотсон мен Криктің әйгілі шығармасында қос спираль, екі жіптің әрқайсысында қант-фосфатты магистральмен коваленттік байланыстар арқылы қосылған ДНҚ негіздері бар (1.8, 1.9-сурет). Әрбір қант молекуласының бір жағы әрқашан келесі қант молекуласының қарама-қарсы жағымен байланысқандықтан, ДНҚ-ның әрбір тізбегі полярлыққа ие: олар 5' (5-бастапқы) ұшы және 3' (3-бастапқы) ұшы деп аталады, қанттардағы көміртектердің номенклатурасына сәйкес. Қос спиральдың екі жіптері ішке енеді параллельге қарсы (яғни, қарама-қарсы) бағыттар, бір жіптің 5' ұшы екінші жіптің 3' ұшына іргелес. Қос спиралда а бар оң қол бұралу, (танымал бұқаралық ақпарат құралдарында жиі дұрыс емес ұсынылған сол қолмен бұралудан гөрі). ДНҚ негіздері омыртқадан спиральдың ортасына қарай созылады, әр жіптен жұп негіздер екі жіпті бірге ұстауға көмектесетін сутектік байланыстарды құрайды. Көптеген жағдайларда екі жіп аздап ығысқан, бұл қос спиральдың бір бетінде үлкен ойық, ал екінші жағында кіші ойық жасайды. Негіздердің құрылымына байланысты А тек Т-мен сутегі байланысын, ал G тек С-мен сутегі байланысын құра алады (Чаргафф ережелерін есте сақтаңыз). Сондықтан әрбір жіп бір-бірін толықтырушы деп айтылады, сондықтан әрбір жіпте екіншісінің синтезі үшін үлгі ретінде әрекет ететін жеткілікті ақпарат бар. Бұл қосымша артықшылық ДНҚ репликациясында және жөндеуінде маңызды.

Бұл молекула, ДНҚ, генетикалық материалды қалай қамтуы мүмкін?


2 1.2 ДНҚ-ға шолу

Барлық тірі организмдер ұрпақтарына беретін генетикалық материалға ие. Бұл генетикалық материал, дезоксирибонуклеин қышқылы, немесе ДНҚ әрбір бірегей ағзаны құруға арналған сызба ретінде қызмет ететін кодты қамтиды. Адамдарда және өсімдіктер мен саңырауқұлақтар сияқты көптеген басқа организмдерде ДНҚ ядро ​​деп аталатын мембранамен байланысқан органеллада орналасқан. Денеңіздің әрбір жасушасында денеңіздің барлық бөліктерін құруға арналған ДНҚ нұсқауларының толық көшірмесі бар. Бұл толық көшірме сіздің геномыңыз деп аталады. Егер сізде бірдей егіздер болмаса, сіздің геномыңыз бірегей.

Бірдей ДНҚ-ға қарамастан, сіздің дене жасушаларыңыз бір-бірінен өте әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, щектің ішкі бетін қаптайтын жасушалар күлімсіреуге мүмкіндік беретін щек бұлшықеттерін құрайтын жасушаларға қарағанда басқа құрылымға және функцияға ие. Өйткені, әрбір жасуша өзіне қажет арнайы ақуыздарды жасау үшін ДНҚ нұсқауларының бір бөлігін ғана пайдаланады.

ДНҚ құрылымы

ДНҚ - нуклеотидтер деп аталатын кішірек бірліктерден тұратын макромолекула. Әрбір нуклеотид қанттан, фосфат тобынан және негізден тұрады (1-сурет).

1-сурет. Негізгі ДНҚ құрылымы.

Төрт түрлі мүмкін негіз бар: аденин, тимин, цитозин және гуанин. Бұл ДНҚ «кодын» құрайтын осы негіздердің реті (көбінесе As, Ts, Cs және Gs деп аталады). ДНҚ барлық адам жасушаларының ядроларында кездеседі және тіршілікті қамтамасыз ету үшін қажетті ақуыздарды өндіруге арналған схема ретінде қызмет етеді.

2-сурет. Хромосомаларға бөлінген ДНҚ

Адамның ДНҚ-сы 23 жұп хромосомалардан тұрады (2-сурет). Жасуша бөлінбес бұрын, ол ДНҚ-ны репликациялайды, осылайша екі еншілес жасушада ДНҚ сызбасының толық көшірмесі болады. Кейде ДНҚ репликациясында қателер болады. Негіз жұптарының реті жасуша жасайтын ақуыздарды анықтайтындықтан, бұл қателер түзетілмесе, әртүрлі белоктардың өндірілуіне әкелуі мүмкін. ДНҚ молекуласының өзгеруіне әкелетін ДНҚ репликациясындағы қателер деп аталады мутациялар. Денедегі кез келген жасушаның ДНҚ-сында мутация болуы мүмкін. Егер гаметаларды (сперматозоидтар немесе жұмыртқалар) жасауға жауап беретін жыныстық жасушада мутация орын алса, бұл мутация ағзаның ұрпақтарына берілуі мүмкін. Бұл бейнеклип адам ДНҚ-сының ұйымдастырылуы туралы қысқаша шолуды және мутациялар тудырған адам ДНҚ-ның кішігірім вариацияларының адам популяцияларында көретін вариацияға қалай әкелетінін ұсынады.


1.2: ДНҚ құрылымы – Биология

ДНҚ-ның құрылыс блоктары нуклеотидтер болып табылады. Әрбір нуклеотидтің маңызды компоненттері азотты негіз, дезоксирибоза (5 көміртекті қант) және фосфат тобы (1-суретті қараңыз). Әрбір нуклеотид өзінің азоттық негізіне байланысты аталады. Азотты негіз аденин (А) және гуанин (G) сияқты пурин немесе цитозин (С) және тимин (Т) сияқты пиримидин болуы мүмкін. Урацил (U) да пиримидин болып табылады (1-суретте көрсетілгендей), бірақ ол тек РНҚ-да болады, ол туралы кейінірек айтатын боламыз.

Сурет 1. Әрбір нуклеотид қанттан, фосфат тобынан және азотты негізден тұрады. Қант ДНҚ-да дезоксирибоза, РНҚ-да рибоза.

Пуриндердің қос сақина құрылымы бар, алты мүшелі сақина бес мүшелі сақинаға біріктірілген. Пиримидиндер мөлшері жағынан кішірек, олардың бір алты мүшелі сақина құрылымы бар. Бес көміртекті қанттың көміртегі атомдары 1′, 2′, 3′, 4′ және 5′ болып нөмірленген (1′ “бір жай” деп оқылады). Нуклеотидтер бір-бірімен фосфодиэфирлік байланыстар немесе байланыстар деп аталатын коваленттік байланыстар арқылы біріктіріледі. Фосфат қалдығы бір нуклеотидтің бір қантының 5′ көміртегінің гидроксил тобына және келесі нуклеотидтің қантының 3′ көміртегінің гидроксил тобына қосылады, осылайша 5′-3′ фосфодиэфирлік байланыс түзеді.

1950 жылдары Фрэнсис Крик пен Джеймс Уотсон Англиядағы Кембридж университетінде ДНҚ құрылымын анықтау үшін бірге жұмыс істеді. Линус Полинг және Морис Уилкинс сияқты басқа ғалымдар да бұл саланы белсенді түрде зерттеді. Полинг рентгендік кристаллография көмегімен белоктардың қайталама құрылымын ашты. Вилкинстің зертханасында зерттеуші Розалинд Франклин ДНҚ құрылымын түсіну үшін рентгендік дифракция әдістерін қолданды. Уотсон мен Крик Франклиннің деректері негізінде ДНҚ молекуласының басқатырғыштарын біріктіре алды, өйткені Крик рентген сәулелерінің дифракциясын да зерттеген (2-сурет). 1962 жылы Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик және Морис Уилкинс медицина саласындағы Нобель сыйлығына ие болды. Өкінішке орай, ол кезде Франклин қайтыс болды және Нобель сыйлығы қайтыс болғаннан кейін берілмейді.

Сурет 2. Пионер ғалымдардың (а) Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик және Маклин Маккарти жұмыстары ДНҚ туралы бүгінгі түсінікке әкелді. Ғалым Розалинд Франклин (b) ДНҚ-ның рентгендік дифракциялық үлгісін ашты, бұл оның қос спиральдық құрылымын анықтауға көмектесті. (Несие: Марджори МакКарти жұмысының модификациясы, Ғылымның қоғамдық кітапханасы)

Осы маңызды жаңалықтың тағы бір көрінісін алу үшін осы бейнені қараңыз

Ғалымдар ДНҚ оң жақты спиральді қалыптастыру үшін бір-бірінің айналасында бұралған екі жіптен тұрады деп ұсынды. Негіз жұптары пурин мен пиримидин арасында жүреді, атап айтқанда A жұптары T және G жұптары С-мен. Аденин мен тимин комплементарлы негіз жұптары, ал цитозин мен гуанин де қосымша негіз жұптары болып табылады. Негіз жұптары сутектік байланыстар арқылы тұрақталады аденин мен тимин екі сутектік байланыс, ал цитозин мен гуанин үш сутектік байланыс түзеді. Екі жіптің табиғаты бойынша параллельге қарсы, яғни бір жіптің 3′ ұшы екінші жіптің 5′ ұшына қарайды. Нуклеотидтердің қант пен фосфаты құрылымның негізін құрайды, ал азотты негіздер ішінде жинақталған. Әрбір базалық жұп басқа негізгі жұптан 0,34 нм қашықтыққа бөлінген, ал спиральдың әрбір айналымы 3,4 нм өлшейді. Демек, спиральдың бір бұрылысында он негізгі жұп болады. ДНҚ қос спиралының диаметрі 2 нм және ол барлық жерде біркелкі. Біркелкі диаметрді пурин мен пиримидин арасындағы жұптау ғана түсіндіре алады. Екі жіптің бір-біріне айналуы біркелкі орналасқан үлкен және кіші ойықтарды түзеді (3-сурет).

Сурет 3. ДНҚ-да (а) қос спиральдық құрылым және (б) фосфодиэфирлік байланыстар бар. (c) негізгі және кіші ойықтар транскрипция (ДНҚ-дан РНҚ-ны көшіру) және репликация сияқты процестер кезінде ДНҚ байланыстыратын ақуыздарды байланыстыратын орындар болып табылады.


ДНҚ: ДНҚ түрлері, құрылымы және қызметі

Нуклеин қышқылдарын алғаш рет ірің жасушаларынан Фридрих Мишер (1869) бөліп алған.

Олар нуклеин деп аталды. Гертвиг ​​(1884) нуклеинді тұқым қуалайтын белгілердің тасымалдаушысы деп ұсынды. Қышқылдық қасиетіне байланысты оларды нуклеин қышқылдары, содан кейін нуклеин қышқылдары деп атады (Altmann, 1899).

Фишер (1880 ж.) нуклеин қышқылдарында пурин және пиримидин негіздерінің бар екенін ашты. Левен (1910) дезоксирибоза нуклеин қышқылының құрамында фосфор қышқылымен қатар дезоксирибоза қантының бар екенін анықтады.

Ол ДНҚ-да болатын нуклеотидтердің төрт түрін сипаттады. 1950 жылы Чаргафф ДНҚ құрамындағы пурин мен пиримидиннің тең екендігін анықтады. Осы уақытқа дейін В.Т.Астбери рентгендік дифракция арқылы ДНҚ молекуланың ұзын осіне перпендикуляр орналасқан және бір-бірінен 0,34 нм қашықтыққа бөлінген нуклеотидтері бар полинуклеотид екенін анықтады.

1953 жылы Уилкинс пен Франклин ДНҚ-ның өте жақсы рентгендік фотосуреттерін алды. Фотосуреттер ДНҚ ені 2,0 нм болатын спираль екенін көрсетті. Спиральдың бір айналымы 3,4 нм болды, оның ішінде 10 қабат қабаттар орналасқан. Уотсон мен Крик (1953) Вилкинс пен Франклиннің рентгендік фотосуреттерінен алғашқы дұрыс қос спираль үлгісін жасады. Уилкинс, Уотсон және Крик 1962 жылы Нобель сыйлығымен марапатталды.

Уотсон мен Крик (1953) рентгендік фотосуреттерден алынған барлық мәліметтерді қанағаттандыратын ДНҚ-ның 3D, молекулалық моделін жасады. Олар ДНҚ сыртқы жағында қант фосфаты және ішкі жағында азот негіздері бар екі тізбекті қос спиральдан тұрады деп ұсынды.

Екі тізбектің азот негіздері бірінің пуринімен, екіншісінің пиримидинімен сутектік байланыстармен (A-T, C-G) біріктірілген комплементарлы жұптар құрады. Екі полинуклеотидтік тізбектер арасындағы қосымша негізді жұптау олардың ұсынысының негізгі белгісі болып саналады. Әрине, Чаргаффтың A = T және С = G екенін ертерек табуына негізделген Олардың екінші үлкен ұсынысы екі тізбектің бірінің 5’→ 3′ бағдарлануы және екіншісінің У → 5’бағдарлануы бар антипараллельді болуы болды.

Екі тізбек спиральға бұралған қатаң қадамдары бар арқан баспалдақтары сияқты бұрандалы түрде бұралған. Спиральдың әрбір айналымы 10 нуклеотидтен тұрады. Комплементарлы негіздері бар антипараллельді полинуклеотидті тізбектері бар ДНҚ-ның бұл қос спираль немесе дуплексті моделі оның репликациясы мен көшірілуінің жасырын механизміне ие.

Мұнда полинуклеотидтік тізбектердің екеуі де әрқайсысы бір ата-аналық тізбек және бір жаңа, бірақ бір-бірін толықтырушы тізбектен тұратын екі қос спиралді құрайтын шаблон ретінде қызмет етеді. Бұл құбылыс жартылай консервативті репликация деп аталады. ДНҚ-ның in vitro синтезін Корнберг 1959 жылы жүргізді.

ДНҚ түрлері:

Уотсон мен Крик ұсынған ДНҚ дуплексті моделі оң қол спираль болып табылады және ол B-DNA (балансталған ДНҚ) деп аталады. Модельде негіз жұптары спираль осіне дерлік тік бұрышта жатады (6.5 D сурет). Тағы бір оң жақ дуплексті модель - A-DNA (Alternative DNA). Мұнда спиральдың бір бұрылысында 11 негізгі жұп бар.

Негізгі жұптар оське перпендикулярдан 20° қашықтықта жатыр. С-ДНҚ-да спиральдың бір айналымына 9 негіз жұбы болады, ал D-ДНҚ-да бұл сан небәрі 8 негізгі жұпты құрайды. Екеуі де оң қол. Z-DNA (Zigzag DNA) ирек арқа сүйегі, кезектесетін пурин және пиримидин негіздері бар, 12 негіз жұбы және бір ойығы бар ұзындығы 45 А бір бұрылысы бар сол жақ қос спирал.

В-ДНҚ гидратталған және тірі жасушаларда жиі кездесетін ДНҚ. Бұл физиологиялық және биологиялық белсенді түрі. Дегенмен, ол басқа формаларға өзгеруі мүмкін. Оң қолды ДНҚ кем дегенде қысқа қашықтыққа уақытша сол қолды пішінге ауысатыны белгілі. Мұндай өзгерістер ген экспрессиясының өзгеруіне әкелуі мүмкін.

Дөңгелек және Сызықтық ДНҚ:

Көптеген прокариоттарда ДНҚ дуплексінің екі ұшы дөңгелек ДНҚ түзу үшін ковалентті байланысқан. Дөңгелек ДНҚ жалаңаш, яғни гистон ақуыздарымен байланыссыз, дегенмен полиаминдер пайда болады. Сызықтық ДНҚ-да екі ұшы бос болады. Ол гистон ақуыздарымен байланысқан эукариоттық ядроларда кездеседі.

Гистон белоктарымен байланыссыз сызықтық ДНҚ кейбір прокариоттарда да кездеседі, мысалы, микоплазмада. Жартылай автономды жасуша органеллаларында (митохондриялар, пластидтер) ДНҚ дөңгелек, сирек сызықты болады. Ол әрқашан жалаңаш.

Чаргафф ережелері:

Чаргафф (1950) ДНҚ негіздері мен басқа компоненттеріне бақылаулар жасады. Бұл бақылаулар немесе жалпылаулар Чаргаффтың негізгі эквиваленттік ережесі деп аталады.

(i) Пурин мен пиримидинді негіз жұптары бірдей мөлшерде, яғни аденин + гуанин = тимин + цитозин. [A + G] = [T + C], яғни [A+G] / [T+C] = 1

(ii) Адениннің молярлық мөлшері әрқашан тиминнің молярлық мөлшеріне тең. Сол сияқты гуаниннің молярлық концентрациясы цитозиннің молярлық концентрациясына тең.

[A] = [T], яғни, [A] / [T] = 1 [G] = [C], яғни, [G] / [C] = 1

(iii) Қант дезоксирибоза мен фосфат эквимолярлы пропорцияда болады.

(iv) A-T базалық жұптары С—G базалық жұптарына сирек тең болады.

(v) [A+T] / [G+C] қатынасы түр үшін айнымалы, бірақ тұрақты (6.2-кесте). Оны ДНҚ көзін анықтау үшін пайдалануға болады. Қарапайым организмдерде бұл қатынас төмен, ал дамығандарда жоғары.

6.2-кесте. Әртүрлі көздерден алынған ДНҚ-ның негізгі құрамы:

Түрлер А Г С Т A+T/C+G
1. Адам 30.4 19.0 19.9 30.1 1.55
2. Бұзау 29.0 21.2 21.2 28.5 1.35
3. Бидай ұрығы 28.1 21.8 22.7 27.4 1.25
4. Бұршақ 30.8 19.2 18.5 30.5 1.62
5. Евглена 22.6 27.7 25.8 24.4 0.88
6 ішек таяқшасы 24.7 26.0 25.7 23.6 0.93

ДНҚ құрылымы:

ДНҚ немесе дезоксирибонуклеин қышқылы – риновирустарды қоспағанда, барлық организмдердің генетикалық материалын құрайтын, спираль тәрізді бұралған қос тізбекті полидезоксирибонуклеотидті макромолекула. Прокариоттарда нуклеоидтарда және плазмидаларда кездеседі. Бұл ДНҚ әдетте дөңгелек болады. Эукариоттарда ДНҚ-ның көп бөлігі ядроның хроматинінде болады.

Ол сызықтық. Дөңгелек, қос тізбекті ДНҚ-ның аз мөлшері митохондриялар мен пластидтерде (органелла ДНҚ) кездеседі. Шағын өлшемді ДНҚ вирустарда кездеседі, ф x 174 бактериофагта 5386 нуклеотид болады. Ламбда бактериофагында (Phage X) 48502 негізгі жұп (bp) бар, ал ішек таяқшасындағы негізгі жұптардың саны 4,6 x 10 6 құрайды. Бір геномда (23 хромосомадан тұратын гаплоидты жиынтық) адамдарда шамамен 3,3 x 10 9 bp болады. Бір тізбекті ДНҚ кейбір вирустарда генетикалық материал ретінде кездеседі (мысалы, фаг ф x 174, колифаг fd, M.13). ДНҚ - диаметрі 2 нм (20Å немесе 2 х 10 -9 м) және көбінесе миллиметрде 3 ұзындығы бар ең үлкен макромолекула.

Ол фосфат топтарына байланысты 15 теріс зарядталған. Бұл әдетте бірнеше жүздеген мың дезоксирибонуклеотидтерден тұратын ұзын тізбекті полимер. ДНҚ молекуласында екі тармақталмаған комплементарлы тізбектер болады. Олар спираль түрінде оралған. ДНҚ-ның екі спиральды тізбегі жалпы түрде ДНҚ дуплексі деп аталады (6.5-сурет).

Екі жіп бір-біріне оралмайды, бірақ бүкіл қос жіп (ДНҚ дуплексі) спиральға бұралған тұтас қадамдары бар арқан баспалдақ корпусы сияқты ортақ осьтің айналасында оралған. Спиральды бұралудың арқасында ДНҚ дуплексінде негізгі (22 Å) және кіші (12 Å) балама ойықтардың екі түрі болады.

В-ДНҚ-да спиральдың бір айналымында ДНҚ-ның әрбір тізбегінде шамамен 10 нуклеотид болады. Ол шамамен 3,4 нм (34 Å немесе 3,4吆 -9 м) қашықтықты алады, осылайша көрші нуклеотидтер немесе олардың негіздері шамамен 0,34 нм (0,34 吆 -9 м немесе 3,4 Å) кеңістікте бөлінеді.

ДНҚ-ның дезоксирибонуклеотиді үш химиялық ортафосфор қышқылының (Н) өзара байланысы арқылы түзіледі.3PO4), дезоксирибоза қант (C5Х10О4) және азоттық негіз. ДНҚ-да азотты негіздердің төрт түрі кездеседі. Олар екі топқа жатады, пуриндер (1,3,7 және 9 позицияларда азоты бар 9 мүшелі қос сақиналар) және пиримидиндер (1 және 3 позицияларда азотты алты мүшелі сақиналар). ДНҚ-да пуриндердің екі түрі (аденин немесе А және гуанин немесе G) және пиримидиндердің екі түрі (цитозин немесе С және тимин немесе Т) болады.

Азоттық негіздің түріне байланысты ДНҚ-да дезоксирибонуклеотидтердің төрт түрі болады: дезокси-аденозин 5- монофосфат (d AMP), дезоксигуанинозин 5-монофосфат (d GMP), дезокси тимидин 5-монофосфат (d TMP) және монофосфат монофосфат (d TMP) (d CMP).

ДНҚ тізбегінің немесе тізбегінің артқы сүйегі балама дезоксирибоза қант пен фосфор қышқылы топтарынан тұрады. Фосфат тобы өз нуклеотидінің қант қалдығының көміртегі 5′ және келесі нуклеотидтің қант қалдығының У көміртегімен (3 ‘—5’) фосфодиэфир байланыстары арқылы байланысады. Фосфаттың -H және қанттың -OH Н түрінде шығарылады2Әр эфир түзілу кезінде 0.

Фосфат тобы нуклеин қышқылдарының қышқылдығын қамтамасыз етеді, өйткені оның бүйірлік тобының кем дегенде біреуі диссоциациялануы мүмкін. Азоттық негіздер ДНҚ тізбектерінің бойлық осіне тік бұрышта жатады. Олар қанттардың 1-көміртек атомымен N-гликозидтік байланыстар арқылы байланысады. Пиримидин (C немесе T) дезоксирибозаға N-атомымен 1 позицияда, ал пурин (A немесе G) 9 позицияда N-атомымен қосылады.

Екі ДНҚ тізбегі антипараллельді, яғни олар параллель, бірақ қарама-қарсы бағытта жүреді. Бір тізбекте бағыт 5’→ У, ал қарама-қарсы тізбекте 3′ →5′ (6.5-сурет). Екі тізбек олардың негіздері арасындағы сутектік байланыстар арқылы біріктірілген. Бір тізбектегі пурин Аденин (А) екінші тізбектің пирамидині тиминге (Т) қарама-қарсы орналасқан. Сол сияқты цитозин (С, пиримидин) гуанинге (G а пурин) қарама-қарсы орналасады. Бұл үлкен өлшемді пурин мен шағын өлшемді пиримидин арасындағы құлып пен кілттің орналасуына мүмкіндік береді.

Ол екеуінің арасындағы сутектік байланыстардың пайда болуымен нығаяды. Үш сутектік байланыс цитозин мен гуанин арасында (C = G) 1’-1’, 2′-6′ және 6′-2′ позицияларында болады. Аденин мен тимин арасында (A=T) осындай екі сутектік байланыс бар, олар 1’-3′ және 6′-4′ позицияларында түзіледі. Сутектік байланыстар бір негіздің сутегі мен екінші негіздің оттегі немесе азоты арасында болады. Екі ДНҚ тізбегінде спецификалық және әртүрлі азоттық негіздер болатындықтан, соңғылары бір-бірін толықтырады.

Осылайша, бір тізбектің AAGCTCAG тізбегі екінші тізбекте TTCGAGTC қосымша тізбегі болады. Басқаша айтқанда, екі ДНҚ тізбегі бірдей емес, бір-бірін толықтырады. Бұл пиримидинге қарама-қарсы орналасқан пуринмен арнайы негіз жұптасуына байланысты. Бұл екі тізбектің қалыңдығын 2 нм етеді.

Пурин-пурин негіз жұбы оны қалыңырақ етеді, ал пиримидин-пиримидин жұбы оны 2 нм-ден тар етеді. Әрі қарай, A және С немесе G және T жұптаспайды, өйткені олар арасында сутектік байланыс түзе алмайды. Әрбір тізбектің 5-ұшында фосфат радикалы, ал 3-ұшында қант қалдығы (З’-ОН) болады.

Уотсон мен Криктің ДНҚ В моделінің маңызды ерекшеліктері:

1. ДНҚ – жасушадағы ең үлкен биомолекула.

2. ДНҚ теріс зарядты және декстророторлы.

3. ДНҚ-ның молекулалық конфигурациясы 3D.

4. ДНҚ екі полинуклеотидті тізбектен тұрады.

5. ДНҚ-ның екі тізбегі параллельге қарсы полярлыққа ие, біреуінде 5′ —> 3′, екіншісінде 3′ —> 5′.

6. Әрбір полинуклеотидтік тізбектің арқауы балама қант-фосфат топтарынан тұрады. Азот негіздері ішке проекцияланады.

7. Екі полинуклеотид тізбегінің азоттық негіздері комплементарлы жұптарды құрайды, A қарама-қарсы Т және С G қарама-қарсы.

8. Үлкен пурин әрқашан шағын пиримидинге қарсы келеді. Бұл спиральдың екі тізбегі арасындағы біркелкі қашықтықты тудырады.

9. Бір полинуклеотидтік тізбектің аденині (А) қарама-қарсы тізбектегі тиминмен (Т) екі сутектік байланыс арқылы ұсталады. Бір тізбектің цитозині (С) екінші тізбектегі гуанинге ұқсас үш сутектік байланыс арқылы ұсталады.

10. Қос тізбек бұрандалы түрде оралған. Орам оң қолмен жасалған. Бұл орау кезекпен кіші және үлкен ойықтарды шығарады.

11. Спиральдың қадамы 3,4 нм (34 А), әр айналымда шамамен 10 негізгі жұп. Көршілес екі негізгі жұп арасындағы орташа қашықтық шамамен 0,34 нм (0,34 x 10 -9 м немесе 3,4 А) құрайды.

12. Көршілес базалық жұптардың жазықтықтары бірінің үстінен қабаттасады. Сутектік байланыспен қатар қабаттасу бұрандалы құрылымға тұрақтылық береді.

13. ДНҚ қышқыл. Оның тығыздалуы үшін оған негізгі (гистон) ақуыздар қажет. Гистон протеиндері +желкен зарядталған және ДНҚ-ның негізгі ойықтарын спираль осіне 30° бұрышпен алып жатыр.

Сезім және антисенс тармақтары:

ДНҚ-ның екі тізбегі де тұқым қуалаушылық пен метаболизмді басқаруға қатыспайды. Олардың біреуі ғана солай істейді. РНҚ синтезі үшін шаблон ретінде қызмет ететін ДНҚ тізбегі шаблондық тізбек, минус (-) тізбек немесе антисенс тізбегі ретінде белгілі.

Оның комплементарлы тізбегі шаблонсыз жіп, плюс (+) жіп, сезім және кодтау жіптері деп аталады. Соңғы атау конвенция бойынша ДНҚ генетикалық коды оның ретіне сәйкес жазылғандықтан берілген.

ДНҚ Үлгі емес, сезім (+) немесе кодтау тізбегі

ДНҚ үлгісі, антисенс немесе кодталмаған немесе (-) тізбек

РНҚ ДНҚ-ның 3’→5′ (-) тізбегінде (шаблон/антистренд) 5 → 3 бағытта транскрипцияланады.

Антисенс термині мРНҚ-ға комплементарлы кез келген ДНҚ (немесе РНҚ) тізбегі немесе тізбегі үшін кеңірек перспективада қолданылады.

Денатурация және ренатурация:

ДНҚ-ның екі тізбегінің азот негіздері арасындағы Н-байланыстары жоғары температура (82-90°С) немесе төмен немесе жоғары рН әсерінен үзілуі мүмкін, осылайша екі тізбек бір-бірінен ажырайды. Оны денатурация немесе балқу деп атайды. A-T негіз жұбында тек 2H байланысы болғандықтан, A-T негіз жұптарына бай аймақ оңай денатурациядан (балқу) өтуі мүмкін. Бұл аймақтар төмен балқу аймақтары деп аталады, өйткені олар салыстырмалы түрде төмен температурада денатурацияланады. G-C негіз жұптарына бай аймақ (жоғары балқу аймағы деп аталады) салыстырмалы түрде тұрақты және тығыз, өйткені үш сутектік байланыс G-C негіздерін байланыстырады.

Бұл аймақтарда балқу температурасы жоғары (Тм). Балқытқанда ДНҚ тұтқырлығы төмендейді. Денатуратталған ДНҚ қайта ассоциациялану тенденциясына ие, яғни 82-90°С балқу арқылы бөлінген ДНҚ жіптері 65°C температураға дейін салқындатқанда қайта байланысып, дуплексті құра алады. Оны ренатурация немесе жасыту деп атайды.

Денатуратталған немесе бөлінген ДНҚ тізбегі бұзылмаған ДНҚ қос тізбегіне қарағанда жарық энергиясын көбірек сіңіреді. Бөлінген немесе денатуратталған ДНҚ тізбектерінің жарық энергиясын сіңіруінің жоғарылауы гиперхроматикалық эффект деп аталады. Бұл әсер ДНҚ бір немесе қос тізбекті екенін білу үшін қолданылады.

ДНҚ дуплексінде нуклеотидтер тізбегі бірдей, бірақ екі тізбекте қарама-қарсы болатын аймақтар бар. Бұл тізбектер рестрикциялық эндонуклеазалармен танылады және гендік инженерияда қолданылады. Мұнда бір тізбектегі негіздердің тізбегі берілген (3′ → 5′) GAATTC болып табылады. 5′ → 3′ бағытында оқылғанда, басқа тізбекте де солай. Ол алға және кері бағытта бірдей сөздері бар палиндром сөздеріне ұқсайды, мысалы, NITIN, MALAYALAM.

Бұл азот негіздерінің бірдей тізбектерінің бірнеше көшірмелері бар ДНҚ. Бірдей негізгі тізбектің көшірмелерінің саны бірнеше миллионнан бастап өзгереді. Негізгі тізбектердің бір көшірмесі бар ДНҚ бірегей ДНҚ деп аталады. Ол функционалдық гендерден тұрады. Алайда рРНҚ гендер бірнеше рет қайталанады. Қайталанатын ДНҚ тандемде немесе бірегей тізбектермен қиылысуы мүмкін.

Ол екі түрге бөлінеді, қайталануы жоғары және орташа қайталанады. Қайталанатын ДНҚ миллиондаған рет қайталанатын 10 негізгі жұптан аз қысқа тізбектерден тұрады. Олар преэнтромериялық аймақтарда, Y-хромосомалардың гетерохроматикалық аймақтарында және спутниктік аймақтарда кездеседі. Орташа қайталанатын ДНҚ кем дегенде 1000 рет қайталанатын бірнеше жүз негізгі жұптан тұрады. Ол теломерлерде, центромерлерде және транспозондарда кездеседі.

Тандемді қайталанатын тізбектер, әсіресе, хромосомалардың жұптасуы кезінде сәйкессіздіктерге ұшырайды, сондықтан тандемдік кластерлердің мөлшері жеке адамдар арасындағы кең өзгерістермен жоғары полиморфты болады. Мұндай тізбектердің кішірек кластерлері «ДНҚ-саусақ басып шығару» техникасында жеке геномдарды сипаттау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Бұл тығыздықты ультрацентрифугалау кезінде жеке фракцияны құрайтын тандемде ұзақ қайталанатын нуклеотидтер тізбегі бар қайталанатын ДНҚ бөлігі. Қайталанатын аймақтарға қатысатын базалық жұптардың санына қарай, спутниктік ДНҚ екі түрлі болады, микросеріктік реттіліктер (консервацияланған реттіліктермен қоршалған 1-6 бит қайталау бірліктері) және шағын жерсеріктік тізбектер (сақталған шектеу орындарымен қапталдан 11-60 бит). Соңғылары гипер айнымалы болып табылады және әрбір жеке тұлғаға тән. Олар алғаш рет Джеффрис және басқалар (1985) анықтағандай, ДНҚ сәйкестендіру немесе саусақ басып шығару үшін қолданылады.

ДНҚ-ның (және оның өнімі мРНҚ) азоттық негіздерінің орналасуы полипептидтердегі немесе рибосомалардың үстінде түзілген белоктардағы аминқышқылдары топтарының ретін анықтайды. Бір амин қышқылы көршілес үш азоттық негіздердің тізбегі арқылы анықталады. Соңғысы кодон деп аталады. Толық полипептидтің синтезін анықтайтын ДНҚ сегменті цистрон деп аталады.

Прокариоттарда цистронның басынан аяғына дейін үздіксіз кодтау тізбегі болады. Эукариоттарда цистрон гендік өнімнің бір бөлігін шығармайтын кодталмаған аймақтарды қамтиды. Оларды интрон деп атайды. Интрондар жиі айнымалы болады. Кодтау бөліктері экзондар ретінде белгілі. Интрондары бар цистрондар бөлінген гендер деп аталады.

Кодтаушы және кодталмаған ДНҚ:

Функционалды немесе функционалды емес өнімдерді қалыптастыру қабілетіне байланысты ДНҚ сегменттердің екі түрі бар: кодталатын және кодталмаған. Эукариоттарда ДНҚ-ның көп бөлігі кодталмаған, өйткені ол ешқандай функционалды өнім жасамайды. Олар жиі қайталанатын тізбектерге немесе қайталанатын ДНҚ-ға ие. Олардың көпшілігінің тұрақты позициялары бар.

Кейбіреулер бір жерден екінші жерге ауыса алады. Жылжымалы тізбектер секіргіш гендер немесе транспозондар деп аталады. Прокариоттарда кодталмаған немесе функционалды емес ДНҚ мөлшері аз. Кодтау ДНҚ кодтау ДНҚ тізбектерінен тұрады. Бұл 2 типті — гистоннан басқа барлық белоктарды кодтайтын ақуызды кодтау тізбегі және тРНҚ, рРНҚ және гистондар үшін белокты емес кодтау тізбегі.

ДНҚ функциялары:

1. Генетикалық ақпарат (Генетикалық көк басып шығару):

ДНҚ – барлық тұқым қуалайтын ақпаратты тасымалдайтын генетикалық материал. Генетикалық ақпарат оның азоттық негіздерінің орналасуында кодталған.

ДНҚ-ның репликация немесе көміртекті көшірмелерді өндірудің бірегей қасиеті бар (автокаталитикалық функция). Бұл генетикалық ақпаратты бір жасушадан оның қыздарына және ұрпақтан келесі ұрпаққа беру үшін өте маңызды.

ДНҚ хромосомалардың ішінде болады. Бұл жасушаның бөлінуі кезінде ДНҚ-ның әділ таралуы үшін өте маңызды.

Мейоз кезінде кроссинг-овер рекомбинациялар деп аталатын гендердің жаңа комбинациясын тудырады.

Қосу, жою немесе қате репликацияға байланысты азот негіздерінің реттілігінің өзгеруі мутацияларды тудырады. Мутациялар барлық вариациялар мен эволюцияның бастауы болып табылады.

ДНҚ транскрипция процесі арқылы РНҚ-ны тудырады. Бұл ДНҚ-ның гетерокаталитикалық белсенділігі.

7. Жасушалық зат алмасу:

Ол арнайы РНҚ көмегімен жасушалардың метаболизмдік реакцияларын, белгілі бір ақуыздардың, ферменттердің және гормондардың синтезін басқарады.

ДНҚ немесе гендердің кейбір белгілі бір аймақтарының дифференциалды жұмысына байланысты организмдердің әртүрлі бөліктері пішіні, өлшемі және қызметі бойынша сараланады.

ДНҚ сыртқы ақпараттың көмегімен немесе онсыз ішкі генетикалық сағаттың жұмыс істеуі арқылы ағзаның дамуын бақылайды.

10. ДНҚ саусақпен басып шығару:

Әрбір жеке адамның гиперайнымалы микросателлиттік ДНҚ тізбегі әртүрлі. Олар жеке тұлғаларды анықтауда және олардың қарым-қатынастарын шешуде қолданылады. Бұл механизм ДНҚ саусақ басып шығару деп аталады.

Ақаулы тұқым қуалаушылықты ақаулы гендердің орнына дұрыс гендерді енгізу арқылы түзетуге болады.

Анти-мРНҚ немесе антисенс РНҚ-ның артық болуы патогендік гендердің өзін-өзі көрсетуіне мүмкіндік бермейді. Бұл әдіспен ангиопластиканың сәтсіздігі тексерілді. Бұл техниканың модификациясы РНҚ интерференциясы (RNAi) болып табылады.


ДНҚ құрылымы

1950 жылдары Фрэнсис Крик пен Джеймс Уотсон Англиядағы Кембридж университетінде ДНҚ құрылымын анықтау үшін бірге жұмыс істеді. Линус Полинг және Морис Уилкинс сияқты басқа ғалымдар да бұл саланы белсенді түрде зерттеді. Полинг рентгендік кристаллография көмегімен белоктардың қайталама құрылымын ашты. Уилкинстің зертханасында зерттеуші Розалинд Франклин ДНҚ құрылымын түсіну үшін рентгендік дифракция әдістерін қолданды. Уотсон мен Крик Франклиннің деректері негізінде ДНҚ молекуласының басқатырғыштарын біріктіре алды, өйткені Крик рентген сәулелерінің дифракциясын да зерттеді (1-сурет).

1-сурет Пионер ғалымдар (а) Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик және Маклин Маккартидің жұмыстары ДНҚ туралы бүгінгі түсінікке әкелді. Ғалым Розалинд Франклин (b) ДНҚ-ның рентгендік дифракциялық үлгісін ашты, бұл оның қос спиральдық құрылымын анықтауға көмектесті. (Несие: Марджори МакКарти жұмысының модификациясы, Ғылымның қоғамдық кітапханасы)

Өкінішке орай, Уотсон мен Крик Франклиннің деректеріне оның білімінсіз немесе рұқсатынсыз қол жеткізді. 1962 жылы Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик және Морис Уилкинс медицина саласындағы Нобель сыйлығына ие болды. Өкінішке орай, ол кезде Франклин қайтыс болды (рентген сәулелерінің әсерінен болатын аналық бездің қатерлі ісігінен) және Нобель сыйлығы қайтыс болғаннан кейін (қайтыс болғаннан кейін) берілмейді. Бұл шын мәнінде “ғылымдардағы сексизмнің” ” – ” – ’ж деп аталатын фильм’ж бар’, егер сізді қызықтыратын болса, YouTube сайтынан таба аласыз”.

Розалинд Франклиннің рентгендік дифракциялық фотосуретіне және басқа ғалымдардың жұмысына сүйене отырып, Уотсон мен Крик ДНҚ екі тізбектен тұрады деп ұсынды. нуклеотидтер олар бір-бірінің айналасында бұралып, оң жақ спиралды құрайды. Нуклеотидтер коваленттік байланыстар арқылы тізбекте біріктіріледі фосфодиэфир облигациялар. Ғалымдар нуклеотидтердің құрамында бірдей үш маңызды компонент бар екенін бұрыннан білген: а азотты негіз, а дезоксирибоза (5-көміртекті қант) және а фосфат тобы (2-сурет). Нуклеотид азотты негізге байланысты аталады: аденин (А), тимин (Т), цитозин (С) және гуанин (G). Аденин мен гуанин екеуі де пуриндер, ал цитозин мен тимин болады пиримидиндер. Пуриндердің қос сақина құрылымы бар, алты мүшелі сақина бес мүшелі сақинаға біріктірілген. Пиримидиндер мөлшері жағынан кішірек, олардың бір алты мүшелі сақина құрылымы бар. Мұны есте сақтаудың бір жақсы жолы цитозин, тимин және пиримидин құрамында “y” әрпі бар.

Watson and Crick’s model proposed that the two strands of nucleotides interact through base pairing between the nucleotides: A pairs with T and G pairs with C. Adenine and thymine are complementary base pairs, and cytosine and guanine are also complementary base pairs. The base pairs are stabilized by hydrogen bonds (a weak type of bond that forms between partially positive and partially negative atoms). Adenine and thymine form two hydrogen bonds and cytosine and guanine form three hydrogen bonds. Since a purine is 𔄚 rings” across and a pyrimidine is 𔄙 ring” across (Figure 2), the diameter of the DNA double helix remains constant at 𔄛 rings” (Figure 3).

2-сурет Each nucleotide is made up of a sugar, a phosphate group, and a nitrogenous base. The sugar is deoxyribose in DNA and ribose in RNA.

The carbon atoms of the five-carbon sugar are numbered in order starting from the carbon connected to the nitrogenous base: 1′, 2′, 3′, 4′, and 5′ (1′ is read as “one prime”). We don’t particularly care about the 1′, 2′, or 4′ positions – you’ll never hear them mentioned again. At the 3′ position, there is always a hydroxyl (OH) group that is a part of the sugar. The 5′ carbon is attached to a phosphate group. When nucleotides are joined together into a chain, the 5′ phosphate of one nucleotide is attached to the 3′ hydroxyl group of the next nucleotide, thereby forming a 5′-3′ phosphodiester bond. What this means is that when nucleotides are joined together in a chain, there will always be a free 3′ OH group (from the sugar) at one end of the chain and a free 5′ phosphate at the other end (Figure 3).

3-сурет Structure of DNA. Notice that adenine (a purine) and thymine (a pyrimidine) are connected together with 2 hydrogen bonds, while guanine (a purine) and cytosine (a pyrimidine) are connected by three hydrogen bonds. There is a 5′ and 3′ end to both chains of nucleotides, which are antiparallel to each other. Photo credit Madeline Price Ball Wikimedia.

The two strands are anti-parallel in nature that is, the 3′ end of one strand points in one direction, while the 5′ end of the other strand points in that direction (Figure 3). The sugar and phosphate of the nucleotides form the backbone of the structure, while the nitrogenous bases are stacked inside. Each base pair is separated from the other base pair by a distance of 0.34 nm (nanometer: 1 x 10 -9 meters), and each turn of the helix measures 3.4 nm. Therefore, ten base pairs are present per turn of the helix. The diameter of the DNA double helix is 2 nm, and it is uniform throughout. Only the pairing between a purine and pyrimidine can explain the uniform diameter (3 “rings” across). The twisting of the two strands around each other results in the formation of uniformly spaced major and minor grooves (Figure 4). The major and minor grooves are very important for protein binding to DNA, but we will not be discussing this more specifically.

4-сурет DNA has (a) a double helix structure and (b) phosphodiester bonds. The (c) major and minor grooves are binding sites for DNA binding proteins during processes such as transcription (the copying of RNA from DNA) and replication.


2.3 – DNA Structure

2.3.2 – State the names of the four bases in DNA

Purines – Two Ringed Bases

Pyrimidines – Single Ringed Bases

2.3.3 – Outline how DNA nucleotides are linked together by covalent bonds into a single strand

  • DNA composed of two polynucleotide chains
  • Nucleotides are covalently bonded
  • Bond is a phosphodiester
  • Two covalent bonds between the OH- and acidic phosphate group
  • Nucleotides bond at the 3l (three prime) end of the molecule
  • To form the polynucleotide, the nucleotides condense together one at a time, giving water in the reaction

2.3.4 – Explain how a DNA double helix is formed using complementary base pairing and hydrogen bonds

Complementary means matching

  • A double helix is made up of екіanti parallel polynucleotide chains
  • Bases pair and are bonded with hydrogen bonds
  • Adenine and thymine are the same distance apart as guanine and cytosine

2.3.5 – Draw and label a simple diagram of the molecular structure of DNA


7.1 – DNA Structure

DNA has a uniform diameter along its entire length due to complementary base pairing. The two polynucleotide chains are антипараллель, with the polynucleotides formed around the outside of the helix and the bases extending into the centre. The chains held together by hydrogen bonding between the bases on opposite nucleotides.

There is double hydrogen bonding between A and T. On the other hand, there is triple hydrogen bonding between C and G. The пуриндер are the nucleic bases with two rings: adenine and guanine. On the other hand, the single-ringed bases are the пиримидиндер, thymine and cytosine.

7.1.2 – Outline the structure of nucleosomes

A nucleosome consists of DNA wrapped around eight histone proteins and held together by another histone protein. The DNA double helix has major and minor groves on the outer diameter, exposing chemical groups that can form hydrogen bonds. These groups are bonded to positively-charged proteins called гистондар, forming two loops around them.

DNA is wound around and bonded to eight histones and secured by the H1 linker protein, holding the DNA in place. This structure allows the long DNA molecules on the nucleus to be condensed into a much smaller space. Together, the histones form ‘beads'. However, there are also other proteins present in the chromosomes, including the enzymes for replication and transcription.

7.1.3 – State that nucleosomes help to supercoil chromosomes and help to regulate transcription

During supercoiling, the DNA is condensed by a factor of x15000. The histones are responsible for the packaging of DNA at the different levels. The metaphase chromosome is an adaption for mitosis and meiosis. The fibre must be less condensed for transcription to occur during interphase. Condensing controls if the genes are transcribed or not.

7.1.4 – Distinguish between unique or single copy genes and highly repetitive sequences in nuclear DNA

Unique or single copy genes form the gene coding region codes for polypeptides, and make up about 3% of the human genome The function of the non-coding region remains unclear. It is often made up of highly repetitive sequences of bases, called satellite regions.

The function of the non-coding region remains unclear. It is often made up of highly repetitive sequences of bases, called satellite regions. These are used in DNA fingerprint technologies.

7.1.5 – State that eukaryotic genes can contain exons and introns

Exon – a coding nucleotide sequence of the DNA of chromosomes

Intron – a non-coding nucleotide sequence of the DNA of chromosomes, present in eukaryotic chromosomes

The highly repetitive sequences of introns, or satellite DNA, constitute 5-45% of the genome, with between 5 and 300 base pairs per repeat. These may be duplicated as many as 105 times per genome.


DMCA шағымы

Веб-сайт арқылы қолжетімді мазмұн (Қызмет көрсету шарттарында анықталғандай) авторлық құқықтарыңыздың біреуін немесе бірнешеуін бұзады деп ойласаңыз, төменде сипатталған ақпаратты қамтитын жазбаша хабарлама («Бұзушылық туралы хабарлама») арқылы бізге хабарлаңыз. төменде көрсетілген агент. Егер Varsity Tutors құқық бұзушылық туралы ескертуге жауап ретінде әрекет жасаса, ол осындай мазмұнды қол жетімді еткен тараппен Varsity Tutors-қа берген ең соңғы электрондық пошта мекенжайы (егер бар болса) арқылы хабарласуға тырысады.

Бұзушылық туралы хабарлама мазмұнды қол жетімді еткен тарапқа немесе ChillingEffects.org сияқты үшінші тараптарға жіберілуі мүмкін.

Өнім немесе әрекет авторлық құқықтарыңызды бұзады деп елеулі түрде бұрмалайтын болсаңыз, келтірілген залал үшін (соның ішінде шығындар мен адвокаттық төлемдер) жауапты болатыныңызды ескертеміз. Осылайша, веб-сайтта орналасқан немесе оған сілтеме жасалған мазмұн сіздің авторлық құқығыңызды бұзатынына сенімді болмасаңыз, алдымен адвокатпен байланысуды қарастырған жөн.

Хабарлама жіберу үшін мына қадамдарды орындаңыз:

Сіз мыналарды қамтуыңыз керек:

Авторлық құқық иесінің немесе олардың атынан әрекет етуге уәкілетті тұлғаның физикалық немесе электрондық қолтаңбасы Бұзылды деп мәлімделген авторлық құқықтың идентификациясы Авторлық құқықты бұзады деп мәлімдеген мазмұнның сипаты мен нақты орналасқан жерінің сипаттамасы жеткілікті. Varsity репетиторларына сол мазмұнды табуға және оң анықтауға мүмкіндік беретін егжей-тегжейлі мәліметтер, мысалы, біз мазмұнды және сұрақтың нақты бөлігінің сипаттамасын қамтитын нақты сұраққа (сұрақтың аты ғана емес) сілтемені қажет етеді – сурет, сілтеме, мәтін және т.б. – сіздің шағымыңыз сіздің атыңызға, мекенжайыңызға, телефон нөміріңізге және электрондық пошта мекенжайыңызға және Сіздің мәлімдемеңізге қатысты: (a) сіз авторлық құқығыңызды бұзады деп мәлімдеген мазмұнды пайдалану адал ниетпен сенесіз. заңмен немесе авторлық құқық иесінің немесе осындай иеленушінің агентімен рұқсат етілмеген (b) бұзу туралы хабарламаңыздағы барлық ақпарат дұрыс және (c) жалған куәлік бергені үшін жаза қолданылатын авторлық құқық иесі немесе олардың атынан әрекет етуге уәкілетті тұлға.

Шағымыңызды біздің тағайындалған агентке мына мекенжай бойынша жіберіңіз:

Charles Cohn Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
Сент-Луис, MO 63105


1.2: The Structure of DNA - Biology

DNA (and RNA) are made up of monomers called nucleotides . Each individual nucleotide is made up of three components (i) a nitrogenous base (ii) a pentose (five-carbon) sugar, and (iii) a phosphate group.

Қанттар


Дезоксирибоза
және ribose are the two sugars that are found in DNA and RNA, respectively. On the ribose sugar, a hydroxyl group (-OH) is attached at the second carbon position. For deoxyribose, the second carbon is missing an oxygen (O), hence de-oxy-ribose.

The carbon atoms of the sugar molecule are numbered as 1&prime, 2&prime, 3&prime, 4&prime, and 5&prime (1&prime is read as &ldquoone prime&rdquo). The phosphate residue is attached to the hydroxyl group of the 5&prime carbon of one sugar and the hydroxyl group of the 3&prime carbon of the sugar of the next nucleotide, which forms a 5&prime&ndash3&prime phosphodiester linkage.

Phosphate Groups

The phosphate group of one nucleotide bonds covalently with the sugar molecule of the next nucleotide, forming a polymer. Since these phosphate groups line the &lsquooutside&rsquo of DNA, the sugar&ndashphosphate groups are considered the &ldquobackbone&rdquo of the molecule. The phosphate group is attached to the 5&prime carbon of one nucleotide and the 3&prime carbon of the next nucleotide. In its natural state, each DNA molecule is actually composed of two single strands held together along their length with hydrogen bonds between the bases.

Nitrogen Bases

Nitrogen bases are bases because they contain an amino group. Amino groups have the potential of binding an extra hydrogen, and doing so decreases the hydrogen ion concentration in its environment making the environment more basic. Each nucleotide in DNA contains one of four possible nitrogenous bases: adenine ( А ), гуанин ( Г ) цитозин ( C ), және тимин ( Т ).

Осы негізгі көміртек-азот сақиналарының әрқайсысында әртүрлі функционалды топтар бар. Молекулалық биологияда азотты негіздер жай ғана A, T, G, C және U таңбалары арқылы белгілі. ДНҚ-да A, T, G және C, ал РНҚ-да A, U, G және C бар.

Пуриндер

Аденин және гуанин ретінде жіктеледі пуриндер . Пуриннің негізгі құрылымы екі көміртек-азот сақинасы болып табылады.

Pyrimidiness

Цитозин, тимин және урацил деп жіктеледі пиримидиндер which have a single carbon-nitrogen ring as their primary structure.

  1. Nucelotide &ndash structural monomer of nucleic acid composed of a phosphate group, pentose sugar, and nitrogen base.
  2. Amino Group &ndash nitrogen functional group
  3. Purine &ndash structural classification of nitrogen bases that have two carbon-nitrogen rings
  4. Pyrimidine &ndash structural classification of nitrogen bases that have a single carbon-nitrogen rings

Base Pairing between Nucleotides

Негізгі жұптастырудың белгілі бір түрлеріне ғана рұқсат етіледі. Мысалы, белгілі бір пурин белгілі бір пиримидинмен ғана жұптаса алады. This means A can pair with T, and G can pair with C. This is the base complementary rule. Басқаша айтқанда, ДНҚ тізбектері бір-бірін толықтырады. Егер бір тізбектің тізбегі AATTGGCC болса, қосымша тізбек TTAACCGG тізбегіне ие болады. During DNA replication, each strand copies itself, resulting in a daughter DNA double helix containing one parental DNA strand and a newly synthesized strand.

Discovery of the Double Helix

The DNA double-helix resembles a structure where the two DNA strands &lsquotwist&rsquo around one another. Қант пен фосфат спиральдың сыртында жатыр, ДНҚ-ның негізгі негізін құрайды. The nitrogenous bases are stacked in pairs, like the steps of a staircase. The pairs are bound to each other by hydrogen bonds. Қос спиральдағы әрбір базалық жұп келесі негізгі жұптан 0,34 нм-ге бөлінген. Importantly, the two strands of the helix run антипараллель бір біріне. This means that the direction of each each strand is in opposite directions. We view the directionality of a DNA strand by looking at the 5&prime and 3&prime ends. When we say DNA is antiparallel, we mean that the 5&prime carbon end of one strand will face the 3&prime carbon end of its matching strand. This orientation is important for DNA replication as well as many nucleic acid interactions.

James Watson and Francis Crick proposed that the DNA is made up of two strands that are twisted around each other to form a right-handed helix, called a қос спираль . Purines and pyramidines form base-pairs through hydrogen bonding which keep the two DNA stands stable. However, the nucleotides form base pairs with a specific partner. Adedine only base-pairs with thymine and guanine only base-pairs with cytosine.


Structure of DNA and RNA - planning sheet 2.6

Planning sheet for the structure of DNA and RNAUnderstanding(s)DNA Structure (new guide)Essential Question(s) Life Story, is a BBC film about the discovery of the structure of DNA by Watson and Crick which describes the race for finding the structure as well as tensions between Rosalind Franklin and Wilkins, Watson and Crick.TOK / Nature of Science / IMSkills students will have

To access the entire contents of this site, you need to log in or subscribe to it.


Part 3: Protein Synthesis Bingo

Fill in the boxes with 16 of the 20 amino acids. Every bingo square will be unique. Then listen as random nucleotide sequences are pulled from the hat. Listen carefully to what kind of sequence is called! Use the mRNA codon chart on the previous page to determine the amino acid associated with each sequence. (Printable version here.)

alanine—ala—A cysteine—cys—C histidine—his—H methionine—met—M threonine—thr—T
arginine—arg—R glutamine—gln—Q isoleucine—ile—I phenylalanine—phe—F tryptophan—trp—W
asparagine—asn—N glutamic acid—glu—E leucine—leu—L proline—pro—P tyrosine—tyr—Y
aspartic acid—asp—D glycine—gly—G lysine—lys—K serine—ser—S valine—val—V

Sequence Called DNA? mRNA? tRNA? Codon А.А
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18


Бейнені қараңыз: ДНҚ, РНҚ молекуласының құрылысы мен қызметі. Мәдениетова. (Қаңтар 2022).