Struktura DNA: 9 důležitých faktorů s tím souvisejících

Obsah

  • Řetězec cukrů spojený fosfodiesterovými vazbami je považován za páteř nukleové kyseliny. 
  • Ačkoli hlavní řetězec cukr-fosfát je konzistentní v DNA a RNA, nukleotidové báze se liší od jednoho monomeru k druhému. 
  • Nukleotidové báze jsou odvozeny od purin guaninu (G) a adeninu (A), zatímco další dva z pyrimidinu uracilu (pouze U, RNA) nebo thyminu (pouze T, DNA) a cytosinu (C).
  • N-1 pyrimidinu nebo N-9 purinu je připojen k C-1 cukru.
  • Vlákno DNA má také terminály nebo konce podobné polypeptidu (karboxylové a aminoterminální konce). Jeden konec nebo konec řetězce DNA má volnou 5'-hydroxylovou skupinu (nebo 5'-hydroxylovou skupinu připojenou k fosfátové skupině). Opačný konec nebo konec má 3-hydroxylovou skupinu. Žádný z konců není spojen s jiným nukleotidem. 
  • Výsledkem párování nukleotidové báze je uspořádání DNA do dvouřetězcové spirálové struktury.
  • Erwin Chargaff navrhl, aby proporce guaninu na cytosinu a adeninu k thyminu byly téměř něco podobného u všech druhů braných v úvahu. 
  • Proces replikace se pro DNA označuje jako polokonzervativní.
  • Jednoduchá struktura kmenové smyčky je pozorována, když má nukleová kyselina komplementární sekvence v molekule a tvoří párování molekulárních bází za vzniku dvojité šroubovicové struktury z jedné molekuly nukleové kyseliny.

Jaká je struktura DNA

Pentózový cukr deoxyribóza je přítomen ve struktuře DNA (kyselina deoxyribonukleová). Jeho prefix deoxy demonstruje, že 2 'atom uhlíku deoxyribózového cukru nemá atom kyslíku, který je přítomen v 2' uhlíkové molekule ribózového cukru (cukr v ribonukleové kyselině nebo RNA), jak je znázorněno na obrázku níže. Pentózové cukry v nukleových kyselinách jsou navzájem vázány fosfodiesterovými vazbami.

Obrázek: Struktura cukru ribózy a deoxyribózy nalezené v RNA a DNA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_difference_b Between_ribose_and_deoxyribose.png

Zejména 3 'hydroxylová (3-OH) skupina ribózového cukru jednoho nukleotidu tvoří esterovou vazbu s fosfátem, tato fosfátová skupina je také vázána na 5' OH skupinu sousedního ribózového cukru sousedního nukleotidu. Řetězec cukrů spojený fosfodiesterovými vazbami je považován za páteř nukleové kyseliny. 

Ačkoli hlavní řetězec cukr-fosfát je konzistentní v DNA a RNA, nukleotidové báze se liší od jednoho monomeru k druhému. 

Dvě z nukleotidových bází jsou odvozeny od purinového guaninu (G) a adeninu (A), zatímco další dvě z pyrimidinu uracilu (pouze U, RNA) nebo thyminu (pouze T, DNA) a cytosinu (C). Vědět více o nukleotidech klikněte zde

Molekulární struktura DNA

Primární strukturální pohledy: Nukleové kyseliny nabízejí 3-D podrobnosti na párování nukleotidových bází, strukturu a různé další podstatné aspekty DNA a RNA. 

Nejmenší jednotka sestávající ze báze připojené k pentózovému cukru je zmiňována jako nukleosid. RNA obsahuje čtyři typy nukleosidových jednotek, jmenovitě:

cytidin, uridin, guanosin a adenosin, zatímco DNA se nazývají deoxycytidin, deoxyguanosin, deoxyadenosin a thymidin (ano, thymidinu, slyšeli jste dobře. Protože není obsažen v RNA, není třeba psát deoxy jako předponu) . 

N-1 pyrimidinu nebo N-9 purinu je připojen k C-1 cukru. Dusíkatá báze je umístěna nad rovinu pentózového cukru při pohledu na design ze standardního směru a orientace; tento typ uspořádání N-glykosidické vazby se označuje jako β. 

Nukleotid je nukleosid, který je alespoň připojen k jedné fosfátové skupině přes esterovou vazbu. Nejznámějším místem esterifikace a připojení fosfátové skupiny je obvykle skupina C-5 OH pentózového cukru. 

Nukleotid vznikl, když se fosfátová skupina váže na C-5 cukru přítomného v nukleosidu. Je tedy známý jako 5 - nukleotid nebo nukleosid - 5 - fosfát. Řekněme například, že ATP se nazývá adenosin 5 - trifosfát a 3 - dGMP je známý jako deoxyguanosin 3 - monofosfát. 

Tento nukleotid se liší od ATP v tom, že obsahuje místo adeninu guanin. Obsahuje deoxyribózu namísto ribózy (prokázáno předponou „d“). Zahrnuje jednu fosfátovou skupinu místo tří. Má fosfát esterifikovaný na 3 'OH skupinu namísto 5' polohy.

Nukleotidy jsou monomery, které se navzájem spojují a syntetizují RNA a DNA. Nukleotidové jednotky nalezené v DNA jsou čtyř typů, jmenovitě:  

deoxycytidylát, deoxyguanylát, deoxyadenylát a deoxythymidylát (nebo thymidylát). 

Důležitá poznámka: Thymidylát obsahuje deoxyribózu. Předpona deoxy však není přidána, protože tyminové nukleotidy se v RNA nenacházejí nebo se nacházejí podstatně méně často. 

Zkratky jako pACG nebo pApCpG znamenají trinukleotid DNA obsahující deoxyadenylátmonofosfát, deoxycytidylátmonofosfát a deoxyguanylátmonofosfát spojené fosfodiesterovou vazbou, zde „p“ znamená fosfátovou skupinu. 

5 'konec bude obvykle mít fosfát navázaný na 5-hydroxylovou skupinu. 

Důležitá poznámka: Vlákno DNA má také zakončení nebo konce podobné polypeptidu (karboxylové a amino zakončení). 

Jeden konec nebo konec řetězce DNA má volnou 5'-hydroxylovou skupinu (nebo 5'-hydroxylovou skupinu připojenou k fosfátové skupině). Opačný konec nebo konec má 3-hydroxylovou skupinu. Žádný z konců není spojen s jiným nukleotidem. 

Pravidlem palce je, že sekvence nukleotidových bází nukleové kyseliny je zapsána ve směru od 5 'do 3'. 

Sekvence ACG tedy ukazuje, že volná 5'-hydroxylová skupina je přítomna na deoxyadenylátu, zatímco volná 3; -hydroxylová skupina je přítomná na deoxyguanylátu. Díky této polaritě jsou ACG a GCA považovány za různé sady sekvencí.

Kdo objevil strukturu DNA

Přítomnost komplementárního párování bází byla zjištěna ve studiích koordinovaných pro rozhodování o 3D designu DNA. Rosalind Franklin a Maurice Wilkins dostali rentgenové difrakční obrazy řetězců DNA.

Obrázek: Rentgenový difrakční obraz DNA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ABDNAxrgpj.jpg#/media/File:ABDNAxrgpj.jpg

Atributy těchto vzorů difrakce prokázaly, že DNA byla vyrobena ze dvou řetězců, které se navzájem obalily ve standardním spirálovém designu. Z těchto a dalších relevantních informací zkonstruovali James Watson a Francis Crick primární model pro DNA, který představoval difrakční design a byl navíc zdrojem některých ohromujících vhledy znalostí do struktur vlastnosti DNA. 

Struktura DNA
Obrázek: Watsonův a Crickův model struktury DNA
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_scale_model.png

Hlavní body Watson-Crickova modelu DNA interpretovaného z difrakčních vzorů jsou: 

  1. Dvoušroubovicové polynukleotidové řetězce jsou ovinuty kolem jedné osy. Polynukleotidové řetězce probíhají antiparalelním způsobem nebo opačným směrem. 
  2. Páteř tvořená cukrem a fosfátem je přítomna na vnějším povrchu DNA a tímto způsobem jsou purin a pyrimidin umístěny uvnitř dvojité šroubovice DNA. 
  3. Dusíkaté báze jsou umístěny téměř kolmo na spirálovou osu a následující příkazy jsou odděleny 3.4 Å. Po každém 34 Á je tedy dokončeno jedno otočení spirálové struktury. Tedy deset bází na otáčku šroubovice (34 Å na otáčku / 3.4 Å na základnu). Po každém dalším začlenění základny tedy dojde k obratu o 36 stupňů na základnu (360 stupňů na každé celkové otočení / 10 základen na každé kolo). 
  4. 4. Vzdálenost mezi dvěma řetězci dvojité šroubovice DNA je 20 Å.

Struktura a replikace DNA

DNA a RNA jsou dlouhé (obvykle lineární) polymery obecně známé jako nukleové kyseliny, které jsou zodpovědné za přenos genetických (nebo dědičných) informací na potomky od rodičů. Tyto bio-makromolekuly obsahují mnoho spojených nukleotidů, každý vyrobený z pentózového cukru, fosfátové skupiny a dusíkaté báze. Ribosové cukry spojené fosfátovými skupinami tvoří typickou a společnou páteř DNA. Dusíkaté báze přítomné v DNA jsou ze čtyř základních typů. Dědičná genetická informace je uložena v nukleotidové sekvenci ve vlákně polynukleotidu (nukleové kyseliny).

Báze mají mimořádnou výjimečnou vlastnost: spojují se výslovně navzájem a jsou stabilizovány a usazeny nekovalentními interakcemi, jako jsou vodíkové vazby. 

Výsledkem párování nukleotidových bází je uspořádání DNA do dvouřetězcové spirálové struktury. Tyto páry nukleotidových bází ustupují replikaci dědičné (genetické) informace přítomné v templátovém řetězci nukleové kyseliny na nově syntetizovaný řetězec nukleové kyseliny. 

Obrázek: Schematické znázornění replikace DNA
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:0323_DNA_Replication.jpg

Ačkoli RNA pravděpodobně fungovala jako dědičný materiál podstatně dříve, podle evoluční historie jsou geny mnoha virů a buněk složeny z DNA. DNA polymeráza je zodpovědný za syntézu (replikaci) DNA. Tyto dokonale explicitní enzymy duplikují nukleotidové sekvence z templátů DNA s chybným tempem pod 1 ze 100 milionů nukleotidových bází.

Struktura dvojité šroubovice DNA

Struktura nukleových kyselin představuje jejich schopnost přenášet genetickou informaci jako uspořádání nukleotidových bází podél řetězce nukleové kyseliny. Další vlastností nukleové kyseliny je replikace, to je 

Syntéza dvou duplikátů nukleové kyseliny z jedné kopie s použitím jako templátu. Tyto charakteristiky závisí na typech nukleotidových bází nalezených v nukleových kyselinách za účelem vytvoření komplementárního párování bází pro syntézu spirálovitého designu obsahujícího dvě vlákna. Tedy, DNA dvojitá spirála struktura podporuje replikaci dědičného materiálu.

Jak je pozoruhodně pravidelná konstrukce připravena pojmout sebeprosazující sekvenci bází, vzhledem k různým tvarům a velikostem pyrimidinů a purinů? Ve snaze odpovědět na tuto otázku Watson a Crick zjistili, že guanin lze kombinovat s cytosinem a adenin se může spárovat s thyminem na párování bází, které mají podobný tvar. 

Obrázek: Párování dusíkatých bází v DNA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:DNA_chemical_structure.svg

Tyto páry nukleotidových bází jsou drženy pohromadě nekovalentními silami, kterými jsou vodíkové vazby. Tento plán porovnávání bází byl potvrzen dřívějšími zkouškami základního složení DNA z různých druhů. 

V roce 1950 navrhl Erwin Chargaff, že podíly guaninu na cytosinu a adeninu na thyminu jsou u všech druhů, které se berou v úvahu, téměř podobné. 

Důležitost těchto ekvivalentů nebyla zřejmá, dokud nebyl uveden model Watson-Crick, když se ukázalo, že je jasné, že se zabývají základním aspektem struktury DNA. 

Separace zhruba 3.4 Á mezi následujícími páry bází je v difraktogramu dvojšnekové DNA velmi evidentní. 

Stohování nukleotidových bází poskytuje další stabilitu struktuře DNA dvojím způsobem.

V první řadě jsou sousední páry bází přitahovány k sobě prostřednictvím van der Waalsových sil. Van der Waalsovy síly jsou však minimální, do takové míry, že tyto asociace přispívají od 0.5 do 1.0 kcal na atom na mol. 

V dvojité šroubovici DNA je každopádně nespočet atomů ovlivněno van der Waalsovými silami a čistý dopad přidaný přes tyto atomy je významný. Kromě toho je dvojitá šroubovice DNA také stabilizována hydrofobními interakcemi, které vedou k expozici polárních skupin na povrchu dvojité šroubovice DNA a hydrofobních skupin ve vnitřku struktury. 

Stohování bází v DNA je preferováno přizpůsobením se tuhým pětičlenným prstencům přítomným v kostře cukru-fosfátu. Tuhá povaha cukrů ovlivňuje jak jednořetězcové, tak dvouřetězcové struktury DNA.

Strukturální rozdíly mezi DNA a RNA

RNA, podobně jako DNA, je dlouhý a nerozvětvený polymer obsahující nukleotidy spojené 3 '5' fosfodiesterovými vazbami. 

Kovalentní design RNA kontrastuje s designem DNA ve dvou ohledech. Jak již bylo zmíněno dříve a jak ukazuje jeho název, podjednotky cukru v RNA jsou Ribose na rozdíl od deoxyribóz. Za druhé, Ribose obsahuje 2 'OH skupinu, která není přítomna v deoxyribóze. 

Obrázek: Obrázek pro ilustraci strukturálních rozdílů mezi DNA a RNA
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Difference_DNA_RNA-EN.svg

Výsledkem je, že spolu se standardní 3 '5' fosfodiesterovou vazbou je pro RNA proveditelná další 2 '5' fosfodiesterová vazba. Tato 2 '5' fosfodiesterová vazba je významná při vypuzování intronů a spojování exonů pro uspořádání zralé mRNA. 

Dalším kontrastem je, že jedna ze čtyř nukleotidových bází nalezených v RNA je uracil (U) spíše než thymin (T). 

Důležitá poznámka: Každá fosfodiesterová vazba má záporný náboj. Tento záporný náboj odpuzuje nukleofilní druhy, například 

hydroxidové ionty; následně jsou fosfodiesterové vazby podstatně méně reaktivní vůči hydrolytickému napadení než jiné estery, jako jsou estery karboxylové kyseliny. 

Tato překážka je zásadní pro udržení integrity genetické informace uložené v nukleových kyselinách. Kromě toho 2'-hydroxylová skupina v DNA dále zvyšuje ochranu před hydrolýzou. 

Vyšší stabilita DNA pravděpodobně představuje její využití místo RNA jako genetického materiálu v každé jednotlivé buňce a ve většině virů.

Nukleová kyselina sestává ze čtyř druhů bází spojených s páteřní sítí cukr-fosfát

RNA a DNA jsou vhodné pro práci jako transportéry genetické informace využívající jejich kovalentní konstrukce. Tyto makromolekuly (polymery) jsou vyvíjeny z koncových spojů jejich monomerních jednotek. Každá monomerní jednotka (nukleotid) uvnitř polymeru (nukleová kyselina: DNA nebo RNA) obsahuje tři základní složky: dusíkatou bázi, pentózový cukr a fosfátovou skupinu. Uspořádání bází výjimečně vykresluje nukleovou kyselinu a řeší lineární formu genetické informace.

Geny překládají typ proteinů, které jsou vyžadovány buňkami. DNA však není bezprostřední šablonou pro syntézu bílkovin. 

Bezprostředním templátem pro syntézu proteinu je RNA (ribonukleová kyselina). Konkrétně třída RNA, známá jako messenger RNA (mRNA), působí jako informační nosič pro syntézu proteinů. Další RNA, jako je ribozomální RNA (rRNA) a transferová RNA (tRNA), také hrají zásadní roli v proteosyntéza. RNA polymerázy syntetizují všechny typy buněčné RNA pro přijímání instrukcí z DNA templátů. mRNA je produkována v reakci na transkripční události, zatímco tato mRNA působí jako templát pro translaci, která nakonec vede k tvorbě proteinů.

Tato progrese genetické informace závisí výhradně na genetickém kódu, který charakterizuje spojení mezi sekvencí nukleotidových bází v DNA (nebo v transkribované mRNA) a aminokyselinovou sekvencí v proteinu. 

Genetický kód je téměř identický u všech forem života: seskupení tří bází, nazývaných kodon, určuje aminokyselinu. Kodony v mRNA jsou postupně peruseny molekulami tRNA, které působí jako adaptorová molekula během syntézy protein na ribozomech. 

Ribozomy jsou komplexní asociace rRNA a asi 50 dalších typů proteinů. 

Posledním uvažovaným předmětem je přerušená vlastnost většiny genů nalezených v eukaryotech; vykazují exony a introny, které fungují jako mozaiky sekvencí nukleových kyselin. Exony i introny jsou přepsány DNA. Introny jsou však odstraněny ze zralých molekul mRNA. Přítomnost intronů a exonů má tedy zásadní význam pro vývoj bílkovin.

Nosnost genetické informace DNA

Pozoruhodným atributem řetězce nebo fragmentu DNA je jeho délka. Řetězec DNA by měl zahrnovat četné nukleotidy, které přenášejí genetickou informaci nezbytnou pro organismus. Například DNA z 

polyomavirus, který může způsobit malignitu u několika mikroorganismů, je jeho DNA dlouhá až 5100 nukleotidů. 

Můžeme vypočítat genetickou informaci přenášející kapacitu nukleových kyselin doprovodným způsobem. 

Každá pozice v dvojité šroubovici DNA je dvojice nukleotidových bází, které ji vztahují ke dvěma bitům informací (22 = 4). 

pokud má řetězec nukleové kyseliny 5100 nukleotidů, vztahuje se to na 2 × 5100 = 10,200 XNUMX bitů informací 

nebo 1275 bajtů informací jako (1 bajt = 8 bitů)

Genom E. coli je molekula DNA ve formě jediného kruhového chromozomu. Skládá se ze dvou řetězců 4.6 milionů nukleotidů, které se vztahují k 9.2 milionům bitů nebo 1.15 megabajtu dat. 

DNA ve vyšších obratlovcích jsou mnohem větší molekuly. Lidský genom například zahrnuje přibližně 3 miliardy nukleotidů rozdělených mezi 24 chromozomů [22 autosomů, x a y allosomy (pohlavní chromozomy)] různých velikostí. 

Jednou z nejvýznamnějších známých molekul DNA je asijský jelen (indický muntjak). Jeho genom je stejně rozsáhlý jako lidský genom, přesto je přítomen pouze ve třech chromozomech. 

Největší z těchto chromozomů má více než 1 miliardu nukleotidů. Pokud by se taková částice DNA dala úplně rozšířit, měla by délku více než 1 stopu. Několik rostlin také obsahuje podstatně větší částice DNA.

Přenos genetické informace

Dvojitá šroubovicová struktura DNA a přítomnost párů nukleotidových bází ilustrují proces replikace genetického materiálu. Sekvence nukleotidových bází jednoho řetězce dvojité šroubovice DNA určuje sekvenci nukleotidových bází druhého řetězce; základní párování komplementárního vlákna probíhá podle Chargaffova pravidla. Takto, 

Segregace řetězců dvojité šroubovice DNA funguje jako templát pro syntézu dvou nových řetězců. Tato nově vytvořená vlákna mají stejnou sekvenci jako sekvence mateřské DNA, protože obě vlákna procházejí replikací.

Následně, jak je DNA syntetizována (replikována), jeden z řetězců každé dceřiné DNA by byl z rodičovské DNA a další řetězec je nově syntetizován. Semikonzervativní mechanismus replikace DNA dosahuje tohoto šíření rodičovských řetězců DNA. 

Franklin Stahl a Matthew Meselson provedli úvodní pokus s touto teorií v roce 1958. Nejprve označili mateřskou DNA 15N, těžším izotopem dusíku, takže syntetizovaná DNA bude hustší než normální DNA. Dále byla značená DNA produkována E. coli a rostla v médiu obsahujícím 15NH4CI jako jediný zdroj dusíku. Poté, co byl dokončen krok replikace využívající těžší dusík, byly buňky E. coli poté přeneseny do média, které obsahovalo 14N, standardní izotop dusíku. 

Obecná otázka v každé mysli právě teď zní: Jaké je šíření 14N a 15N v částicích DNA po následných cyklech replikace? 

Uspořádání 14N a 15N bylo odkryto strategií centrifugace nebo sedimentace s hustotním gradientem. Nejprve bylo malé množství DNA solubilizováno v koncentrovaném roztoku chloridu cesného o hustotě (1.7 g cm3) blízké tloušťce DNA. 

Tento roztok byl později odstředěn a ekvilibrován. Ekvilibrace a difúze vytvořily gradient koncentrace chloridu cesného v centrifugační zkumavce, což vedlo k vytvoření gradientu hustoty (1.66 - 1.76 g cm3).

Fragmenty DNA se pohybují (pod vlivem odstředivé síly) podle jejich příslušných hustot v centrifugační zkumavce obsahující gradient hustoty chloridu cesného.

DNA se nahromadila a vytvořila úzký pás, který byl identifikován podle své vnitřní vlastnosti absorbovat ultrafialové světlo. Hybrid 14N DNA a 15N DNA řetězců vykazoval diskrétní pás, protože má hustotu mezi 14N duplexem a 15N duplexem. 

DNA byla získána z buněk E. coli v různých časech po přechodu z 15N na 14N obsahující růstové médium a poté centrifugována. 

Vyšetřování vzorků DNA ukázalo, že po jedné generaci byl pozorován jeden pás hybridní DNA. Pás byl nalezen někde mezi pásmy hustoty 14N DNA a 15N DNA. Absence pásu 15N DNA odráží, že rodičovská DNA nebyla během replikace zcela konzervována. 

Kromě toho absence 14N DNA pásu naznačuje, že veškerá dceřinná DNA je složena z řetězce 15N DNA. Tento poměr by měl být poloviční, protože hustota hybridního pásu DNA byla někde mezi hustotami 14N DNA a 15N DNA. 

Po dvou děleních v bakteriích existovalo ekvivalentní množství pásů DNA. Jedním z nich byl pás DNA hybridu a druhým pásem byla 14N DNA. Stahl a Meselson interpretovali z těchto výzkumů „že dochází k rovnoměrnému rozdělení dusíku v molekule DNA a každá dceřiná molekula obdrží jeden řetězec DNA se 14 N a druhý s 15N. Proces replikace se tedy označuje jako semikonzervativum pro DNA.

Výsledky Meselsonových a Stahlových experimentů jsou následující replikace DNA model navržený Watsonem a Crickem.

Obrázek: Experimentální návrh experimentu Meselsona a Stahla
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:OSC_Microbio_11_02_MesStahl.jpg

Terciární struktura DNA

Některé molekuly DNA jsou kruhové a nadzávitové

DNA u člověka chromozomy mají lineární strukturu. Studie, jako je elektronová mikroskopie, však odhalily, že kruhové molekuly DNA se také nacházejí v některých organismech. 

Důležitá poznámka: Slovo kruhový se používá ke zmínění kontinuity molekuly DNA, nikoli k jejímu morfologickému vzhledu.

Molekula DNA přítomná v buněčném prostředí se obvykle nachází v minimálním a kompaktním tvaru.

Poznámka:  Plně natažený chromozom E. coli má zhruba 1000krát větší průměr. 

Další jedinečná charakteristika vyšla na světlo, když se DNA transformuje do kruhové formy z lineární. Spirálová osa se otáčí a vytváří superšroubovici. 

Kruhová molekula DNA bez superhelických obratů se označuje jako uvolněná kruhová molekula DNA. 

Supercoiling je biologický jev, ke kterému dochází z následujících dvou důvodů:

- Nadšroubovicová DNA je mnohem kompaktnější než uvolněná DNA. 

- Za druhé, supercoiling reguluje odvíjecí a interakční schopnosti dvojité šroubovice DNA.

Strukturní analýza jednořetězcové DNA

Jednořetězcové molekuly nukleových kyselin obvykle vykazují mezimolekulární překrývání, aby si osvojily různé struktury. Během evoluce tedy nukleové kyseliny přizpůsobily různé struktury a konformace pro svůj přenos a ukládaly genetickou informaci, zejména molekuly RNA. 

Tato potvrzení a struktury jsou také nezbytné pro vyšší organismy, jako jsou ribozomy, které jsou komplexní asociací RNA a proteinů a hrají klíčovou roli při syntéze proteinů. 

Často se pozoruje, že jednoduchá struktura kmenové smyčky je pozorována, když má nukleová kyselina komplementární sekvence v molekule a tvoří párování molekulárních bází za vzniku dvojitých šroubovicových struktur z jedné molekuly nukleové kyseliny.

Obecně se tyto dvoušroubovité struktury vyrábějí podle vzoru párování bází Watson-Crick. Tyto struktury však také obsahují některé nepřizpůsobené báze (vypadají jako vypouklá oblast) a neodpovídající páry bází.

Tento nesoulad ovlivňuje fungování a skládání dvojité šroubovice DNA vyššího řádu vyvoláním odchylek od standardní struktury a destabilizací místní struktury nukleových kyselin.

Jednořetězcové nukleové kyseliny mohou dosáhnout mnohem složitějších struktur než kmenové smyčky interakcí s bázemi umístěnými daleko od sebe. Za tímto účelem se mohou se stabilizací těchto struktur spojit alespoň tři báze. 

Obrázek: Stem-Loop struktura se obecně nachází v nukleových kyselinách
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stem-loop.svg

V takových případech se akceptory a donory vodíkových vazeb, které se obecně účastní párování bází Watson-Crick, mohou také účastnit vodíkových vazeb v nestandardních párech bází. Kromě toho se na stabilizaci těchto struktur aktivně podílejí ionty silných kovů, jako je hořčík (Mg2 +).

Závěry

v tomto článku jsme diskutovali o struktuře DNA v podrobnosti, abyste získali lepší přehled do složení a struktury DNA a RNA. Chcete-li vědět více o struktuře vyššího řádu klikněte zde

Zanechat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

Přejděte na začátek