We leggen uit wat de structuur van DNA is, welke soorten er bestaan en hoe het is ontdekt. Ook de structuur van RNA.
Hoe ziet de structuur van DNA eruit?
De moleculaire structuur van DNA (of simpelweg de structuur van DNA) is de manier waarop het biochemisch is samengesteld, dat wil zeggen, het is de specifieke vorm van organisatie van het eiwit ja biomoleculen waaruit het DNA-molecuul bestaat.
Laten we om te beginnen onthouden dat DNA het acroniem is voor DeoxyriboNucleic Acid. DNA is een nucleotide-biopolymeer, dat wil zeggen een lange moleculaire structuur die is samengesteld uit segmenten (nucleotiden) die op hun beurt zijn samengesteld uit een suiker (ribose) en een stikstofbase.
De stikstofbasen van DNA kunnen van vier soorten zijn: adenine (A), cytosine (C), thymine (T) of guanine (G), samen met een fosfaatgroep. In de volgorde van deze verbinding, alle genetische informatie van a levend wezen, essentieel voor eiwitsynthese en reproductieve overerving, dat wil zeggen, zonder DNA zou er geen overdracht van karakters zijn genetisch.
In levende wezens prokaryoten, DNA is meestal lineair en circulair. Maar in de eukaryoten, heeft de structuur van DNA de vorm van een dubbele helix. In beide gevallen is het een dubbelstrengs biomolecuul, dat wil zeggen, samengesteld uit twee lange ketens die antiparallel zijn gerangschikt (in tegengestelde richtingen wijzend): hun stikstofhoudende basen staan tegenover elkaar.
Tussen deze twee ketens bevinden zich waterstofbruggen die ze bij elkaar houden en in de vorm van een dubbele helix. Traditioneel zijn er drie niveaus van deze structuur:
- Primaire structuur. Het is samengesteld uit de sequentie van geketende nucleotiden, waarvan de specifieke en punctuele sequentie codeert voor de Genetische informatie van elk individu dat bestaat.
- Secundaire structuur. De eerder genoemde dubbele helix van complementaire ketens, waarin de stikstofbasen volgens een strikte volgorde zijn verbonden: adenine met thymine en cytosine met guanine. Deze structuur varieert afhankelijk van het type DNA.
- Tertiaire structuur. Het verwijst naar de manier waarop DNA wordt opgeslagen in structuren die chromosomen, binnen in de cel. Deze moleculen moeten worden gevouwen en gerangschikt in een eindige ruimte, dus in het geval van prokaryotische organismen doen ze dat meestal in de vorm van een superhelix, terwijl in het geval van eukaryoten een complexere verdichting wordt uitgevoerd, gezien de grotere omvang van de DNA, dat de tussenkomst van andere eiwitten vereist.
- Quaternaire structuur. Het verwijst naar het chromatine dat aanwezig is in de kern van eukaryote cellen, van waaruit chromosomen worden gevormd tijdens celdeling.
Het kan u van dienst zijn:Microbiologie
Ontdekking van de structuur van DNA
James Watson (links) en Francis Crick (rechts)
De specifieke moleculaire vorm van DNA werd in 1950 ontdekt, ondanks het feit dat het bestaan van dit type biologische verbinding al sinds 1869 bekend was. De ontdekking ervan wordt voornamelijk toegeschreven aan wetenschappers James Watson, uit de Verenigde Staten, en Francis Crick, uit de Britten, die het dubbele helixmodel van de structuur van DNA voorstelden.
Ze waren echter niet de enigen die dit onderwerp onderzochten. Zijn werk was in feite gebaseerd op informatie die eerder was verkregen door de Britse Rosalind Franklin, een expert in röntgenkristallografie om de structuur van de moleculen.
Dankzij een bijzonder scherp beeld dat Franklin hiermee heeft verkregen techniek (de beroemde "Foto 51"), waren Watson en Crick in staat om een driedimensionaal model voor DNA af te leiden en te formuleren.
DNA-types
Door de structuur ervan te bestuderen, dat wil zeggen de specifieke driedimensionale conformatie, is het mogelijk om drie soorten DNA te identificeren die in levende wezens worden waargenomen, namelijk:
- DNA-B. Dit is het meest voorkomende type DNA in levende wezens en de enige die het door Watson en Crick voorgestelde dubbele helix-model volgt. De structuur is regelmatig, aangezien elk paar basen dezelfde grootte heeft, hoewel er groeven (opeenvolgend groter en kleiner) achterblijven met een variatie van 35° ten opzichte van de vorige, om toegang tot de stikstofhoudende basen van buitenaf mogelijk te maken.
- DNA-A. Dit type DNA verschijnt in schaarse omstandigheden vochtigheid en minder temperatuur-, zoals die in veel laboratoria. Het vertoont, net als B, terugkerende groeven, hoewel van verschillende proporties (breder en ondieper voor de kleine groef), naast een meer open structuur, met de stikstofhoudende basen verder weg van de as van de dubbele helix, meer hellend ten opzichte van horizontaal en meer symmetrisch in het midden.
- Z-DNA. Het verschilt van de vorige doordat het een dubbele helix is met een bocht naar links (linkshandig) in een zigzagskelet, en het is gebruikelijk in DNA-sequenties die purines en pyrimidines afwisselen (GCGCGC), dus het vereist een concentratie van kationen groter dan die van B-DNA. Het is een smallere en langere dubbele helix dan de vorige.
RNA-structuur
In tegenstelling tot DNA verschijnt RNA (ribonucleïnezuur) meestal niet als een dubbele helix. In plaats daarvan is de structuur van RNA een enkele, enkelstrengs sequentie van nucleotiden. De stikstofbasen zijn identiek aan die van DNA, behalve in het geval van thymine (T), in RNA vervangen door uracil (U).
Deze nucleotiden zijn met elkaar verbonden door links fosfodiester. Soms kunnen ze plooien in de RNA-keten genereren wanneer ze elkaar aantrekken, en zo bepaalde soorten lussen, helices of haarspelden vormen tijdens korte regio's.