Dobbelt-helix struktur av DNA

I biologi er "dobbel helix" et begrep som brukes for å beskrive strukturen til DNA. En dobbelt helix av DNA består av to spiralkjeder av deoksyribonukleinsyre. Formen ligner den på en spiraltrapp. DNA er en nukleinsyre sammensatt av nitrogenholdige baser (adenin, cytosin, guanin og timin), et fem-karbon sukker (deoksyribose) og fosfatmolekyler. Nukleotidbasene av DNA representerer trappetrinnene i trappen, og deoksyribose- og fosfatmolekylene danner trappens sider.

Viktige takeaways

DNA kobles inn i kromosomer og tettpakket i cellekjernen av vår celler. Det vridende aspektet av DNA er et resultat av interaksjoner mellom molekylene som utgjør DNA og vann. De nitrogenholdige basene som omfatter trinnene til den snoede trappen holdes sammen av hydrogenbindinger. Adenin er bundet med tymin (A-T) og guaninpar med cytosin (G-C). Disse nitrogenholdige basene er hydrofobe, noe som betyr at de mangler affinitet for vann. Siden cellen cytoplasma og cytosol inneholder vannbaserte væsker, nitrogenholdige baser ønsker å unngå kontakt med cellevæsker. Sukker- og fosfatmolekylene som danner sukker-fosfatryggraden i molekylet er hydrofile, noe som betyr at de er vannelskende og har en tilhørighet til vann.

DNA er anordnet slik at fosfat og sukkerryggben er på utsiden og i kontakt med væske, mens nitrogenholdige baser er i den indre delen av molekylet. For ytterligere å forhindre at nitrogenholdige baser kommer i kontakt med celle væske, molekylet vrir seg for å redusere mellomrommet mellom nitrogenholdige baser og fosfat- og sukkerstrengene. At de to DNA-strengene som danner dobbelt helix er anti-parallelle hjelper også å vri molekylet. Anti-parallell betyr at DNA-strengene løper i motsatte retninger, og sikrer at strengene passer tett sammen. Dette reduserer potensialet for væske å sive mellom basene.

Den doble helixformen gir mulighet for DNA-replikasjon og protein syntese å oppstå. I disse prosessene avvikles det vridde DNAet og åpnes for å tillate en kopi av DNAet. Ved DNA-replikasjon avvikles den doble helixen og hver separerte streng brukes til å syntetisere en ny streng. Etter hvert som de nye strengene dannes, blir basene paret sammen til to DNA-molekyler med dobbelt helix er dannet fra et enkelt DNA-molekyl med dobbelt helix. DNA-replikasjon er nødvendig for prosessene av mitose og meiose å oppstå.

I proteinsyntesen er DNA-molekylet transkribert å produsere en RNA versjon av DNA-koden kjent som messenger RNA (mRNA). Messenger-RNA-molekylet er da oversatt å produsere proteiner. For at DNA-transkripsjon skal finne sted, må den dobbelte heliksen av DNA slappe av og la et enzym kalt RNA-polymerase transkribere DNAet. RNA er også en nukleinsyre, men inneholder basen uracil i stedet for timin. Ved transkripsjon, guaninpar med cytosin og adeninpar med uracil for å danne RNA-transkriptet. Etter transkripsjon lukkes DNAet og vrir seg tilbake til sin opprinnelige tilstand.

James Watson og... Æren for oppdagelsen av den dobbelthjulformede strukturen til DNA Francis Crick, tildelt en nobelpris for sitt arbeid. Å bestemme strukturen til DNA var delvis basert på arbeidet til mange andre forskere, inkludert Rosalind Franklin. Franklin og Maurice Wilkins brukte røntgenstrålediffraksjon for å finne ledetråder om DNA-strukturen. Røntgendiffraksjonsfoto av DNA tatt av Franklin, kalt "fotografi 51", viste at DNA-krystaller danner en X-form på røntgenfilm. Molekyler med en spiralformet form har denne typen X-form mønster. Ved å bruke bevis fra Franklins røntgendiffraksjonsstudie, reviderte Watson og Crick sin tidligere foreslåtte trippel-heliks-DNA-modell til en dobbelt-helix-modell for DNA.

Bevis oppdaget av biokjemikeren Erwin Chargoff hjalp Watson og Crick med å oppdage baseparring i DNA. Chargoff demonstrerte at konsentrasjonen av adenin i DNA er lik konsentrasjonen av timin, og konsentrasjonen av cytosin er lik guanin. Med denne informasjonen, var Watson og Crick i stand til å bestemme at bindingen av adenin til tymin (A-T) og cytosin til guanin (C-G) danner trinnene til den tvinnede trappeformen til DNA. Sukkerfosfatryggraden danner trappens sider.

• "Oppdagelsen av den molekylære strukturen av DNA - den doble helixen." Nobelprize.org, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.