เราอธิบายว่าโครงสร้างของ DNA คืออะไร มีประเภทใดบ้าง และค้นพบได้อย่างไร อีกทั้งโครงสร้างของอาร์เอ็นเอ
โครงสร้างของ DNA เป็นอย่างไร?
โครงสร้างโมเลกุลของ ดีเอ็นเอ (หรือเรียกง่ายๆ ว่าโครงสร้างของ DNA) คือวิธีการประกอบขึ้นทางชีวเคมี กล่าวคือ เป็นรูปแบบเฉพาะของการจัดระเบียบของ โปรตีน Y ชีวโมเลกุล ที่ประกอบเป็นโมเลกุลดีเอ็นเอ
ในการเริ่มต้น ให้จำไว้ว่า DNA เป็นตัวย่อของกรด DeoxyriboNucleic DNA เป็นไบโอโพลีเมอร์ของนิวคลีโอไทด์ กล่าวคือ โครงสร้างโมเลกุลยาวประกอบด้วยส่วนต่างๆ (นิวคลีโอไทด์) ที่ประกอบเป็นน้ำตาล (ไรโบส) และฐานไนโตรเจน
เบสไนโตรเจนของ DNA สามารถมีได้สี่ประเภท: adenine (A), cytosine (C), thymine (T) หรือ guanine (G) พร้อมด้วยหมู่ฟอสเฟต ในลำดับของสารประกอบนี้ ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของ a สิ่งมีชีวิตจำเป็นต่อการสังเคราะห์โปรตีนและการถ่ายทอดทางพันธุกรรม กล่าวคือ หากไม่มี DNA ก็จะไม่มีการถ่ายทอดตัวอักษร พันธุกรรม.
ในสิ่งมีชีวิต โปรคาริโอต, DNA มักจะเป็นเส้นตรงและเป็นวงกลม แต่ใน ยูคาริโอต, โครงสร้างของ DNA อยู่ในรูปของเกลียวคู่ ในทั้งสองกรณี มันคือโมเลกุลชีวโมเลกุลสองสาย กล่าวคือ ประกอบด้วยสายโซ่ยาวสองสายที่จัดเรียงในลักษณะตรงกันข้าม (ชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม): ฐานไนโตรเจนของพวกมันหันเข้าหากัน
ระหว่างสายโซ่ทั้งสองนี้มีพันธะไฮโดรเจนที่ยึดเข้าด้วยกันและอยู่ในรูปของเกลียวคู่ ตามเนื้อผ้า โครงสร้างนี้มีสามระดับ:
- โครงสร้างหลัก. ประกอบด้วยลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ถูกล่ามโซ่ ซึ่งลำดับเฉพาะและตรงต่อเวลาเข้ารหัส ข้อมูลทางพันธุกรรม ของแต่ละคนที่มีอยู่
- โครงสร้างรอง เกลียวคู่ที่กล่าวถึงข้างต้นของโซ่เสริม ซึ่งฐานไนโตรเจนถูกเชื่อมเข้าด้วยกันตามคำสั่งที่เข้มงวด: อะดีนีนกับไทมีน และไซโตซีนกับกวานีน โครงสร้างนี้แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของดีเอ็นเอ
- โครงสร้างระดับตติยภูมิ หมายถึงวิธีที่ DNA ถูกเก็บไว้ภายในโครงสร้างที่เรียกว่า โครโมโซม, ข้างใน เซลล์. โมเลกุลเหล่านี้จะต้องพับและจัดเรียงในพื้นที่จำกัด ดังนั้นในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่เป็นโปรคาริโอต พวกมันมักจะทำในรูปแบบของเฮลิกส์ ในขณะที่ในกรณีของยูคาริโอตจะมีการบดอัดที่ซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากขนาดที่ใหญ่ขึ้นของ DNA ซึ่งต้องการการแทรกแซงของโปรตีนอื่นๆ
- โครงสร้างควอเทอร์นารี หมายถึงโครมาตินที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งเป็นที่ที่โครโมโซมเกิดขึ้นระหว่างการแบ่งเซลล์
มันสามารถให้บริการคุณ:จุลชีววิทยา
การค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอ
เจมส์ วัตสัน (ซ้าย) และ ฟรานซิส คริก (ขวา)
รูปร่างโมเลกุลจำเพาะของ DNA ถูกค้นพบในปี 1950 แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าการมีอยู่ของสารประกอบทางชีววิทยาประเภทนี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วตั้งแต่ปี 1869 การค้นพบนี้มีสาเหตุหลักมาจากนักวิทยาศาสตร์ James Watson จากประเทศสหรัฐอเมริกา และ Francis Crick จาก ชาวอังกฤษผู้เสนอแบบจำลองเกลียวคู่ของโครงสร้างของดีเอ็นเอ
อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่ใช่คนเดียวที่ตรวจสอบหัวข้อนี้ อันที่จริง งานของเขานั้นอิงจากข้อมูลที่ได้รับก่อนหน้านี้โดย British Rosalind Franklin ผู้เชี่ยวชาญด้านผลึกศาสตร์เอ็กซ์เรย์เพื่อกำหนดโครงสร้างของ โมเลกุล.
ต้องขอบคุณภาพที่คมชัดเป็นพิเศษที่แฟรงคลินได้รับจากสิ่งนี้ เทคนิค ("รูปถ่าย 51") ที่มีชื่อเสียง วัตสันและคริกสามารถอนุมานและกำหนดแบบจำลองสามมิติสำหรับดีเอ็นเอได้
ประเภทดีเอ็นเอ
จากการศึกษาโครงสร้างของมัน กล่าวคือ โครงสร้างสามมิติเฉพาะของมัน เป็นไปได้ที่จะระบุ DNA สามประเภทที่สังเกตพบในสิ่งมีชีวิต ซึ่งได้แก่:
- ดีเอ็นเอ-B. นี่คือ DNA ที่มีมากที่สุดใน สิ่งมีชีวิต และเป็นรุ่นเดียวที่เป็นไปตามรูปแบบเกลียวคู่ที่เสนอโดยวัตสันและคริก โครงสร้างของมันเป็นปกติ เนื่องจากฐานแต่ละคู่มีขนาดเท่ากัน แม้ว่าจะปล่อยให้ร่อง (ใหญ่ขึ้นและเล็กลงตามลำดับ) โดยมีความแตกต่าง 35 °เมื่อเทียบกับฐานก่อนหน้า เพื่อให้สามารถเข้าถึงฐานไนโตรเจนจากภายนอกได้
- ดีเอ็นเอ-เอ DNA ประเภทนี้ปรากฏในสภาวะที่หายาก ความชื้น และน้อยกว่า อุณหภูมิเช่นเดียวกับในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง มีลักษณะเหมือน B ร่องที่เกิดซ้ำแม้ว่าจะมีสัดส่วนต่างกัน (กว้างกว่าและตื้นกว่าสำหรับร่องเล็ก) นอกเหนือจากโครงสร้างที่เปิดกว้างมากขึ้น โดยมีฐานไนโตรเจนอยู่ห่างจากแกนของเกลียวคู่มากขึ้น โดยจะมีความลาดเอียงมากขึ้นเมื่อเทียบกับแนวนอน และมีความสมมาตรมากกว่าตรงกลาง
- ซี-ดีเอ็นเอ มันแตกต่างจากก่อนหน้านี้ตรงที่เป็นเกลียวคู่ที่มีการเลี้ยวซ้าย (มือซ้าย) ในโครงกระดูกซิกแซกและเป็นเรื่องปกติในลำดับดีเอ็นเอที่สลับ purines และ pyrimidines (GCGCGC) ดังนั้นจึงต้องมีความเข้มข้นของไอออนบวก มากกว่า B-DNA มันเป็นเกลียวคู่ที่แคบกว่าและยาวกว่าเกลียวก่อนหน้า
โครงสร้างอาร์เอ็นเอ
RNA (Ribonucleic Acid) ไม่เหมือนกับ DNA ที่มักจะไม่ปรากฏเป็นเกลียวคู่ แต่โครงสร้างของ RNA เป็นลำดับนิวคลีโอไทด์แบบสายเดี่ยว เบสไนโตรเจนของมันจะเหมือนกับเบสของ DNA ยกเว้นในกรณีของไทมีน (T) แทนที่ด้วย RNA ด้วย uracil (U)
นิวคลีโอไทด์เหล่านี้เชื่อมโยงกันโดย ลิงค์ ฟอสโฟไดสเตอร์ บางครั้งพวกมันสามารถสร้างรอยพับในสายโซ่ RNA เมื่อพวกมันดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดลูป เกลียว หรือกิ๊บบางประเภทในช่วงเวลาสั้น ๆ