Bookshelf

DNA Is een dubbele Helix

DNA bestaat uit twee zij-aan-zij ketens (“strengen”) van nucleotiden die in de vorm van een dubbele helix zijn gedraaid. De twee nucleotidebundels worden samengehouden door zwakke associaties tussen de basissen van elke bundel, die een structuur als een wenteltrap vormen (figuur 2-2). Het achterste van elke streng is een herhalend fosfaat-deoxyribose suikerpolymeer. Deugar-fosfaatbindingen in deze ruggengraat worden fosfodiësterbonds genoemd. De gehechtheid van de fosfodiësterbindingen aan de suikergroepenis belangrijk in het beschrijven van de manier waarop een nucleotideketen wordt georganiseerd.Merk op dat de koolstoffen van de suikergroepen zijn genummerd van 1 “tot en met 5”. Een deel van de fosfodiësterbinding is tussen het fosfaat en de 5 ‘koolstof van deoxyribose, en de andere is tussen het fosfaat en de 3’ koolstof van DeOxyRibose. Aldus, wordt elke suiker-fosfaat backbone gezegd om een 5 ‘- aan-3 ‘ polariteit te hebben, en het begrijpen van deze polariteit is essentieel in het begrijpen hoe DNAfulfills zijn rollen. In de double-stranded molecule van DNA, zijn de twee backbones in tegenovergestelde,of antiparallel, oriëntatie, zoals getoond in Figuur 2-2. Onestrand is 5’ → 3 ‘georiënteerd; de andere streng, hoewel 5′ → 3′, loopt in de tegenovergestelde richting, of, op een andere manier bekeken, is 3′ → 5’.

de basen zijn bevestigd aan de 1′ koolstof van elke desoxyribose suiker in de backbon van elke streng. De interactie tussen paren basissen, één van elke bundel, houden de twee bundels van de molecule van DNA samen. De basissen van DNA interacteren volgens een zeer duidelijke regel, namelijk, dat er slechts twee soorten basenparen zijn: A·T en G·C. De basissen in deze twee basenparen worden gezegd complementair te zijn. Dit betekent dat bij elke “stap” van het trapvormige dubbelstrengs DNA-molecuul de enige basis-tot-basisassociaties tussen de twee strengen kunnen bestaan zonder het dubbelstrengs DNA-molecuul wezenlijk te verstoren, A·T en G·C.

De Associatie van A met T en G met C is door waterstofbindingen.Het volgende is een voorbeeld van een waterstofbinding:

elk waterstofatoom in de NH2-groep is licht positief (δ+) omdat het stikstofatoom de elektronenin de NH–binding neigt aan te trekken, waardoor het waterstofatoom lichtjes elektronen tekort komt. Het zuurstofatoom heeft zes niet-gebonden elektronen in zijn buitenste schil, waardoor het licht negatief (δ−) wordt. Een waterstofbinding vormt zich tussen een licht positief h en een licht negatief atoom-in dit voorbeeld O. Waterstofbindingen zijn zwak (slechts ongeveer 3 procent van de sterkte van een covalente binding), maar deze zwakheid (zoals we zullen zien) is belangrijk voor de rol van het DNA-molecuul in erfelijkheid.Een ander belangrijk chemisch feit: de waterstofbinding is veel sterker als de deelnemende atomen” naar elkaar wijzen ” (dat wil zeggen als hun bindingen in uitlijning zijn), zoals getoond in de schets.

merk op dat omdat het G·C-paar drie waterstofbindingen heeft, terwijl het A·T-paar slechts twee heeft, men zou voorspellen dat DNA dat veel G·C-paren bevat stabieler zou zijn dan DNA dat veel A·T-paren bevat. In feite wordt deze voorspelling bevestigd. De hitte veroorzaakt de twee bundels van de dubbele schroef van DNA om te scheiden (aprocess genoemd het smelten van DNA of DNAdenaturation); het kan worden aangetoond dat DNA ‘ s met hogere g+c-inhoud hogere temperaturen vereisen om hen te smelten.

hoewel waterstofbindingen individueel zwak zijn, worden de twee strengen van het Dnamolecuul relatief stabiel bij elkaar gehouden omdat er een aantal van deze bindingen is. Het is belangrijk dat de bundels door dergelijke zwakke interactie worden geassocieerd, aangezien zij tijdens Dnareplicatie en tijdens transcriptie in RNA moeten worden gescheiden.

de twee gepaarde nucleotidestrengen nemen automatisch een dubbel helicale configuratie aan (Figuur 2-3), voornamelijk door interactie van de basenparen. De basisparen, die vlakke vlakke structuren zijn, stapelen zich op elkaar in het midden van de dubbele helix.Stapelen (Figuur 2-3c) draagt bij aan de stabiliteit van het DNA-molecuul door het uitsluiten van watermoleculen uit de ruimte tussen de basenparen. De meest stabiele vorm die het gevolg is van de basis stapelen is een dubbele helix met twee verschillende maten groeven die rond in een spiraal.Dit zijn de grote groef en de kleine groef, die te zien is in de modellen. Een enkele bundel van nucleotiden heeft geen spiraalvormige structuur; helicalshape van DNA hangt volledig van het in paren rangschikken en het stapelen van de basissen in antiparallel bundels af.