Struktura chemiczna DNA. Wiązania wodorowe są zaznaczone linią przerywaną.

Widełki replikacyjne DNA

Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy), w skrócie DNA (od ang. Deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych . Występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych .

Skład i budowa

DNA jest liniowym , nierozgałęzionym biopolimerem , dla którego monomerem są nukleotydy . Nukleotydy zbudowane są z: pięciowęglowego cukru deoksyrybozy , którego grupa hydroksylowa znajdująca się przy ostatnim atomie węgla jest zestryfikowana resztą fosforanową, a pierwszy atom węgla połączony jest wiązaniem N-glikozydowym z jedną z czterech zasad azotowych : adeniny A i guaniny G ( zasady purynowe ) oraz cytozyny C i tyminy T ( zasady pirymidynowe ).

Powszechnie spotykaną modyfikacją DNA jest występowanie 5-metylocytozyny (m⁵C) w wyniku metylacji cytozyny. W DNA niektórych wirusów, np. bakteriofagów PBS2, zamiast tyminy występuje uracyl , (U), tworząc nukleozyd 2'-deoksyurydynę^[1]. 2'-Deoksyurydyna powstaje też w wyniku deaminacji C do U.

W skład cząsteczki DNA zwykle wchodzą dwa łańcuchy (DNA dwuniciowy), które biegną antyrównolegle (tzn. koniec jednego jest dokładnie naprzeciw początku drugiego). Łańcuchy owijają się wokół wspólnej osi i tworzą tzw. prawoskrętną podwójną helisę . Reszty cukrowe i fosforowe, połączone ze sobą wiązaniem fosfodiestrowym , znajdują się na zewnątrz helisy, natomiast zasady skierowane są do wnętrza i tworzą pary zasad połączone według wzoru:

A-T (A-U)

G-C

T-A (U-A)

C-G

Zasady połączone są wiązaniami wodorowymi . Cząsteczki DNA mogą być bardzo długie. U Homo sapiens ich długość (po "rozkręceniu chromosomów") dochodzi w sumie do 2 m, gdzie najdłuższa cząsteczka ma 23 cm. W ścisłym skręceniu DNA do postaci chromosomu biorą udział białka histonowe lub niehistonowe.

Każda z nici DNA ma na jednym końcu (oznaczanym jako koniec 5' ), przy ostatnim nukleotydzie wolną grupę fosforanową przy węglu 5' deoksyrybozy , a na drugim końcu (oznaczanym jako koniec 3' ) ostatni nukleotyd posiada wolną grupę hydroksylową przy węglu 3' deoksyrybozy. Ze względu na to, że helisa dwóch nici DNA jest spleciona w ten sposób, że jedna z nici zaczyna się od końca 5' a druga od końca 3', mówi się, że obie nici są względem siebie antyrównoległe.

Łańcuch nici DNA zawiera informację genetyczną o kolejności aminokwasów w białkach kodowaną w postaci trójek nukleotydowych odpowiadających odpowiednim aminokwasom podczas syntezy białka . Nazywamy to kodem genetycznym .

Po "rozpakowaniu" z chromosomów , cząsteczka ludzkiego DNA miałaby około 180 centymetrów !

Rodzaje DNA

DNA rozróżnia się pod względem:

• pochodzenia w czasie - aDNA
• funkcji: cDNA , mDNA, mtDNA , chlDNA , YDNA
• struktury
  • jednoniciowy DNA inaczej ssDNA
  • dwuniciowy DNA w formach: A-DNA, B-DNA, C-DNA^[2], E-DNA^[3], H-DNA^[4] P-DNA^[5], i Z-DNA^[6][7]
  • trójniciowy DNA
  • czteroniciowy DNA

Najważniejsze z nich przedstawiono w tabeli:

Rodzaj DNA/Funkcja	B-DNA	A-DNA	Z-DNA
liczba par zasad przypadająca na skręt helisy	10,4 (ok. 10,2 dla tzw. wysp CpG )	11	12
kąt skręcania między sąsiednimi parami zasad (w stopniach)	+ 34,6	+ 39,0	- 30,0
skok helisy (w nm )	3,54	2,53	4,56
kierunek skręcania	prawoskrętna	prawoskrętna	lewoskrętna
średnica helisy (w nm)	2,37	2,55	1,84
Fragment struktury

Struktura i funkcja DNA są niezależne i mogą występować łącznie lub nie.

Historia poznania

Ta sekcja jest . Jeśli możesz, .

• Autorami modelu podwójnej helisy DNA są James Watson i Francis Crick , na podstawie zdjęć krystalografii rentgenowskiej wykonanych przez Rosalind Franklin oraz Maurice'a Wilkinsa ^[8].

Za odkrycie w 1953 roku struktury DNA Watson, Crick i Wilkins otrzymali w 1962 Nagrodę Nobla (Rosalind Franklin zmarła na raka w 1958 ).

Przypisy

Zobacz też

Zagadnienia dotyczące budowy, struktury i funkcji DNA:

• kwasy nukleinowe , RNA
• T-DNA
• replikacja DNA
• biosynteza białka
• histony , chromatyna
• chloroplastowy DNA
• mitochondrialny DNA
• PNA

Zagadnienia genetyczne:

• gen
• kod genetyczny

Eksperymenty:

• eksperyment Griffitha
• eksperyment Hersheya-Chase

Inne:

• chemiczna synteza oligonukleotydów

Linki zewnętrzne

• Ewolucja genetyczna