Sisältö
- Neljä typpipohjaa
- Chargaffs sääntö
- Chargaffs sääntö selitetty
- Täydentävien tukien pariliitosääntöjen käyttäminen
Deoksiribonukleiinihappo (DNA) on mikä koodaa kaikkia solu geneettinen tieto maan päällä. Kaikki solujen elämä pienimmistä bakteereista valtameren suurimpaan valaanpintaan käyttää DNA: ta geneettisenä materiaalinaan.
merkintä: Jotkut virukset käyttävät DNA: ta geneettisenä materiaalinaan. Jotkut virukset käyttävät kuitenkin RNA: ta sen sijaan.
DNA on nukleiinihappotyyppi, joka koostuu monista alayksiköistä, joita kutsutaan nukleotideiksi. Jokaisella nukleotidilla on kolme osaa: 5-hiilinen riboosisokeri, fosfaattiryhmä ja typpipitoinen emäs. Kaksi täydentävät juosteet DNA: n kokoonpano tapahtuu typpipitoisten emästen välisen vety-sidoksen ansiosta, joka antaa DNA: lle mahdollisuuden muodostaa tikkaat kaltaisen muodon, joka kääntyy kuuluisaan kaksoiskierreeseen.
Sen sitoutuminen typpipitoisten emästen välillä mahdollistaa tämän rakenteen muodostumisen. DNA: ssa on neljä typpipitoista emäsvaihtoehtoa: adeniini (A), tymiini (T), sytosiini (C) ja guaniini (G). Jokainen emäs voi sitoutua vain toisiinsa, A T: n kanssa ja C G: n kanssa. Tätä kutsutaan täydentävä kantaparin muodostussääntö tai Chargaffs sääntö.
Neljä typpipohjaa
DNA-nukleotidi-alayksiköissä on neljä typpipitoista emästä:
Jokainen näistä emäksistä voidaan jakaa kahteen luokkaan: puriiniemäkset ja pyrimidiiniemäkset.
Adeniini ja guaniini ovat esimerkkejä puriiniemäkset. Tämä tarkoittaa, että niiden rakenne on typpeä sisältävä kuuden atomin rengas, joka on liitetty typpeä sisältävään viiden atomin renkaaseen, jolla on kaksi atomia kahden renkaan yhdistämiseksi.
Tyymiini ja sytosiini ovat esimerkkejä pyrimidiiniemäkset. Nämä emäkset koostuvat yhdestä typpeä sisältävästä kuuden atomin renkaasta.
merkintä: RNA korvaa tymiinin toisella pyrimidiiniemäksellä, nimeltään urasiili (U).
Chargaffs sääntö
Chargaff-sääntö, joka tunnetaan myös nimellä komplementaarinen emäsparien muodostussääntö, toteaa, että DNA-emäsparit ovat aina adeniini tymiinin (A-T) kanssa ja sytosiini guaniinin (C-G) kanssa. Puriini pariutuu aina pyrimidiinin kanssa ja päinvastoin. A ei kuitenkaan pari C: n kanssa, vaikka se olisi puriini ja pyrimidiini.
Tämä sääntö on nimetty tutkija Erwin Chargaffin mukaan, joka havaitsi, että melkein kaikissa DNA-molekyyleissä on adeniinin ja tymiinin sekä guaniinin ja sytosiinin pitoisuudet. Nämä suhteet voivat vaihdella organismien välillä, mutta todelliset A-pitoisuudet ovat aina olennaisesti yhtä suuret kuin T ja samat G: n ja C: n kanssa. Esimerkiksi ihmisillä on suunnilleen:
Tämä tukee täydentävää sääntöä, jonka mukaan A: n on oltava pari T: n kanssa ja C: n on oltava pari G: n kanssa.
Chargaffs sääntö selitetty
Miksi näin on?
Sen on tehtävä molemmat vety-sidos joka liittyy komplementaarisiin DNA - juosteisiin yhdessä vapaata tilaa kahden säikeen välissä.
Ensinnäkin niitä on noin 20 Å (angströmiä, joissa yksi angströmi on yhtä suuri kuin 10)-10 metriä) kahden komplementaarisen DNA-juosteen välillä. Kaksi puriinia ja kaksi pyrimidiiniä yhdessä vievät yksinkertaisesti liian paljon tilaa voidakseen mahtua kahden juosteen väliseen tilaan. Siksi A ei voi sitoutua G: n kanssa ja C ei voi sitoutua T: hen.
Mutta miksi et voi vaihtaa mitä puriinisidoksia minkä pyrimidiinin kanssa? Vastaus liittyy vety-sidos joka yhdistää emäkset ja stabiloi DNA-molekyylin.
Ainoat parit, jotka voivat luoda vedysidoksia tuossa tilassa, ovat adeniini tymiinin kanssa ja sytosiini guaniinin kanssa. A ja T muodostavat kaksi vety sidosta, kun taas C ja G muodostavat kolme. Sen nämä vety sidokset, jotka liittyvät kahteen juosteeseen ja stabiloivat molekyylin, joka antaa sille mahdollisuuden muodostaa tikkaat kaltaisen kaksoiskierre.
Täydentävien tukien pariliitosääntöjen käyttäminen
Tietäen tämän säännön voit selvittää komplementaarisen juosteen yhdelle DNA-juosteelle, joka perustuu vain emäsparisekvenssiin. Sanotaan esimerkiksi, että tiedät seuraavan DNA-juosteen sekvenssin:
AAGCTGGTTTTGACGAC
Täydentävän kantaparin muodostussääntöjen avulla voidaan päätellä, että komplementaarinen juoste on:
TTCGACCAAAACTGCTG
RNA-juosteet ovat myös komplementaarisia sillä poikkeuksella, että RNA käyttää urasiilia tymiinin sijasta. Joten, voit myös päätellä mRNA-juosteen, joka tuotettaisiin siitä ensimmäisestä DNA-juosteesta. Se olisi:
UUCGACCAAAACUGCUG