Montage des Double Helix: Die Struktur der DNA

Nukleotide sind die wahren Bausteine ​​von DNA. Es gibt drei Komponenten eines einzelnen Nukleotid: eine Desoxyribose Zucker, ein Phosphat und eine der vier Basen. Um eine vollständige DNA-Molekül bilden, Single Nucleotide verbinden Ketten zu bilden, die als passende Paare kommen zusammen und bilden lange Doppelstränge. Dieser Artikel führt Sie durch den Montageprozess.

DNA existiert normalerweise als ein doppelsträngiges Molekül. In Lebewesen, neue DNA-Stränge sind immer zusammen eine vorbestehende Strang als Muster.

Beginnend mit einem: einen einzelnen Strang Weberei

Hunderttausende von Nukleotiden miteinander verbinden einen DNA-Strang zu bilden. Aber sie haben nicht wahllos anschließen. Nucleotiden sind ein bisschen wie Münzen, dass sie zwei "Seiten" - ein Phosphat-Seite und eine Zuckerseiten. Nucleotiden kann nur eine Verbindung herzustellen durch Phosphate Zucker verbinden. Die Basen aufzuwickeln parallel zueinander (wie Münzen gestapelt) und der Zucker und Phosphate senkrecht auf den Stapel von Basen ausgeführt werden. Ein langer Strang von Nukleotiden auf diese Weise zusammengestellt heißt ein Polynukleotid Strang (Poly was bedeutet, viele).

Aufgrund der Art, die chemischen Strukturen sind nummeriert, hat DNA nummeriert "endet." Das Phosphat Ende wird bezeichnet als die 5 '(5-prime) Ende, und der Zucker Ende als 3 bezeichnet "(3-prime) Ende. Die Bindungen zwischen einem Phosphat und zwei Zuckermoleküle in einem Nukleotid-Strang sind ein kollektiv genannt Phosphodiesterbindung. Dies ist eine andere Art zu sagen, dass zwei Zucker miteinander verbunden sind, durch eine Phosphat dazwischen.

Nachdem sie gebildet sind, DNA-Stränge nicht genießen Single- sie immer für ein Spiel suchen ist. Die Anordnung, bei der der DNA-Stränge zusammenpassen ist sehr, sehr wichtig. Eine Reihe von Regeln diktieren, wie zwei einsame DNA-Stränge ihre perfekte Übereinstimmungen und gibt schließlich den Star der Show bilden, das Molekül Sie gewartet haben - die Doppelhelix.

Das Verdoppeln: der zweite Strang Hinzufügen

Eine vollständige DNA-Molekül

• Zwei Seite-an-Seite Polynucleotidstränge miteinander verdrillt.
• paarweise in der Mitte des Moleküls gebundenen Basen.
• Zucker und Phosphate auf der Außenseite, eine Formungs "backbone".

Wenn Sie einen DNA-Doppelhelix zu entwirren waren und es flach lag, wäre es viel wie eine Leiter suchen. Die Basen sind miteinander in der Mitte angebracht, um die Sprossen zu machen, und die Zucker sind miteinander durch Phosphate die Seiten der Leiter zu bilden. Es klingt ziemlich einfach, aber diese Leiteranordnung hat einige Besonderheiten.

Wenn Sie die Leiter in zwei Polynukleotidsträngen zu trennen waren, würden Sie sehen, dass die Stränge in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Die Positionen des Zuckers und der Phosphat geben Nukleotiden Köpfe und Schwänze, zwei unterschiedliche Enden. Die Kopf-Zahl (oder in diesem Fall, 5'-3 ') Orientierung gilt auch hier. Das Kopf-an-Schwanz-Anordnung heißt antiparallel, Das ist eine andere Art zu sagen, parallel und in entgegengesetzte Richtungen laufen. Ein Teil der Grund müssen die Stränge so ausgerichtet werden, ist zu gewährleisten, dass die Abmessungen des DNA-Moleküls sind auch entlang seiner gesamten Länge. Wenn die Stränge in einer parallelen Anordnung zusammengefügt wurden, würden die Winkel zwischen den Atomen alle falsch sein, und die Stränge würden nicht zusammenpassen.

Das Molekül wird garantiert alle über die gleiche Größe zu sein, weil die passenden Basen ergänzen einander, so dass ganze Stücke, die alle gleich groß sind. Adenin ergänzt Thymin, Guanin und Cytosin ergänzt. Die Basen immer entsprechen in diesem komplementär oben. Daher wird in jedem DNA-Molekül, wobei die Menge einer Base zu der Menge der komplementären Basen gleich. Dieser Zustand ist bekannt als Chargaff-Regeln.

Ein wichtiges Ergebnis der komplementären Paarung 'Basen ist die Art und Weise, in der die Stränge aneinander binden. Wasserstoffbrücken bilden zwischen den Basenpaaren. Die Anzahl der Bindungen zwischen den Basenpaaren differs- G-C-Paare drei Bindungen haben, und A-T-Paare haben nur zwei. Jedes DNA-Molekül hat Hunderttausende von Basenpaaren, und jedes Basenpaar-Mehrfachbindungen hat, so dass die Sprossen der Leiter sind miteinander sehr stark gebunden.

Wenn in einer Zelle, drehen sich die beiden Stränge der DNA sanft um einander wie eine Wendeltreppe. Die antiparallele Anordnung der beiden Stränge ist es, was die Drehung verursacht. Da die Stränge in entgegengesetzte Richtungen laufen, ziehen sie die Seiten des Moleküls in entgegengesetzte Richtungen, die ganze Sache zu verursachen um sich zu verdrehen.

Die meisten natürlich vorkommenden im Uhrzeigersinn DNA-Spiralen. Eine vollständige Verdrillung (oder vollständige Umdrehung) erfolgt alle zehn Basenpaaren oder so, mit den Basen sicher auf der Innenseite der helix geschützt. Die Spiralform ist eine Möglichkeit, dass die Informationen, die DNA trägt, ist vor Beschädigung geschützt, die in Mutation führen kann.

Es gibt ein paar zusätzliche Details über DNA, die Sie wissen müssen:

• Ein DNA-Strang wird durch die Anzahl der Basenpaare gemessen hat.
• Die Sequenz von Basen in der DNA ist nicht zufällig. Die genetische Information in der DNA in der Reihenfolge der Basenpaare getragen. In der Tat sind die Gene in den Basensequenzen kodiert.
• DNA verwendet einen vorher existierenden DNA-Strang als ein Muster oder eine Vorlage in den Montageprozess. DNA einfach nicht auf seine eigene Form. Das Verfahren zur Herstellung eines neuen DNA-Strang Herstellung eines bereits existierenden Strang unter Verwendung heißt replication.