DNA
DNA to kwas deoksyrybonukleinowy. Związek ten jest podstawą budowy nie tylko komórek, lecz całych organizmów – w tym człowieka. Został odkryty przez szwedzkiego chemika Friedricha w 1969 r., lecz jego struktura została poznana dzięki pracy Watsona i Cricka. Opis struktury podwójnej helisy został uhonorowany Nagrodą Nobla w 1962 r. Na DNA składa się łańcuch połączonych ze sobą nukleotydów.
Każda taka podjednostka składa się z:
- cząsteczki cukru – 2’-deoksyrybozy,
- reszty kwasu fosforowego,
- zasady azotowej
- cytozyny, adeniny, gunaniny, tyminy.
Łańcuchy układają się w kształt podwójnej helisy, gdzie skierowane wewnętrznie zasady azotowe łączą się mostkami wodorowymi. Istnieje uniwersalna zasada tworzenia się połączeń pomiędzy zasadami azotowymi.
Można spośród nich wyróżnić: – puryny – adenina (A), guanina (G), – pirymidyny – cytozyna (C), tymina (T).
Puryna łączy się zawsze z pirymidyną, a dokładniej:
- adenina z tyminą za pomocą wiązania podwójnego,
- cytozyna z guaniną za pomocą wiązania potrójnego.
Podstawowa funkcja DNA to zakodowanie informacji o strukturze i funkcjonowaniu organizmu oraz przekazywanie jej z pokolenia na pokolenie.
DNA występuje jako dwie nici połączone ze sobą wiązaniami pomiędzy zasadami azotowymi oraz skręconych wokół wspólnej osi – czyli pod postacią tzn. podwójnej helisy DNA. Nie jest to jednak ostateczna forma jego przechowywania w organizmie. W momencie nawinięcia jej na agregat histonowy, czyli białka H2a, H2B, H3 i H4, strukturę taką nazywamy nukleosomem. Gdy nukoleosomy połączy się krótkimi odcinkami DNA łączącego – powstaje nić chromatyny. Ulega ona dalszemu zawijaniu w solenoid. Jej dalsze zawijanie jest podstawą do powstania superhelis, a w ostateczności – chromosomu. Na tym etapie cząsteczka DNA jest 10 tysięcy razy krótsza od formy podwójnej helisy DNA.
Kod genetyczny to zapis w DNA, który daje informacje o sposobie dziedziczenia. Dla nukleotydu deoksyryboza i reszta kwasu fosforowego są niezmienne, dlatego opisuje się go za pomocą skrótu literowego zasady azotowej.
Kod genetyczny ma kilka właściwości:
- jest trójkowy – każdy z 22 produkowanych u człowieka aminokwasów jest kodowany przez sekwencję 3 nukleotydów,
- jest uniwersalny – dany triplet praktycznie zawsze, wśród wszystkich organizmów koduje ten sam aminokwas – z wyłączeniem genomu mitochondrialnego lub chloroplastów,
- jest niezachodzący – jeden nukleotyd należy do jednej trójki,
- jest bezprzecinkowy – pomiędzy kolejnymi trójkami nie ma znaków przestankowych, ani dodatkowych nukleotydów,
- jest wieloznaczny – dany aminokwas może być kodowany przez więcej niż jedną sekwencję.