Wir erklären, wie die DNA aufgebaut ist, welche Typen es gibt und wie sie entdeckt wurde. Auch die Struktur der RNA.
Wie ist die DNA-Struktur?
Die molekulare Struktur von DNA (oder einfach die Struktur der DNA) ist die Art und Weise, wie sie biochemisch zusammengesetzt ist, d. h. sie ist die spezifische Organisationsform der Protein Ja Biomoleküle die das DNA-Molekül bilden.
Denken wir zunächst daran, dass DNA das Akronym für DesoxyriboNucleic Acid ist. DNA ist ein Nukleotid-Biopolymer, dh eine lange Molekülstruktur, die aus Segmenten (Nukleotiden) besteht, die wiederum aus einem Zucker (Ribose) und einer Stickstoffbase bestehen.
Die stickstoffhaltigen Basen der DNA können von vier Typen sein: Adenin (A), Cytosin (C), Thymin (T) oder Guanin (G) zusammen mit einer Phosphatgruppe. In der Sequenz dieser Verbindung sind alle genetischen Informationen von a Lebewesen, essentiell für die Proteinsynthese und reproduktive Vererbung, d. h. ohne DNA gäbe es keine Übertragung von Zeichen genetisch.
Bei Lebewesen Prokaryoten, DNA ist normalerweise linear und zirkulär. Aber in der Eukaryoten, die Struktur der DNA hat die Form einer Doppelhelix. In beiden Fällen handelt es sich um ein doppelsträngiges Biomolekül, d. h. aus zwei langen, antiparallel angeordneten (in entgegengesetzte Richtungen weisenden) Ketten: Ihre stickstoffhaltigen Basen liegen sich gegenüber.
Zwischen diesen beiden Ketten gibt es Wasserstoffbrücken, die sie zusammenhalten und in Form einer Doppelhelix haben. Traditionell gibt es drei Ebenen dieser Struktur:
- Primärstruktur. Es besteht aus der Sequenz verketteter Nukleotide, deren spezifische und punktuelle Sequenz die Genetische Information von jedem existierenden Individuum.
- Sekundärstruktur. Die oben erwähnte Doppelhelix komplementärer Ketten, in der die stickstoffhaltigen Basen nach einer strengen Reihenfolge verbunden sind: Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin. Diese Struktur variiert je nach Art der DNA.
- Tertiärstruktur. Es bezieht sich auf die Art und Weise, wie DNA in Strukturen gespeichert wird, die als bezeichnet werden Chromosomen, innerhalb der Zelle. Diese Moleküle müssen in einem endlichen Raum gefaltet und angeordnet werden, so dass sie bei prokaryotischen Organismen normalerweise in Form einer Superhelix erfolgen, während bei Eukaryoten eine komplexere Verdichtung aufgrund der größeren Größe der DNA, die den Eingriff anderer Proteine erfordert.
- Quartäre Struktur. Es bezieht sich auf das im Kern eukaryontischer Zellen vorhandene Chromatin, aus dem während der Zellteilung Chromosomen gebildet werden.
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Entdeckung der Struktur der DNA
James Watson (links) und Francis Crick (rechts)
Die spezifische molekulare Form der DNA wurde 1950 entdeckt, obwohl die Existenz dieser Art von biologischer Verbindung bereits seit 1869 bekannt war. Ihre Entdeckung wird hauptsächlich den Wissenschaftlern James Watson aus den USA und Francis Crick aus den USA zugeschrieben die Briten, die das Doppelhelix-Modell der DNA-Struktur vorschlugen.
Sie waren jedoch nicht die einzigen, die sich mit diesem Thema beschäftigten. Tatsächlich basierte seine Arbeit auf Informationen, die zuvor die Britin Rosalind Franklin, eine Expertin für Röntgenkristallographie, zur Bestimmung der Struktur der Moleküle.
Dank eines besonders scharfen Bildes, das Franklin damit erzielt hat Technik (das berühmte "Photograph 51") konnten Watson und Crick ein dreidimensionales Modell für die DNA ableiten und formulieren.
DNA-Typen
Durch das Studium seiner Struktur, d. h. seiner spezifischen dreidimensionalen Konformation, ist es möglich, drei Arten von DNA zu identifizieren, die in Lebewesen beobachtet werden:
- DNA-B. Dies ist die am häufigsten vorkommende Art von DNA in Lebewesen und das einzige, das dem von Watson und Crick vorgeschlagenen Doppelhelix-Modell folgt. Seine Struktur ist regelmäßig, da jedes Basenpaar die gleiche Größe hat, jedoch Rillen (nacheinander größer und kleiner) mit einer Abweichung von 35° gegenüber dem vorherigen hinterlassen, um den Zugang zu den stickstoffhaltigen Basen von außen zu ermöglichen.
- DNA-A. Diese Art von DNA tritt unter Bedingungen von knappen Feuchtigkeit und weniger Temperatur, wie in vielen Labors. Es weist wie B wiederkehrende Rillen auf, wenn auch mit unterschiedlichen Proportionen (breiter und flacher für die kleine Rille), zusätzlich zu einer offeneren Struktur, wobei die stickstoffhaltigen Basen weiter von der Achse der Doppelhelix entfernt und in Bezug auf die Horizontale stärker geneigt sind und symmetrischer in der Mitte.
- Z-DNA. Es unterscheidet sich von den vorherigen darin, dass es sich um eine Doppelhelix mit einer Linkskurve (linkshändig) in einem Zickzack-Skelett handelt und dass es in DNA-Sequenzen üblich ist, Purine und Pyrimidine (GCGCGC) abzuwechseln, sodass eine Konzentration von Kationen erforderlich ist größer als die von B-DNA. Es ist eine schmalere und längere Doppelhelix als die vorherigen.
RNA-Struktur
Im Gegensatz zur DNA erscheint RNA (Ribonukleinsäure) normalerweise nicht als Doppelhelix. Vielmehr ist die Struktur der RNA eine einzelne, einzelsträngige Sequenz von Nukleotiden. Seine stickstoffhaltigen Basen sind mit denen der DNA identisch, außer im Fall von Thymin (T), das in der RNA durch Uracil (U) ersetzt wird.
Diese Nukleotide sind miteinander verbunden durch Links Phosphodiester. Manchmal können sie Falten in der RNA-Kette erzeugen, wenn sie sich gegenseitig anziehen und so in kurzen Regionen bestimmte Arten von Schleifen, Helices oder Haarnadeln bilden.