Käsitteet Biologia – 1 Kanadan Painos

1950-luvulla, Francis Crick ja James Watson työskentelivät yhdessä Cambridgen Yliopistossa, Englannissa, määrittää DNA: n rakenteen. Myös muut tiedemiehet, kuten Linus Pauling ja Maurice Wilkins, tutkivat aktiivisesti tätä alaa., Pauling oli löytänyt proteiinien sekundaarisen rakenteen röntgensäteiden kristallografian avulla. Röntgenkristallografia on menetelmä molekyylirakenteen tutkimiseksi havainnoimalla aineen kiteen läpi ammuttujen röntgensäteiden muodostamia kuvioita. Kuviot antavat tärkeää tietoa kiinnostavan molekyylin rakenteesta. Wilkinsin laboratoriossa tutkija Rosalind Franklin käytti röntgenkristallografiaa DNA: n rakenteen ymmärtämiseen. Watson ja Crick saivat yhdistettyä DNA-molekyylin palapelin Franklinin tietojen avulla (kuva 9.2)., Watsonilla ja Crickillä oli myös muiden tutkijoiden, kuten Chargaffin sääntöjen, saatavilla keskeisiä tietoja. Chargaff oli osoittanut, että neljä erilaista monomeerit (nukleotidit) läsnä DNA-molekyyli, kaksi tyypit olivat aina läsnä yhtä suurina määrinä ja loput kaksi olivat myös aina läsnä yhtä suurina määrinä. Tämä tarkoitti sitä, että ne olivat aina pareittain jollakin tavalla. Vuonna 1962, James Watson, Francis Crick ja Maurice Wilkins saivat Nobelin Lääketieteen Palkinnon työstään määritettäessä DNA: n rakenteen.,

Nyt harkita rakenne kahdenlaisia nukleiinihappoja, deoksiribonukleiinihapon (DNA) ja ribonukleiinihappo (RNA). Rakennuspalikoita DNA: n nukleotidit, jotka koostuvat kolmesta osasta: deoxyribose (5-hiilinen sokeri), fosfaatti ryhmä ja typpipitoisia base (Kuva 9.3). DNA: ssa on neljää typpiemästä., Adenine (A) and guanine (G) are double-ringed purines, and cytosine (C) and thymine (T) are smaller, single-ringed pyrimidines. The nucleotide is named according to the nitrogenous base it contains.

fosfaatti ryhmä yhden nukleotidin joukkovelkakirjojen kovalenttisesti ja sokeri molekyyli seuraava nukleotidi, ja niin edelleen, muodostaen pitkä polymeeri nukleotidin monomeerit. Sokeri–fosfaatti-ryhmien riviin ”selkäranka” jokaiselle single strand DNA, ja ytimissä pysyä pois tästä selkäranka. Hiiliatomien viiden hiilen sokeri on numeroitu myötäpäivään, alkaen happea 1′, 2′, 3′, 4′, ja 5′ (1′ luetaan ”yksi prime”)., Fosfaattiryhmä kiinnittyy yhden nukleotidin 5 ’hiileen ja seuraavan nukleotidin 3’ hiileen. Luonnollisessa tilassaan jokainen DNA-molekyyli koostuu itse asiassa kahdesta yksittäisestä säikeestä, jotka ovat pituudeltaan yhdessä emästen välissä olevien vetysidosten kanssa.

Watson ja Crick ehdotti, että DNA koostuu kahdesta osasta, jotka ovat kierretty toistensa ympärille muodostaen oikeakätinen helix, nimeltään double helix. Emäspari tapahtuu puriinin ja pyrimidiinin välillä: eli T-pareilla ja G-pareilla C., Toisin sanoen, adeniini ja tymiini ovat toisiaan täydentäviä base paria, ja sytosiini ja guaniini ovat myös toisiaan täydentäviä base paria. Tämä on perusta Chargaff ’ s sääntö, koska ne täydentävät toisiaan, siellä on niin paljon adeniini kuin tymiini DNA-molekyylin ja niin paljon guaniini kuin sytosiini. Adeniini ja tymiini on yhdistetty kaksi vety joukkovelkakirjoja, ja sytosiini ja guaniini on yhdistetty kolme vetysidokset., Kaksi säikeet ovat anti-rinnakkain luonteeltaan; että on, yksi säie on 3′ hiili sokeria ”ylöspäin” – asennossa, kun taas toinen säie on 5’ hiilidioksidin ylöspäin asentoon. Halkaisija DNA: n kaksoiskierre on yhtenäinen koko, koska puriini (kaksi rengasta) aina paria pyrimidiinin (yksi rengas), ja niiden yhteenlaskettu pituus on aina sama. (Kuva 9.4).

Siellä on toinen nukleiinihappo kaikissa soluissa nimeltään ribonukleiinihappo, tai RNA. DNA: n tavoin RNA on nukleotidien polymeeri. Kukin RNA: n nukleotideista koostuu typpiemäksestä, viiden hiilen sokerista ja fosfaattiryhmästä. RNA: n tapauksessa viiden hiilen sokeri on riboosia, ei deoksiriboosia., Riboosin hydroksyyliryhmä on 2 ’ hiilessä toisin kuin deoksiriboosissa, jossa on vain vetyatomi (Kuva 9.5).

RNA-nukleotidit sisältävät typpipitoiset emäkset adeniini, sytosiini ja guaniini., Kuitenkin, ne eivät sisällä tymiini, joka on sen sijaan korvattu urasiili, symboloi ”U.” RNA on yksijuosteinen molekyyli sijaan kaksinkertaisen pulaan helix. Molekyylibiologit ovat nimenneet tehtäviensä perusteella useita RNA-lajeja. Näitä ovat lähetti-RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA) ja ribosomaalinen RNA (rRNA)—molekyylit, jotka osallistuvat proteiinien tuotantoon DNA-koodista.,

Miten DNA On Järjestetty Solu

DNA on toimiva molekyyli; se on monistaa kun solu on valmis jakamaan, ja se on ”lukea” tuottaa molekyylejä, kuten proteiineja, suorittaa toimintoja solussa. Tästä syystä DNA on suojattu ja pakattu hyvin erityisellä tavalla. Lisäksi DNA-molekyylit voivat olla hyvin pitkiä. Yhden ihmisen solussa olevien DNA-molekyylien pituus olisi noin 2 metriä., Näin ollen DNA-solu on pakattava hyvin määräsi tapa sovittaa ja funktio sisällä rakenne (solu), joka ei näy paljaalla silmällä. Prokaryoottien kromosomit ovat monissa ominaisuuksissaan paljon eukaryoottien kromosomeja yksinkertaisempia (Kuva 9.6). Useimmissa prokaryooteissa on yksi, pyöreä kromosomi, joka löytyy sytoplasmasta, jota kutsutaan nukleoidiksi.

koko genomin yksi kaikkein hyvin tutkittu prokaryootit, Escherichia coli, joka on 4,6 miljoonaa emäsparia, joka pidentää matkaa noin 1.6 mm, jos ojensi. Miten tämä mahtuu pieneen bakteerisoluun? DNA kiertyy kaksoiskierteen yli niin sanotussa superkiillotuksessa., Joidenkin proteiinien tiedetään olevan mukana supercoilingissa; muut proteiinit ja entsyymit auttavat supercoiled-rakenteen ylläpitämisessä.

eukaryootit, joiden kromosomit koostuvat kukin lineaarisesta DNA-molekyylistä, käyttävät erityyppistä pakkausstrategiaa, jotta niiden DNA sopisi ytimen sisään. Perustasolla DNA kietoutuu histoneina tunnettujen proteiinien ympärille muodostaen nukleosomeiksi kutsuttuja rakenteita. DNA kietoutuu tiukasti histonin ytimen ympärille. Tämä nukleosomi liittyy seuraavaan lyhyt DNA-juoste, joka ei sisällä histoneja., Tämä tunnetaan myös ”helmiä narussa” rakenne; jaa twitteriinjaa ovat ”helmiä” ja lyhyiden DNA-välillä ne ovat ”merkkijono.”Nukleosomit, joiden DNA on kietoutunut niiden ympärille, pinoutuvat tiiviisti toisiinsa muodostaen 30 nm: n levyisen kuidun. Tämä kuitu on edelleen kasattu paksumpi ja kompakti rakenne. Tällä metafaasissa vaiheessa mitoosin, kun kromosomit ovat rivissä keskellä solun kromosomit ovat kaikkein tiivistetty. Ne ovat leveydeltään noin 700 nm, ja niitä esiintyy yhdessä rakennustelineiden proteiinien kanssa.,

interphase, vaiheessa solusyklin välillä mitoosien, jossa kromosomit ovat decondensed, eukaryoottisesta kromosomeja on kaksi eri alueita, jotka voidaan erottaa värjäystä. On tiiviisti pakattu alue, joka värjää tummaksi, ja vähemmän tiheä alue. Synkän värjäys alueet yleensä sisältävät geenejä, jotka eivät ole aktiivisia, ja ovat löytäneet alueilla sentromeeri ja telomeres. Kevyesti värjäytyvillä alueilla on yleensä aktiivisia geenejä, joiden DNA on pakattu nukleosomien ympärille, mutta ei enempää tiivistetty.,

Section Summary

The model of the double-helix structure of DNA was proposed by Watson and Crick., DNA-molekyyli on nukleotidien polymeeri. Jokainen nukleotidi koostuu typpiemäksestä, viiden hiilen sokerista (deoksiriboosi) ja fosfaattiryhmästä. On olemassa neljä typpipitoiset emäkset DNA, kaksi puriini (adeniini ja guaniini) ja kaksi pyrimidines (sytosiini ja tymiini). DNA-molekyyli koostuu kahdesta säikeestä. Kukin juoste koostuu nukleotideista, jotka ovat kiinnittyneet toisiinsa kovalenttisesti yhden fosfaattiryhmän ja seuraavan deoksiriboosisokerin välillä. Tästä selkärangasta laajentaa pohjat. Yhden juostesidoksen emäkset toisen juosteen emäksiin vetysidoksilla., Adeniini sitoutuu aina tymiiniin ja sytosiini aina guaniiniin. Liimaus aiheuttaa kaksi säikeiden kierre toistensa ympärille, muoto nimeltään double helix. Ribonukleiinihappo (RNA) on toinen soluissa esiintyvä nukleiinihappo. RNA on nukleotidien yksijuosteinen polymeeri. Se myös eroaa DNA: ta, että se sisältää sokeria riboosi, pikemminkin kuin deoxyribose, ja nukleotidin urasiili sijaan, tymiini. Erilaiset RNA-molekyylit toimivat prosessissa, jossa DNA: n geneettisestä koodista muodostuu proteiineja.

prokaryootit sisältävät yhden, kaksijuosteisen ympyräkromosomin., Eukaryootit sisältävät kromosomeihin pakattuja kaksijuosteisia lineaarisia DNA-molekyylejä. DNA-helix kietoutuu proteiinien ympärille muodostaen nukleosomeja. Proteiini kelat ovat edelleen kietoutunut, ja mitoosin ja meioosin aikana, kromosomit entistä suuresti rulla helpottaa niiden liikkumista. Kromosomeja on kaksi eri alueita, jotka voidaan erottaa värjäämällä, mikä eriasteisia pakkaus ja määritetään, onko DNA: n alueella on ilmaistu (euchromatin) tai ei (heterochromatin).,