Korisni savjeti

Kako izolirati DNK vlastitim rukama

Pin
Send
Share
Send
Send


Za dešifriranje strukture DNK radili su brojni veliki laboratoriji u Americi, Engleskoj i drugim zemljama. Uspjeh je došao do dva znanstvenika: Američki biolog J. Watson i engleski kemičar F. Crickkoji su udružili svoje napore i stvorili poznate DNK model dvostruke spirale.

U velikoj mjeri duguju uspjeh svog rada rezultatima prethodnih studija E. Chargaffa i R. Franklinda. Koristeći metodu kromatografije, Chargaf je već 1945. dao kvantitativnu procjenu sadržaja različitih sastojaka u DNK. Analizirao je uzorke DNK iz različitih organizama i pokazao da je kvantitativni sastav baza u različitim DNK različit i ovisi o njegovom izvoru. Dakle, DNA ima izraženu specifičnost vrsta. Uspostavio je sljedeće obrasce kemijskog sastava DNK, tzv Pravila Chargaff:

1) količina purinskih baza u molekuli DNA jednaka je broju pirimidinskih baza, tj. A + G = T + C,
2) količina adenina jednaka je količini timina (A = T), a količina gvanina jednaka je količini citozina (G = C), i stoga:

A + g= 1
T + C

No, unatoč strogim količinskim podudaranjima, DNA različitih vrsta razlikuje se u omjeru baza AT i GC. DNA izolirana iz stanica sisavaca bila je, u cjelini, bogatija od A i T od bakterijske, gdje su prevladavali G i C.

Rendgenska difrakcija obrazaca DNA molekule dobivena od Rosalind Franklind, koja je proučavala DNK rentgenskom difrakcijskom analizom, sugerirala je da je molekula uvijena u spiralu.

Na temelju tih podataka, Watson i Crick stvorili su model molekule DNA. Prema ovom modelu, DNA je biopolimer i sastoji se od dva polinukleotidna lanca uvijena u obliku dvostruke spirale. Svaki lanac je serijska veza monomera - nukleotida.

Kemijska formula nukleotida

Sastav DNA nukleotida uključuje šećer s pet ugljika - deoksiribozu, ostatak fosforne kiseline i jednu od četiri dušične baze. Pravila Chargeffa rekla su Watsonu i Cricku da bi u molekuli DNA trebalo postojati specifično spajanje baza - adenin s timinom i gvanin s citozinom. Tako su Watson i Crick prvi put formulirali najvažniji princip komplementarnosti prema kojem jedan lanac DNA molekule nadopunjuje drugi, tj. slijed baza u jednom lancu DNA jedinstveno određuje slijed baza u drugom (komplementarnom) lancu.

U svakom lancu, atom na položaju 5 'jednog pentoznog prstena povezan je preko fosfatne skupine s atomom na položaju 3' sljedećeg pentoznog prstena. Jedna od četiri baze pričvršćena je sa strane prstena za pentozu. Lanci su međusobno povezani vodikovim vezama između njihovih baza, dok adenin uvijek spaja dvostrukom vodikovom vezom s timinom (AT parovi), a gvanin s trostrukom vezom s citozinom (parovi G-C).

Lanci su antiparalni: nasuprot 5 '(fosfatnom) kraju jednog lanca nalazi se 3' (OH) kraj drugog lanca. Slijed nukleotida u DNA obično se piše u smjeru od kraja 5 'do 3'.

Umjesto timinske baze, uracil je prisutan u nukleotidima lanca RNA, a šećer s pet ugljikova riboza prisutan je kao ugljikohidratna komponenta.

Ispravnost modela Watson i Crick potvrđena su brojnim istraživanjima njegove strukture u širokom rasponu objekata. Međutim, uz uobičajene baze, u sastavu DNA pronađene su i dodatne takozvane "manje" baze koje nastaju kao rezultat metilacije adenina i citozina.

25 godina model Watson i Crick smatran je jedinom mogućom strukturom DNK. Međutim, kasnije je utvrđeno da molekula DNA može poprimiti drugačiji oblik ovisno o razini vlažnosti. Glavni oblik DNA je B-oblik (ili Watson-Cricova spirala). Njeni parametri: svaka zavojnica spirale sadrži 10 para nukleotida, duljina jedne zavojnice je 3,4 nm, promjer molekule je 2 nm. B-oblik je desna spirala. Još jedan desni oblik DNK (A-DNA) otkrio je R. Franklin. Javlja se u uvjetima niske vlažnosti. Njegovi parametri: 11 para para po okretaju, kut nagiba baze je 70 °, d je oko 2 nm. A-DNA se razlikuje od B-DNA po tome što su bazni parovi snažno gurnuti do periferije molekule, pa izgleda kao cijev na vrhu. Utvrđeno je da ako se u RNA pojave dvostruke regije, onda imaju oblik A čak i pri 100% vlažnosti.

DNK dvostruka spirala

Krajem 70-ih. Skupina američkog znanstvenika A. Richa uspjela je dobiti kratke fragmente DNA koji predstavljaju lijevu dvostruku spiralu. U ovoj spirali šećerna-fosfatna kralježnica karakterizira karakterističan cik-cak oblik, odakle je i nastao naziv Z-DNA. Pojava ove frakcije DNA u profazi mejoze poslužila je kao osnova za pretpostavku o sudjelovanju ovog oblika u provedbi makrogenetskih procesa: konjugacije i prelaska.

Nadalje je pokazano da, održavajući opći strukturni princip, lokalna struktura odsjeka molekule DNA uvelike varira ovisno o nukleotidnom sastavu i razini vlažnosti. Te se razlike mogu prepoznati po tvarima koje komuniciraju s DNK, prije svega enzimi. Postojanje različitih oblika DNK u potpunosti pobija raniju predodžbu o konzervativizmu ove molekule.

Pročitajte i ostale članke u temi 6, "Molekularna osnova nasljednosti":

Idite na čitanje ostalih tema o knjizi "Genetika i selekcija. Teorija. Zadaci. Odgovori":

Pogledajte video: Why domestic violence victims don't leave. Leslie Morgan Steiner (Lipanj 2020).

Pin
Send
Share
Send
Send