Desoksüribonukleiinhape (DNA) on raku geneetiline plaan. See kodeerib kogu teabe, et rakk saaks paljuneda, valke toota ja korralikult funktsioneerida. Kuigi võib tunduda, et oleme alati teadnud, et DNA moodustas kaksikheeliksi, ei olnud see struktuur veel mõnikümmend aastat tagasi teada. DNA-l on väga keeruline struktuur, mille dešifreerimiseks kulus palju aastaid. Tänapäeval teame täpselt, kuidas DNA välja näeb ja kuidas see toimib.
1
Joonistage desoksüriboossuhkur. Desoksüriboossuhkur moodustab osa DNA suhkru-fosfaatkarkassist. Teine oluline rühm on fosfaatrühm, mida arutatakse järgmises etapis. Desoksüriboos moodustab 5 süsiniku ja hapnikuga tsüklistruktuuri. Teised vesiniku- ja hüdroksiidrühmad täiendavad suhkrut. Desoksüriboosi nimetatakse pentoossuhkruks, kuna tsükli struktuur on viisnurga kujuline. Suhkru süsinikud on nummerdatud 1′ (üks algarvu) kuni 5′ (viis algarvu), alustades esimene süsinik on rõnga paremal küljel ja liigub päripäeva. Deoksüriboos sarnaneb riboosi suhkrurühmaga, kuid selles on ühe võrra vähem hapnikku, seega “desoksü” nimes.
2
Kinnitage fosfaatrühm. Fosfaatrühmas on 1 vesinik, 1 fosfaat ja 4 hapnikku. Fosfaatrühm kinnitub desoksüriboosi 5′ süsiniku külge, moodustades ühe “suhkru-fosfaadi” ploki, mis moodustab selgroo. See DNA karkass kordub iga fosfaatrühmaga, mis kinnitub desoksüriboosi 5′-otsa ja moodustab fosfodiestersidemeid. järgmise desoksüriboosi molekuli 3′ otsaga. Nii nagu me üldiselt loeme vasakult paremale, loetakse DNA-d alati 5′ kuni 3′. Terminaalne fosfaatrühm on 5′ otsas ja terminaalne hüdroksüülrühm on 3′ ots.
3
Määratlege lämmastiku alused. DNA-s on 4 lämmastikualust, mis kodeerivad kogu geneetilist teavet: adeniin (A), tsütosiin (C), guaniin (G) ja tümiin (T). Lämmastikalused on süsinikust, vesinikust, lämmastikust ja hapnikust moodustunud ringstruktuurid. Adeniin ja guaniin on suured kahetsüklilise struktuuriga, samas kui tsütosiin ja tümiin on väiksemad, koosnedes ühest tsüklist. Tsytosiini ja tümiini tuntakse pürimidiinidena ja neil on kuusnurkne tsükli struktuur. Adeniini ja guaniini tuntakse puriinidena ja neil on 1 kuusnurkne tsükkel. kinnitatud 1 viisnurkse rõnga külge. 1 rõngaga aluseid saab siduda ainult 2 rõngaga alustega; seega paarib A alati T-ga ja G alati C-ga.
4
Nukleotiidi moodustamiseks ühendage lämmastikalus. Lämmastikalus kinnitub alati desoksüriboosi molekuli 1′ süsiniku külge. Suhkru, fosfaadi ja lämmastikaluse täielikku molekuli nimetatakse nukleotiidiks. Paljud nukleotiidid ühinevad, moodustades DNA ahela. Pidage meeles, et DNA moodustavad 2 komplementaarset ahelat. Kiud kulgevad vastassuundades ja on paralleelsed. Näiteks üks kiud ulatub 3’st 5’ni, teine aga 5’st 3’ni. Kuid DNA replikatsiooni ajal loeb DNA polümeraas 5′ kuni 3′.
5
Mõistke baaside sidumist. Iga DNA nukleotiid sisaldab ühte lämmastikku sisaldavat alust: kas puriini (2 tsüklit) või pürimidiini (1 tsükkel). Puriin peab DNA õige struktuuri moodustamiseks alati paaristuma pürimidiiniga. Adeniin paaritub alati tümiiniga, tsütosiin aga alati guaniiniga. Seda nimetatakse komplementaarseks aluspaariks. Iga aluspaari hoiavad koos vesiniksidemed. G ja C vahel on 3 vesiniksidet ning A ja T vahel 2 vesiniksidet. Need nõrgad vesiniksidemed võimaldavad ahelaid kergesti lahti murda, kui neid on vaja raku replikatsiooni käigus kopeerida.
6
Pange kõik kokku, et luua DNA ahel. DNA keerdub nagu keerdtrepp topeltheeliksiks. Suhkru-fosfaadi selgroog on alati trepi välimine või “käsipuud”. Lämmastikku sisaldavad alused asuvad konstruktsiooni siseküljel ja neid võib pidada tegelikeks “treppideks”. 3′ otsas on alati suhkrurühm, samas kui 5′ ots on alati fosfaat.DNA ahela lihtsustatud versiooni saate joonistada, joonistades 2 üksteise ümber keerduvat karkassi ja seejärel joonistades jooned, mis tähistavad selgrooliinide vahelisi lämmastikualuseid. DNA kaksikahela olemuse tõttu heeliksi ja täiendava aluspaari puhul on laiem vahe (peavagu) ja kitsam vahe (väike soon). Need sooned on kohad, kus valgud saavad geene siduda ja reguleerida.
7
Harjutage mõne näitega baaside sidumist. Igal DNA ahelal on komplementaarne ahel, mis sellega paaritub. Täiendavate ahelate väljakirjutamise harjutamine aitab teil DNA-st paremini mõista. Pidage meeles, et iga DNA ahelat loetakse 5′ kuni 3′ ja selle komplementaarne ahel kirjutatakse vastupidises suunas. Kirjutage komplementaarne ahel järgmisele: 5′-CTGAGGGACCTTTCAGGTA-3′. Komplementaarne ahel on 3′- GACTCCCTGGAAAGTCCAT-5′ .
8
Tehke mälukaarte. Mälukaardid on üks parimaid viise asjade meeldejätmiseks ja nende teadmiste tugevdamiseks. Tehke kõikidele aluspaaridele kaardid, et meeles pidada, millised neist paarituvad ja kas need on puriinid või pürimidiinid. Samuti saate teha struktuuride piltidega mälukaarte, et saaksite neid testis nähes hõlpsasti ära tunda.
9
Harjutage struktuuri joonistamist. Teine hea viis DNA struktuuri õppimiseks ja mõistmiseks on seda mitu korda joonistada. Kordamine on õppimiseks ja meeldejätmiseks oluline. Kui harjutate struktuuri joonistamist paar korda nädalas, muutub see peagi väga lihtsaks. Märgistage joonistamise ajal kõik olulised funktsioonid, et need ka teie mällu jääksid.
10
Aluspaaride meeldejätmiseks kasutage mnemoonikat. Mnemoonika on mälunipid, mis aitavad teil keerukaid asju hõlpsalt meelde jätta. Seal on käputäis mnemoonikaid, mille abil saate meeles pidada, millised alused omavahel paarituvad. Valige see, mis teile kõige paremini sobib, või koostage oma. “Ringi tähed C ja G paarituvad üksteisega, samas kui pulga tähed A ja T paarituvad kokku. Pidage meeles fraasi “Mulle meeldib et vaadata George Clooneyt. Et meeles pidada, millised alused on pürimidiinid versus puriinid: “Mõelge Turksi ja Caicose püramiididele” (T ja C on pürimidiinid) ja “Kõik kuld on puhas” (AG on keemiline sümbol kulla puhul on A ja G puriinid). Või kasutage fraasi “LÕIKA PÜA (pirukas), et meeles pidada, millised on pürimidiinid.