U biologiji "dvostruka spirala" je pojam koji se koristi za opisivanje strukture DNA. DNK dvostruka spirala sastoji se od dva spiralna lanca deoksiribonukleinske kiseline. Oblik je sličan onom spiralnog stubišta. DNK je a nukleinske kiseline sastavljen od dušičnih baza (adenin, citozin, gvanin i timin), molekula šećera s pet ugljika (deoksiriboza) i fosfata. Nukleotidne baze DNA predstavljaju stepenice stubišta, a molekule deoksiriboze i fosfata tvore strane stubišta.
Ključni odvodi
- Dvostruka spirala biološki je termin koji opisuje cjelokupnu strukturu DNK. Njegova dvostruka spirala sastoji se od dva spiralna lanca DNA. Ovaj dvostruki oblik spirale često se vizualizira kao spiralno stubište.
- Uvijanje DNK rezultat je i hidrofilnih i hidrofobnih interakcija između molekula koje sadrže DNK i vodu u stanici.
- I replikacija DNK i sinteza proteina u našim stanicama ovise o obliku dvostruke helikostnosti DNK.
- Dr. James Watson, dr. Francis Crick, dr. Rosalind Franklin i dr. Maurice Wilkins svirali su ključne uloge u rasvjetljavanju strukture DNK.
Zašto je DNA uvijena?
DNA se umotava kromosomi i čvrsto spakiran u jezgra Od našeg Stanice. Asistent aspekta DNK rezultat je interakcija između molekula koje čine DNK i vode. Dušične baze koje čine korake upletenih stubišta povezane su vodikovim vezama. Adenin je povezan sa timinom (A-T), a par gvanina s citozinom (G-C). Ove dušične baze su hidrofobne, što znači da im nedostaje afinitet prema vodi. Otkad je ćelija citoplazma a citosol sadrži tekućine na bazi vode, azotne baze žele izbjeći kontakt sa staničnim tekućinama. Molekule šećera i fosfata koji tvore šećero-fosfatnu okosnicu molekule su hidrofilne, što znači da vole vodu i imaju afinitet prema vodi.
DNA je raspoređena tako da su fosfat i okosnica šećera izvana i u kontaktu s tekućinom, dok su dušične baze u unutrašnjem dijelu molekule. Kako bi se dalje spriječilo da dušične baze dođu u kontakt sa ćelija Tekućina, molekula se uvija kako bi smanjila prostor između dušičnih baza i lanca fosfata i šećera. Činjenica da su dva lanca DNK koja tvore dvostruku spiralu anti-paralelna pomaže i u uvijanju molekule. Anti-paralelno znači da se DNA lanci odvijaju u suprotnim smjerovima, osiguravajući da se lanci čvrsto uklapaju. Na taj se način smanjuje mogućnost da tekućina prodre između baza.
Replikacija DNA i sinteza proteina
Oblik dvostruke spirale omogućuje Replikacija DNA i sinteza proteina dogoditi se. U tim se procesima isprepletena DNA odvija i otvara kako bi se mogla napraviti kopija DNK. U replikaciji DNK, dvostruka spirala se odmotava i svaki odvojeni niz upotrebljava se za sintezu novog lanca. Kako se oblikuju nove niti, baze se ujedinjuju sve dok se dvije dvostruke spiralne molekule DNK ne formiraju iz jedne molekule dvostruke spiralne DNA. Replikacija DNA potrebna je za postupke s mitoza i mejoza dogoditi se.
U sintezi proteina molekula DNA je prepisana proizvesti RNK inačica DNK koda poznata kao glasnik RNA (mRNA). Molekula RNA molekula je tada preveo proizvoditi proteini. Da bi se desila transkripcija DNK, dvostruka spirala DNA mora se odmotati i omogućiti enzimu nazvanom RNA polimerazom transkripciju DNK. RNA je također nukleinska kiselina, ali sadrži bazni uracil umjesto timina. U transkripciji, gvaninski parovi s citozinom i adeninski parovi s uracilom formiraju RNA transkript. Nakon transkripcije, DNK se zatvara i vraća u prvobitno stanje.
Otkrivanje strukture DNK
Zasluge za otkriće dvostruke spiralne strukture DNA pripale su Jamesu Watsonu i Francis Crick, dobio je Nobelovu nagradu za svoj rad. Određivanje strukture DNA temeljilo se dijelom na radu mnogih drugih znanstvenika, uključujući Rosalind Franklin. Franklin i Maurice Wilkins koristili su difrakciju rendgenskih zraka kako bi utvrdili tragove o strukturi DNK. Rendgenska difrakcijska fotografija DNA koju je snimio Franklin, nazvana "fotografija 51", pokazala je da kristali DNA tvore X oblik X-zraka filma. Molekule s spiralnim oblikom imaju ovu vrstu uzorka X. Koristeći dokaze iz Franklinove studije difrakcije rendgenskih zraka, Watson i Crick revidirali su svoj raniji predloženi model trostrukog spirale DNK u model s dvostrukom spiralom za DNK.
Dokazi koje je otkrio biokemičar Erwin Chargoff pomogli su Watsonu i Cricku da otkriju uparivanje baza u DNK-u. Chargoff je pokazao da su koncentracije adenina u DNK jednake koncentraciji timina, a koncentracije citozina jednake su gvaninu. Pomoću tih informacija, Watson i Crick uspjeli su utvrditi da vezanje adenina za timin (A-T) i citozina za gvanin (C-G) tvori korake DNA iskrivljenog stubišta. Šećerna-fosfatna kralježnica tvori stranice stubišta.
izvori
- "Otkrivanje molekularne strukture DNK - dvostruka spirala." Nobelprize.org, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.