Budowa i Funkcje DNA

Wprowadzenie

• DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) jest jednym z kwasów nukleinowych występujących w komórkach prokariotycznych i eukariotycznych.

Skład Nukleotydów

• Nukleozyd: Składa się z jednej z zasad azotowych (adenina, guanina, cytozyna, tymina) połączonej z rybozą.
• Reszta fosforanowa: Związana z grupą hydroksylową nukleozydu.

Zasady Azotowe

• Puryny: Adenina (A) i Guanina (G) - zbudowane z dwóch pierścieni.
• Pirymidyny: Cytozyna (C) i Tymina (T) - zbudowane z jednego pierścienia.

Budowa Nukleotydu

• Nukleotyd składa się z reszty kwasu fosforowego połączonego z deoksyrybozą wiązaniem estrowym.

Struktura Polinukleotydów

• Nukleotydy połączone są wiązaniami fosfodiestrowymi, tworząc łańcuch polinukleotydowy.
• Łańcuch DNA posiada polarność i sekwencja nukleotydów zapisywana jest od końca 5' do 3'.

Historia Odkryć

• Walter Fleming (1879): Odkrycie chromatyny i podziału jądra komórkowego.
• Maurice Wilkins i Rosalind Franklin: Analiza struktury DNA przy użyciu dyfrakcji promieni rentgenowskich.
• James Watson i Francis Crick: Opracowanie modelu podwójnej helisy DNA.

Struktura Podwójnej Helisy

• Zbudowana z dwóch łańcuchów polinukleotydowych zwiniętych helikalnie wokół wspólnej osi.
• Stabilizowana licznymi wiązaniami wodorowymi pomiędzy zasadami azotowymi.
  • Adenina łączy się z tyminą (podwójne wiązanie wodorowe).
  • Cytozyna łączy się z guaniną (potrójne wiązanie wodorowe).

Reguła Chargaffa

• Stosunki ilościowe zasad są stałe dla DNA różnych gatunków:
  • Stosunek adeniny do tyminy oraz guaniny do cytozyny jest bliski 1.

Funkcje DNA

• DNA jest nośnikiem informacji genetycznej.
• Informacje zawarte w DNA determinują budowę białek, które pełnią kluczowe funkcje strukturalne i regulacyjne w organizmach.

Słownik

• Antyrównoległość: Ułożenie łańcuchów DNA, gdzie końce 3' i 5' są na różnych wysokościach.
• Deoksyryboza: Pięciowęglowy cukier wchodzący w skład nukleotydów DNA.
• Nukleotyd: Jednostka budowy kwasów nukleinowych, składająca się z nukleozydu i reszty fosforanowej.
• Podwójna helisa: Struktura DNA stabilizowana przez wiązania wodorowe.
• Reguła komplementarności: Zasady azotowe parują się w określony sposób w DNA i RNA.