Objašnjavamo kakva je struktura DNK, koje vrste postoje i kako je otkrivena. Također, struktura RNA.
Kakva je struktura DNK?
Molekularna struktura DNK (ili jednostavno struktura DNK) je način na koji je sastavljena biokemijski, odnosno specifičan oblik organizacije protein Y biomolekule koji čine molekulu DNK.
Za početak, sjetimo se da je DNK akronim za DeoxyriboNucleic Acid. DNA je nukleotidni biopolimer, odnosno duga molekularna struktura sastavljena od segmenata (nukleotida) sastavljenih naizmjenično od šećera (riboze) i dušikove baze.
Dušične baze DNK mogu biti četiri vrste: adenin (A), citozin (C), timin (T) ili gvanin (G), zajedno s fosfatnom skupinom. U slijedu ovog spoja, sve genetske informacije a živo biće, neophodan za sintezu proteina i reproduktivno nasljeđivanje, odnosno bez DNK ne bi bilo prijenosa znakova genetski.
U živim bićima prokarioti, DNK je obično linearna i kružna. Ali u eukarioti, struktura DNK je u obliku dvostruke spirale. U oba slučaja radi se o dvolančanoj biomolekuli, odnosno sastavljenom od dva duga lanca raspoređena na antiparalelan način (pokazuju u suprotnim smjerovima): njihove dušične baze su okrenute jedna prema drugoj.
Između ova dva lanca postoje vodikove veze koje ih drže zajedno iu obliku dvostruke spirale. Tradicionalno, postoje tri razine ove strukture:
- Primarna struktura. Sastoji se od niza ulančanih nukleotida, čija specifična i točna sekvenca kodira Genetske informacije svakog pojedinca koji postoji.
- Sekundarna struktura. Gore spomenuta dvostruka spirala komplementarnih lanaca, u kojoj su dušične baze spojene po strogom redoslijedu: adenin s timinom i citozin s gvaninom. Ova struktura varira ovisno o vrsti DNK.
- Tercijarna struktura. Odnosi se na način na koji se DNK pohranjuje unutar struktura tzv kromosomi, unutar stanica. Te molekule moraju biti presavijene i raspoređene u ograničenom prostoru, pa u slučaju prokariotskih organizama to obično čine u obliku superheliksa, dok se kod eukariota provodi složenije zbijanje s obzirom na veću veličinu DNK, što zahtijeva intervenciju drugih proteina.
- Kvartarna struktura. Odnosi se na kromatin prisutan u jezgri eukariotskih stanica, odakle nastaju kromosomi tijekom stanične diobe.
Može vam poslužiti:Mikrobiologija
Otkriće strukture DNK
James Watson (lijevo) i Francis Crick (desno)
Specifičan molekularni oblik DNK otkriven je 1950. godine, unatoč činjenici da je postojanje ove vrste biološkog spoja bilo poznato još od 1869. Njegovo otkriće se uglavnom pripisuje znanstvenicima Jamesu Watsonu iz Sjedinjenih Država i Francisu Cricku iz Sjedinjenih Država. Britanci, koji su predložili model dvostruke spirale strukture DNK.
Međutim, oni nisu bili jedini koji su istraživali ovu temu. Njegov se rad, zapravo, temeljio na informacijama koje je prethodno dobila Britanka Rosalind Franklin, stručnjakinja za rendgensku kristalografiju za određivanje strukture molekule.
Zahvaljujući posebno oštroj slici koju je Franklin dobio pomoću ovoga tehnika (poznata "Fotografija 51"), Watson i Crick uspjeli su zaključiti i formulirati trodimenzionalni model za DNK.
DNK vrste
Proučavanjem njegove strukture, odnosno specifične trodimenzionalne konformacije, moguće je identificirati tri vrste DNK uočene u živim bićima, a to su:
- DNK-B. Ovo je najzastupljenija vrsta DNK u živa bića i jedini koji slijedi model dvostruke spirale koji su predložili Watson i Crick. Struktura mu je pravilna, budući da svaki par baza ima istu veličinu, iako ostavlja utore (sukcesivno veće i manje) s varijacijama od 35° u odnosu na prethodni, kako bi se omogućio pristup dušičnim bazama izvana.
- DNA-A. Ova vrsta DNK pojavljuje se u uvjetima oskudnosti vlažnost i manje temperatura, poput onih u mnogim laboratorijima. Predstavlja, poput B, ponavljajuće brazde iako različitih proporcija (širi i plići za manji žlijeb), uz otvoreniju strukturu, s dušičnim bazama dalje od osi dvostruke spirale, više nagnutim u odnosu na horizontalno a simetričnije u središtu.
- Z-DNK. Razlikuje se od prethodnih po tome što se radi o dvostrukoj spirali s lijevim okretom (lijevo) u cik-cak kosturu, a česta je u DNK sekvencama koje izmjenjuju purine i pirimidine (GCGCGC), pa je potrebna koncentracija kationa veća od B-DNK. To je uža i duža dvostruka spirala od prethodnih.
RNA struktura
Za razliku od DNK, RNA (ribonukleinska kiselina) se obično ne pojavljuje kao dvostruka spirala. Umjesto toga, struktura RNA je jednolančani slijed nukleotida. Njegove dušične baze su identične onima u DNA, osim u slučaju timina (T), zamijenjenog u RNA uracilom (U).
Ovi nukleotidi su međusobno povezani pomoću poveznice fosfodiestera. Ponekad mogu stvoriti nabore u RNA lancu kada se međusobno privlače, tvoreći tako određene vrste petlji, spirala ili ukosnica tijekom kratkih regija.