У биологији "двострука спирала" је термин који се користи да се опише структура ДНК. ДНК двострука спирала састоји се од два спирална ланца деоксирибонуклеинске киселине. Облик је сличан оном спиралног степеништа. ДНК је а нуклеинске киселине састављен од азотних база (аденин, цитозин, гванин и тимин), молекула шећера са пет угљеника (деоксирибоза) и фосфата. Нуклеотидне базе ДНА представљају степенишне степенице степеништа, а молекули деоксирибозе и фосфата формирају странице степеништа.
Кључне Такеаваис
- Двострука хеликса је биолошки термин који описује целокупну структуру ДНК. Његова двострука спирала састоји се од два спирална ланца ДНК. Овај двоструки облик спирала често се представља као спирално степениште.
- Увртање ДНК резултат је и хидрофилних и хидрофобних интеракција између молекула који садрже ДНК и воду у ћелији.
- И репликација ДНК и синтеза протеина у нашим ћелијама зависе од облика двоструке хеликса ДНК.
- Др Јамес Ватсон, др Францис Црицк, др Росалинд Франклин и др. Маурице Вилкинс свирали су кључне улоге у расвјетљавању структуре ДНК.
Зашто је ДНК уврнут?
ДНК се умотава у њега хромозоми и чврсто спакован у језгро од наших ћелије. Асистент аспекта ДНК резултат је интеракција између молекула који чине ДНК и воде. Азотне базе које се састоје од степеница уплетеног степеништа повезане су водоничним везама. Аденин је повезан са тимином (А-Т), а гванински парови са цитозином (Г-Ц). Ове азотне базе су хидрофобне, што значи да им недостаје афинитет према води. Од ћелије цитоплазма а цитосол садржи течности на бази воде, азотне базе желе да избегну контакт са ћелијским течностима. Молекули шећера и фосфата који формирају окосницу шећера-фосфата молекуле су хидрофилни, што значи да воле воду и имају афинитет према води.
ДНК је распоређен тако да су фосфат и окосница шећера са спољашње стране и у контакту су са течношћу, док су азотне базе у унутрашњем делу молекуле. Како би се даље спречило да азотни базе дођу у контакт мобилни течно, молекул се увија како би смањио простор између азотних база и ланца фосфата и шећера. Чињеница да су два ланца ДНК која формирају двоструку спиралу анти-паралелна помаже и да се молекул изврта. Анти-паралела значи да се ДНК ланци одвијају у супротним смеровима, осигуравајући да се ланци чврсто сједине. То смањује могућност да течност продире између база.
Репликација ДНК и синтеза протеина
Двоструки спирални облик омогућава ДНК репликација и синтезу протеина да се догоди. У тим процесима се увртана ДНК одвија и отвара како би се омогућила копија ДНК. У репликацији ДНК, двострука спирала се одмотава и сваки одвојени прамен се користи за синтезу новог ланца. Како се формирају нови ланци, базе се уклапају све док се не формирају два двострука спирална молекула ДНК из једног молекула двоструке спиралне ДНК. Репликација ДНК је потребна за процесе митоза и мејоза да се догоди.
У синтези протеина, молекул ДНК је преписао за производњу РНА верзија ДНК кода позната као месна РНА (мРНА). Молекула РНА молекула је тада преведено за производњу протеина. Да би се десила транскрипција ДНК, двострука спирала ДНК мора се одмотати и дозволити ензиму названом РНА полимераза да транскрибира ДНК. РНА је такође нуклеинска киселина, али садржи базни урацил уместо тимина. У транскрипцији, парови гванина са цитозином и аденинских парова са урацилом формирају РНА транскрипт. Након транскрипције, ДНК се затвара и враћа у првобитно стање.
Откривање структуре ДНК
Заслуге за откриће двоструке спиралне структуре ДНК добили су Јамес Ватсон и Францис Црицк, добио је Нобелову награду за свој рад. Одређивање структуре ДНК темељило се делом на раду многих других научника, укључујући Росалинд Франклин. Франклин и Маурице Вилкинс користили су дифракцију рендгенских зрака како би утврдили трагове о структури ДНК. Рендгенска дифракциона фотографија ДНК снимљена од Франклина, названа "фотографија 51", показала је да ДНК кристали формирају Кс облик Кс-зрачења. Молекули са спиралним обликом имају овај облик узорка Кс. Користећи доказе из Франклинове студије дифракције рендгенских зрака, Ватсон и Црицк су ревидирали свој ранији предложени модел троструког спирале ДНК у модел са двоструком спирали за ДНК.
Докази које је открио биохемичар Ервин Цхаргофф помогли су Ватсону и Црицку да открију упаривање базе ДНК. Цхаргофф је показао да су концентрације аденина у ДНК једнаке концентрацији тимина, а концентрације цитозина једнаке гванину. Помоћу ових информација, Ватсон и Црицк су могли да утврде да везање аденина за тимин (А-Т) и цитозина за гванин (Ц-Г) формира кораке ДНК уплетених степеница. Шећерно-фосфатна краљежница формира странице стубишта.
Извори
- „Откривање молекуларне структуре ДНК - двострука спирала“. Нобелпризе.орг, ввв.нобелпризе.орг/едуцатионал/медицине/дна_доубле_хелик/реадморе.хтмл.