ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ - ዲ ኤን ኤ - በሕያዋን ፍጥረታት ወደ ቀጣዩ ትውልዶች የሚተላለፉ በዘር የሚተላለፍ መረጃ ተሸካሚ ሆኖ የሚያገለግል ሲሆን ለፕሮቲኖች ግንባታ ማትሪክስ እና በእድገት እና በህይወት ሂደቶች ውስጥ በሰውነት ውስጥ የሚፈለጉትን የተለያዩ የቁጥጥር ሁኔታዎችን ያገለግላል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ በጣም የተለመዱ የዲ ኤን ኤ መዋቅር ዓይነቶች ላይ እናተኩራለን. እንዲሁም እነዚህ ቅጾች እንዴት እንደሚገነቡ እና ዲ ኤን ኤ በህያው ሴል ውስጥ በምን አይነት መልኩ እንደሚኖር ትኩረት እንሰጣለን ።
የዲኤንኤ ሞለኪውል አደረጃጀት ደረጃዎች
የዚህን ግዙፍ ሞለኪውል አወቃቀር እና ቅርፅ የሚወስኑ አራት ደረጃዎች አሉ፡
- የመጀመሪያ ደረጃ ወይም መዋቅር በሰንሰለቱ ውስጥ ያሉት የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ነው።
- ሁለተኛው መዋቅር ታዋቂው "ድርብ ሄሊክስ" ነው። ይህ ሐረግ ነው የቆመው፣ ምንም እንኳን በእውነቱ እንዲህ ያለው መዋቅር ከስክሪፕት ጋር ቢመሳሰልም።
- የሶስተኛ ደረጃ መዋቅሩ የተመሰረተው ደካማ የሃይድሮጂን ትስስር በዲ ኤን ኤ ባለ ሁለት ፈትል በተጣመመ ነጠላ ክፍሎች መካከል በመፈጠሩ ነው።ለሞለኪዩሉ ውስብስብ የሆነ የቦታ አቀማመጥ መስጠት።
- የኳተርን መዋቅር ቀድሞውንም ውስብስብ የሆነ የዲ ኤን ኤ ውስብስብ ከአንዳንድ ፕሮቲኖች እና አር ኤን ኤ ጋር ነው። በዚህ ውቅር ውስጥ፣ ዲ ኤን ኤ በሴል ኒዩክሊየስ ውስጥ ወደ ክሮሞሶም ተጠቃሏል።
ዋና መዋቅር፡ የዲኤንኤ አካላት
የዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ ማክሮ ሞለኪውል የተገነባባቸው ብሎኮች ኑክሊዮታይድ ሲሆኑ እነዚህም ውህዶች እያንዳንዳቸው፡
ን ያጠቃልላል።
- ናይትሮጂን መሰረት - አዴኒን፣ ጉዋኒን፣ ታይሚን ወይም ሳይቶሲን። አዴኒን እና ጉዋኒን የፑሪን ቤዝ ቡድን ናቸው፣ ሳይቶሲን እና ቲሚን የፒሪሚዲን ናቸው፤
- አምስት-ካርቦን ሞኖሳካራይድ ዲኦክሲራይቦዝ፤
- የኦርቶፎስፈሪክ አሲድ ቅሪት።
የፖሊኒዩክሊዮታይድ ሰንሰለት በሚፈጠርበት ጊዜ በካርቦን አተሞች በተፈጠሩት የቡድኖች ቅደም ተከተል በክብ ስኳር ሞለኪውል ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል። በኑክሊዮታይድ ውስጥ ያለው የፎስፌት ቅሪት ከ 5'-ቡድን ("አምስት ፕራይሞችን አንብብ") ዲኦክሲራይቦዝ ማለትም ከአምስተኛው የካርቦን አቶም ጋር ተያይዟል። ሰንሰለት ማራዘሚያ የሚከሰተው የሚቀጥለውን ኑክሊዮታይድ የፎስፌት ቅሪት ከነጻ 3'-ቡድን የዲኦክሲራይቦዝ ጋር በማያያዝ ነው።
በመሆኑም የዲኤንኤ ቀዳሚ መዋቅር በፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት መልክ 3'- እና 5'-ጫፎች አሉት። ይህ የዲኤንኤ ሞለኪውል ንብረት ፖላሪቲ ይባላል፡ የሰንሰለት ውህደት ወደ አንድ አቅጣጫ ብቻ ሊሄድ ይችላል።
የሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ምስረታ
በዲኤንኤ መዋቅራዊ አደረጃጀት ውስጥ ያለው ቀጣይ እርምጃ በናይትሮጂን መሠረቶች ማሟያነት መርህ ላይ የተመሰረተ ነው - እርስ በርስ በጥንድ የመገናኘት ችሎታቸው።በሃይድሮጂን ቦንድ በኩል. ማሟያነት - የጋራ መጻጻፍ - የሚከሰተው አድኒን እና ታይሚን ድርብ ቦንድ ስለሚፈጥሩ እና ጉዋኒን እና ሳይቶሲን የሶስትዮሽ ትስስር ስለሚፈጥሩ ነው። ስለዚህ፣ ድርብ ሰንሰለት በሚፈጥሩበት ጊዜ፣ እነዚህ መሠረቶች እርስ በርሳቸው ተቃርኖ ይቆማሉ፣ ተዛማጅ ጥንዶች ይመሰርታሉ።
የፖሊኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተሎች በሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ውስጥ ይገኛሉ። ስለዚህ፣ ከሰንሰለቶቹ አንዱ 3' - AGGZATAA - 5' የሚመስል ከሆነ ተቃራኒው ይህን ይመስላል፡ 3' - TTATGTST - 5'.
የዲኤንኤ ሞለኪውል ሲፈጠር ድርብ የሆነው የፖሊኑክሊዮታይድ ሰንሰለት ጠመዝማዛ ሲሆን የጨው ክምችት፣ የውሃ ሙሌት እና የማክሮ ሞለኪውል አወቃቀር ራሱ ዲ ኤን ኤ በተወሰነ የመዋቅር ደረጃ ምን አይነት ቅርጾችን ሊወስድ እንደሚችል ይወስናሉ። ብዙ እንደዚህ ያሉ ቅርጾች ይታወቃሉ፣ በላቲን ፊደላት A፣ B፣ C፣ D፣ E፣ Z.
ውቅሮች C፣D እና E በዱር እንስሳት ውስጥ የማይገኙ እና የታዩት በቤተ ሙከራ ሁኔታዎች ብቻ ነው። ዋና ዋናዎቹን የዲኤንኤ ዓይነቶች እንመለከታለን ቀኖናዊ A እና B የሚባሉትን እንዲሁም የ Z ውቅርን እንመለከታለን።
A-DNA ደረቅ ሞለኪውል ነው
A-ቅርጽ በእያንዳንዱ ዙር 11 ተጨማሪ ቤዝ ጥንዶች ያለው የቀኝ እጅ ጠመዝማዛ ነው። ዲያሜትሩ 2.3 nm ነው, እና የሽብል አንድ ዙር ርዝመት 2.5 nm ነው. በተጣመሩ መሰረቶች የተሰሩ አውሮፕላኖች ከሞለኪዩል ዘንግ አንጻር የ 20 ° ቁልቁል አላቸው. አጎራባች ኑክሊዮታይዶች በሰንሰለት የተደረደሩ ናቸው - በመካከላቸው 0.23 nm ብቻ ነው።
ይህ የዲ ኤን ኤ ቅርጽ የሚከሰተው ዝቅተኛ እርጥበት ሲኖር እና ከሶዲየም እና ፖታሺየም መጠን መጨመር ጋር ነው። የተለመደ ነው ለየኋለኛው ሌሎች ቅርጾችን መውሰድ ስለማይችል ዲ ኤን ኤ ከ አር ኤን ኤ ጋር ውስብስብ የሆነባቸው ሂደቶች። በተጨማሪም, ኤ-ፎርሙ ከአልትራቫዮሌት ጨረሮች ጋር በጣም የሚከላከል ነው. በዚህ ውቅር፣ ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ በፈንገስ ስፖሮች ውስጥ ይገኛል።
እርጥብ ቢ-ዲኤንኤ
በዝቅተኛ የጨው ይዘት እና ከፍተኛ መጠን ያለው እርጥበት, ማለትም በተለመደው የፊዚዮሎጂ ሁኔታዎች ውስጥ, ዲ ኤን ኤ ዋናውን መልክ ይይዛል B. ተፈጥሯዊ ሞለኪውሎች እንደ አንድ ደንብ, በ B-form. ክላሲካል ዋትሰን-ክሪክ ሞዴልን መሰረት ያደረገች እና ብዙ ጊዜ በምሳሌዎች የምትገለጽ እሷ ነች።
ይህ ቅጽ (እንዲሁም ቀኝ እጅ ነው) የኑክሊዮታይድ አቀማመጦች (0.33 nm) እና ትልቅ የፍጥነት መጠን (3.3 nm) ተለይቶ ይታወቃል። አንድ ዙር 10.5 የመሠረት ጥንዶችን ይይዛል, የእያንዳንዳቸው ሽክርክሪት ከቀዳሚው አንጻር ሲታይ 36 ° ገደማ ነው. የጥንዶቹ አውሮፕላኖች ከ "ድርብ ሄሊክስ" ዘንግ ጋር ከሞላ ጎደል ቀጥ ያሉ ናቸው። የዚህ አይነት ድርብ ሰንሰለት ዲያሜትር ከኤ-ፎርሙ ያነሰ ነው - 2 nm ብቻ ይደርሳል።
ቀኖናዊ ያልሆነ Z-DNA
ከቀኖናዊው ዲ ኤን ኤ በተለየ የዜድ አይነት ሞለኪውል የግራ እጅ ጠመዝማዛ ነው። ዲያሜትሩ 1.8 nm ብቻ ያለው ከሁሉም በጣም ቀጭን ነው. 4.5 nm ርዝማኔ ያለው ጠመዝማዛው የተራዘመ ይመስላል; ይህ የዲኤንኤ ቅርጽ በአንድ ዙር 12 የተጣመሩ መሰረቶችን ይዟል። በአጎራባች ኑክሊዮታይዶች መካከል ያለው ርቀትም በጣም ትልቅ ነው - 0.38 nm. ስለዚህ የZ-ቅርጹ ትንሹ ጠመዝማዛ አለው።
የተሰራው ፕዩሪን ባሉባቸው አካባቢዎች ካለው የቢ አይነት ውቅር ነው።እና የፒሪሚዲን መሰረቶች, በመፍትሔ ውስጥ የ ions ይዘት ለውጥ. የዜድ-ዲ ኤን ኤ መፈጠር ከባዮሎጂካል እንቅስቃሴ ጋር የተያያዘ እና በጣም አጭር ጊዜ ሂደት ነው. ይህ ቅፅ ያልተረጋጋ ነው, ይህም በተግባሮቹ ጥናት ላይ ችግሮች ይፈጥራል. እስካሁን፣ በትክክል ግልጽ አይደሉም።
ዲኤንኤ መባዛት እና አወቃቀሩ
የዲኤንኤ የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ውቅረቶች የሚነሱት ማባዛት በሚባል ክስተት ነው - ከወላጅ ማክሮ ሞለኪውል ሁለት ተመሳሳይ "ድርብ ሄሊክስ" መፈጠር። በማባዛት ወቅት ዋናው ሞለኪውል ይለቀቅና ተጨማሪ መሠረቶች በተለቀቁ ነጠላ ሰንሰለቶች ላይ ይገነባሉ። የዲ ኤን ኤ ግማሾቹ ፀረ-ተመጣጣኝ ስለሆኑ ይህ ሂደት በእነሱ ላይ በተለያዩ አቅጣጫዎች ይከናወናል-ከወላጅ ሰንሰለቶች ከ 3'-ጫፍ እስከ 5'-ጫፍ ድረስ, ማለትም, አዲስ ሰንሰለቶች በ 5' → 3' አቅጣጫ ያድጋሉ. መሪው ክር ወደ ማባዛት ሹካ ያለማቋረጥ ይዋሃዳል; በኋለኛው ፈትል ላይ ከሹካው ላይ ውህደቱ በተለየ ክፍል (የኦካዛኪ ቁርጥራጮች) ይከናወናል ፣ ከዚያም በልዩ ኢንዛይም ፣ ዲ ኤን ኤ ሊጋሴ ይሰፋል።
ግንኙነቱ በሚቀጥልበት ጊዜ የሴት ልጅ ሞለኪውሎች ቀድመው የተሰሩት ጫፎች ሄሊካል ጠመዝማዛ ይደረግባቸዋል። ከዚያም፣ መባዛት ከመጠናቀቁ በፊት፣ አዲስ የተወለዱት ሞለኪውሎች ሱፐርኮይልንግ በሚባለው ሂደት የሶስተኛ ደረጃ መዋቅር መፍጠር ይጀምራሉ።
ልዕለ ጠማማ ሞለኪውል
ከላይ የተጠቀለለው የዲ ኤን ኤ ቅርጽ የሚከሰተው ባለ ሁለት ገመድ ሞለኪውል ተጨማሪ ጠመዝማዛ ሲፈጥር ነው። በሰዓት አቅጣጫ (አዎንታዊ) ወይም ሊሆን ይችላልመቃወም (በዚህ ጉዳይ ላይ አንድ ሰው ስለ አሉታዊ ሱፐርኮይል ይናገራል). የአብዛኞቹ ፍጥረታት ዲ ኤን ኤ በአሉታዊ መልኩ ከመጠን በላይ የተጠቀለለ ነው፣ ማለትም፣ ከ "ድርብ ሄሊክስ" ዋና መዞሪያዎች አንጻር።
በተጨማሪ ቀለበቶች መፈጠር ምክንያት - ሱፐርኮይል - ዲ ኤን ኤ ውስብስብ የቦታ ውቅር ያገኛል። በ eukaryotic ሕዋሳት ውስጥ ይህ ሂደት ዲ ኤን ኤ በሂስቶን ፕሮቲን ውህዶች ዙሪያ አሉታዊ በሆነ መልኩ የተጠመጠመባቸው እና ኑክሊዮዞም ዶቃዎች ያለው ክር የሚመስሉባቸው ውስብስብ ነገሮች ሲፈጠሩ ይከሰታል። የክሩ ነፃ ክፍሎች አገናኞች ይባላሉ. ሂስቶን ያልሆኑ ፕሮቲኖች እና ኦርጋኒክ ውህዶች በጣም የተጠቀለለ የዲኤንኤ ሞለኪውል ቅርፅን በመጠበቅ ረገድ ይሳተፋሉ። ክሮማቲን የሚፈጠረው በዚህ መንገድ ነው - የክሮሞሶም ንጥረ ነገር።
Nucleosomal ዶቃዎች ያሏቸው የChromatin ክሮች ክሮማቲን ኮንደንስሽን በሚባል ሂደት ውስጥ ሞርፎሎጂን የበለጠ ውስብስብ ማድረግ ይችላሉ።
የዲኤንኤ የመጨረሻ ማጠቃለያ
በኒውክሊየስ ውስጥ የዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ ማክሮ ሞለኪውል ቅርፅ እጅግ በጣም የተወሳሰበ ሲሆን በበርካታ እርከኖች ይጠመቃል።
- በመጀመሪያ ክሩ የተጠቀለለ ወደ ልዩ የሶሌኖይድ አይነት መዋቅር - 30 nm ውፍረት ያለው ክሮማቲን ፋይብሪል ነው። በዚህ ደረጃ፣ ዲኤንኤ ታጥፎ ርዝመቱን ከ6-10 ጊዜ ያሳጥራል።
- በተጨማሪ፣ ፋይብሪል በተወሰኑ ስካፎልድ ፕሮቲኖች በመታገዝ ዚግዛግ loopsን ይፈጥራል፣ይህም የዲኤንኤ መስመራዊ መጠኑን ቀድሞውኑ በ20-30 ጊዜ ይቀንሳል።
- በጥቅጥቅ የታሸጉ የሉፕ ጎራዎች በሚቀጥለው ደረጃ ይመሰረታሉ፣ ብዙ ጊዜ በተለምዶ "የመብራት ብሩሽ" የሚባል ቅርጽ አላቸው። እነሱ ከውስጣዊው ፕሮቲን ጋር ይጣበቃሉማትሪክስ. የእነዚህ መዋቅሮች ውፍረት ቀድሞውኑ 700 nm ነው, ዲ ኤን ኤ ደግሞ በግምት 200 ጊዜ ይቀንሳል.
- የመጨረሻው የሞርሞሶም ድርጅት ደረጃ ክሮሞሶም ነው። የ loop ጎራዎች እስከ 10,000 ጊዜ ማሳጠር እስኪደርሱ ድረስ የታመቁ ናቸው። የተዘረጋው ሞለኪውል ርዝመት 5 ሴ.ሜ ያህል ከሆነ ወደ ክሮሞሶም ከታሸገ በኋላ ወደ 5 ማይክሮን ይቀንሳል።
ከፍተኛው የዲ ኤን ኤ ቅርጽ ውስብስብነት ደረጃ ሚታፋዝ በሚባል ደረጃ ላይ ይደርሳል። ከዚያ በኋላ የባህሪይ ገጽታ ያገኛል - ሁለት ክሮማቲዶች በ constriction-centromere የተገናኙ, ይህም በክፍፍል ሂደት ውስጥ የ chromatids ልዩነትን ያረጋግጣል. ኢንተርፋዝ ዲ ኤን ኤ እስከ ጎራ ደረጃ ድረስ የተደራጀ እና በሴል ኒውክሊየስ ውስጥ ያለ ልዩ ቅደም ተከተል ይሰራጫል። ስለዚህም የዲኤንኤ ሞርፎሎጂ ከተለያዩ የሕልውና ደረጃዎች ጋር በቅርበት የተዛመደ እና የዚህን በጣም አስፈላጊ የሆነውን ሞለኪውል ለሕይወት የሚሠራውን ገፅታዎች የሚያንፀባርቅ መሆኑን እናያለን።
