ประวัติดีเอ็นเอหน้าที่โครงสร้างส่วนประกอบ

ดีเอ็นเอ (deoxyribonucleic acid) เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างสิ่งมีชีวิตและรักษาการทำงานของมัน มันประกอบด้วยหน่วยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ซึ่งเกิดขึ้นในกลุ่มฟอสเฟตโมเลกุลของน้ำตาลที่มีคาร์บอนห้าลูกบาศก์และฐานไนโตรเจน.

มีสี่ฐานไนโตรเจน: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) และ thymine (T) อะดีนมักจับคู่กับไทมีนและกัวนีนกับไซโตซีน ข้อความที่อยู่ในกลุ่มของ DNA จะถูกเปลี่ยนเป็น messenger RNA และสิ่งนี้มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน.

DNA เป็นโมเลกุลที่มีความเสถียรสูงซึ่งมีประจุลบที่ค่า pH ทางสรีรวิทยาซึ่งสัมพันธ์กับโปรตีนในเชิงบวก (ฮิสโตน) เพื่อกระชับให้มีประสิทธิภาพในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอต DNA ที่มีความยาวรวมถึงโปรตีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องทำให้เกิดโครโมโซม.

ดัชนี

• 1 ประวัติ
• 2 ส่วนประกอบ
• 3 โครงสร้าง
  • 3.1 กฎหมายของ Chargeaff
  • 3.2 แบบเกลียวคู่
• 4 องค์กร
  • 4.1 Histones
  • 4.2 นิวคลีโอโซมและเส้นใย 30 นาโนเมตร
  • 4.3 โครโมโซม
  • 4.4 องค์กรในโปรคาริโอต
  • 4.5 ปริมาณ DNA
• 5 รูปแบบโครงสร้างของ DNA
  • 5.1 DNA-A
  • 5.2 ADN-Z
• 6 ฟังก์ชั่น
  • 6.1 การจำลองการถอดความและการแปล
  • 6.2 รหัสพันธุกรรม
• 7 คุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพ
• 8 วิวัฒนาการ
• 9 การหาลำดับดีเอ็นเอ
  • 9.1 Sanger method
• 10 การหาลำดับใหม่
• 11 อ้างอิง

ประวัติศาสตร์

ในปี ค.ศ. 1953 ชาวอเมริกันเจมส์วัตสันและบริติชฟรานซิสคริกได้อธิบายโครงสร้างของดีเอ็นเอสามมิติด้วยการทำงานด้านผลึกศาสตร์โดย Rosalind Franklin และ Maurice Wilkins พวกเขายังได้ข้อสรุปเกี่ยวกับผลงานของผู้เขียนคนอื่น ๆ.

การเปิดเผยดีเอ็นเอให้รังสีเอกซ์เป็นรูปแบบการเลี้ยวเบนที่สามารถใช้ในการอนุมานโครงสร้างของโมเลกุล: ส่วนที่เป็นเกลียวของโซ่คู่ขนานสองอันที่หันไปทางขวาซึ่งโซ่ทั้งสองเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐาน . รูปแบบที่ได้รับมีดังนี้:

โครงสร้างสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นไปตามกฎของการเลี้ยวเบนของแบรกก์: เมื่อวัตถุถูกวางในแนวกึ่งกลางของลำแสงรังสีเอกซ์มันจะถูกสะท้อนออกมาเนื่องจากอิเล็กตรอนของวัตถุมีปฏิสัมพันธ์กับรังสี.

เมื่อวันที่ 25 เมษายน 1953 ผลของวัตสันและคริกถูกตีพิมพ์ในวารสารที่มีชื่อเสียง ธรรมชาติ, ในบทความสองหน้าชื่อ "โครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก"นั่นจะเป็นการปฏิวัติวงการชีววิทยาอย่างสมบูรณ์.

ต้องขอบคุณการค้นพบนี้นักวิจัยได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์ในปีพ. ศ. 2505 ยกเว้นแฟรงคลินที่เสียชีวิตก่อนส่งมอบ ขณะนี้การค้นพบนี้เป็นหนึ่งในเลขชี้กำลังที่ดีของความสำเร็จของวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อรับความรู้ใหม่.

ส่วนประกอบ

โมเลกุลของ DNA ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นหน่วยที่เกิดขึ้นจากน้ำตาลของห้าคาร์บอนติดกับกลุ่มฟอสเฟตและฐานไนโตรเจน ชนิดของน้ำตาลที่พบใน DNA นั้นเป็นประเภทของ Deoxyribose และด้วยชื่อของมันคือกรด deoxyribonucleic.

เพื่อสร้างโซ่นิวคลีโอไทด์จะถูกเชื่อมโยงโดยพันธะฟอสฟลูเซสเตอร์โดยใช้กลุ่ม 3-ไฮดรอกซิล (-OH) จากน้ำตาลหนึ่งน้ำตาลและ 5 ฟอสฟาโฟโฟจากนิวคลีโอไทด์ต่อไปนี้.

อย่าสับสนกับนิวคลีโอไทด์กับนิวคลีโอ หลังหมายถึงส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ที่เกิดขึ้นโดยเพนโตส (น้ำตาล) และฐานไนโตรเจน.

ดีเอ็นเอประกอบด้วยฐานไนโตรเจนสี่ประเภท: อะดีนีน (A), ไซโตซีน (C), กัวนีน (G) และไทมีน (T).

ฐานไนโตรเจนแบ่งออกเป็นสองประเภท: purines และ pyrimidines กลุ่มแรกประกอบด้วยวงแหวนห้าอะตอมรวมกับอีกหกวงในขณะที่ pyrimidines ประกอบด้วยแหวนเดียว.

จากฐานที่กล่าวถึง adenine และ guanine เป็นอนุพันธ์ของ purines ในทางตรงกันข้ามกลุ่มของ pyrimidines เป็นของ thymine, cytosine และ uracil (มีอยู่ในโมเลกุล RNA).

โครงสร้าง

โมเลกุลดีเอ็นเอประกอบด้วยสองนิวคลีโอไทด์โซ่ "โซ่" นี้รู้จักกันในชื่อว่า DNA strand.

ทั้งสองเส้นเชื่อมเข้าด้วยกันโดยพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐานเสริม ฐานไนโตรเจนเชื่อมโยงโควาเลนต์กับโครงกระดูกของน้ำตาลและฟอสเฟต.

นิวคลีโอไทด์แต่ละอันที่อยู่ในหนึ่งสแตรนด์สามารถจับคู่กับนิวคลีโอไทด์อื่นของสแตรนด์อื่นเพื่อสร้างเกลียวคู่ที่รู้จัก เพื่อสร้างโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพ A จะใช้คู่กับ T โดยสะพานไฮโดรเจนสองแห่งและ G กับ C โดยสะพานสามแห่ง.

กฎหมายของ Chargeaff

หากเราศึกษาสัดส่วนของฐานไนโตรเจนใน DNA เราจะพบว่าจำนวน A นั้นเท่ากับปริมาณ T และเท่ากับ G และ C รูปแบบนี้เรียกว่ากฎของ Chargeaff.

การจับคู่นี้เป็นที่ชื่นชอบอย่างกระฉับกระเฉงเนื่องจากสามารถรักษาความกว้างที่คล้ายกันตามโครงสร้างรักษาระยะห่างที่คล้ายกันตามโมเลกุลของโครงกระดูกน้ำตาล - ฟอสเฟต โปรดทราบว่าฐานของแหวนนั้นประกอบเข้ากับวงแหวนหนึ่งวง.

แบบจำลองของเกลียวคู่

มันเสนอว่าเกลียวคู่ประกอบด้วย 10.4 นิวคลีโอไทด์ต่อเทิร์นแยกจากกันโดยระยะห่างจากศูนย์กลางถึงศูนย์กลางของ 3.4 นาโนเมตร กระบวนการรีดก่อให้เกิดการก่อตัวของร่องในโครงสร้างความสามารถในการสังเกตร่องใหญ่และร่องเล็ก ๆ.

ร่องเกิดขึ้นเนื่องจากพันธะ glycosidic ในคู่ฐานไม่ตรงข้ามกันเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ในร่องเล็ก ๆ น้อย ๆ คือ pyrimidine O-2 และ purine N-3 ในขณะที่ร่องใหญ่ตั้งอยู่ในพื้นที่ตรงข้าม.

ถ้าเราใช้ความคล้ายคลึงของบันไดขั้นประกอบด้วยฐานคู่ประกอบกันในขณะที่โครงกระดูกสอดคล้องกับรางจับทั้งสอง.

ปลาย DNA โมเลกุลนั้นไม่เหมือนกันดังนั้นเราจึงพูดถึง "ขั้ว" ปลายด้านหนึ่งของ 3 'ถือกลุ่ม -OH ในขณะที่ปลาย 5' มีกลุ่มฟอสเฟตอิสระ.

เส้นทั้งสองนั้นอยู่ตรงข้ามกันซึ่งหมายความว่าพวกมันอยู่ตรงข้ามกับขั้วของพวกเขาดังนี้:

นอกจากนี้ลำดับของหนึ่งในกระทู้จะต้องเสริมให้กับพันธมิตรถ้ามันเป็นตำแหน่งที่พบในด้ายคู่ขนานจะต้องมี T.

องค์กร

ในแต่ละเซลล์ของมนุษย์นั้นมี DNA ประมาณสองเมตรที่ต้องบรรจุอย่างมีประสิทธิภาพ.

จะต้องมีการบีบอัดสาระเพื่อให้สามารถบรรจุในแกนกล้องจุลทรรศน์ขนาด 6 μmที่มีขนาดเพียง 10% ของปริมาตรเซลล์ สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการบดอัดระดับต่อไปนี้:

histones

ในยูคาริโอตมีโปรตีนที่เรียกว่าฮิสโตนซึ่งมีความสามารถในการจับกับโมเลกุลของดีเอ็นเอซึ่งเป็นระดับแรกของการบดอัดของเส้นใย ฮิสโตนมีประจุเป็นบวกเพื่อให้สามารถโต้ตอบกับประจุลบของ DNA ได้จากฟอสเฟต.

ฮิสโตนเป็นโปรตีนที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตที่มีความคงตัวในการวิวัฒนาการจำได้ว่าอัตราการกลายพันธุ์ต่ำบ่งชี้ว่าแรงกดดันจากการคัดเลือกของโมเลกุลนี้มีความแข็งแรง ข้อบกพร่องในฮิสโตนอาจส่งผลให้เกิดการบดอัดดีเอ็นเอบกพร่อง.

Histones สามารถแก้ไขได้ทางชีวเคมีและกระบวนการนี้จะปรับระดับการบดอัดของสารพันธุกรรม.

เมื่อฮิสโทนินเป็น "hypoacetylated" โครมาตินจะควบแน่นมากกว่าเนื่องจากรูปแบบอะเซทิเลตจะต่อต้านประจุบวกของไลซีน (กรดอะมิโนที่มีประจุเป็นบวก) ในโปรตีน.

นิวคลีโอโซมและเส้นใย 30 นาโนเมตร

DNA strand นั้นถูกม้วนขึ้นในฮิสโตนและสร้างโครงสร้างที่คล้ายกับลูกปัดของสร้อยคอมุกที่เรียกว่านิวคลีโอโซม หัวใจสำคัญของโครงสร้างนี้คือสองสำเนาของฮิสโตนแต่ละประเภท: H2A, H2B, H3 และ H4 การรวมกันของ histones ที่แตกต่างกันเรียกว่า "histone octamer".

ออคเทอเมอร์ถูกล้อมรอบไปด้วยฐาน 146 คู่ทำให้น้อยกว่าสองรอบ เซลล์ไดโพลลอยด์ของมนุษย์มีประมาณ 6.4 x 10⁹ นิวคลีโอไทด์ที่แบ่งออกเป็น 30 ล้านนิวคลีโอโซม.

องค์กรในนิวคลีโอโซมช่วยให้ดีเอ็นเอมีขนาดเล็กลงกว่าหนึ่งในสามของความยาวดั้งเดิม.

ในกระบวนการสกัดสารพันธุกรรมภายใต้สภาพทางสรีรวิทยาพบว่านิวคลีโอโซมถูกจัดเรียงในเส้นใย 30 นาโนเมตร.

โครโมโซม

โครโมโซมเป็นหน่วยของการสืบทอดหน้าที่ซึ่งมีหน้าที่ในการส่งยีนของแต่ละบุคคล ยีนเป็นส่วนของ DNA ที่มีข้อมูลในการสังเคราะห์โปรตีน (หรือชุดของโปรตีน) อย่างไรก็ตามยังมียีนที่เป็นรหัสสำหรับองค์ประกอบด้านกฎระเบียบเช่น RNA.

เซลล์มนุษย์ทั้งหมด (ยกเว้นเซลล์สืบพันธุ์และเม็ดเลือดแดง) มีสำเนาของโครโมโซมสองชุดหนึ่งสำเนาที่สืบทอดมาจากพ่อและอีกส่วนจากมารดา.

โครโมโซมเป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยส่วนยาวเชิงเส้นของ DNA ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนคอมเพล็กซ์ดังกล่าวข้างต้น โดยปกติในยูคาริโอตวัสดุทางพันธุกรรมทั้งหมดที่รวมอยู่ในนิวเคลียสจะถูกแบ่งออกเป็นชุดของโครโมโซม.

องค์กรในโปรคาริโอต

Prokaryotes เป็นสิ่งมีชีวิตที่ขาดนิวเคลียส ในสปีชีส์เหล่านี้สารพันธุกรรมมีการรวมตัวกันอย่างสูงพร้อมกับโปรตีนอัลคาไลน์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ด้วยวิธีนี้ DNA จะถูกบีบอัดและตั้งอยู่ในภาคกลางของแบคทีเรีย.

ผู้เขียนบางคนมักจะระบุถึงโครงสร้างนี้ "แบคทีเรียโครโมโซม" แม้ว่ามันจะไม่ได้นำเสนอลักษณะเดียวกันของโครโมโซมยูคาริโอต.

ปริมาณดีเอ็นเอ

สิ่งมีชีวิตบางชนิดนั้นมี DNA จำนวนเท่ากัน ในความเป็นจริงค่านี้เป็นตัวแปรสูงระหว่างสปีชีส์และไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของ DNA และความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต ความขัดแย้งนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ "C value paradox".

การใช้เหตุผลเชิงตรรกะคือการหยั่งรู้ว่าสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนยิ่งคือ DNA ที่มันมีอยู่ อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ไม่เป็นความจริงในธรรมชาติ.

ตัวอย่างเช่นจีโนมของ lungfish Protopterus aethiopicus มันมีขนาด 132 pg (DNA สามารถหาปริมาณได้ใน picograms = pg) ในขณะที่จีโนมมนุษย์มีน้ำหนักเพียง 3.5 pg.

โปรดจำไว้ว่า DNA ทั้งหมดของรหัสสิ่งมีชีวิตสำหรับโปรตีนนั้นมีจำนวนมากซึ่งเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบด้านกฎระเบียบและ RNA ประเภทต่างๆ.

รูปแบบโครงสร้างของ DNA

แบบจำลอง Watson และ Crick นั้นแยกออกมาจากรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ซึ่งรู้จักกันในชื่อ B-DNA helix และเป็นรูปแบบ "ดั้งเดิม" และเป็นที่รู้จักกันดีที่สุด อย่างไรก็ตามมีรูปแบบที่แตกต่างกันสองแบบที่เรียกว่า DNA-A และ DNA-Z.

DNA-A

ตัวแปร "A" หมุนไปทางขวาเหมือนกับ DNA-B แต่สั้นกว่าและกว้างกว่า แบบฟอร์มนี้จะปรากฏขึ้นเมื่อความชื้นสัมพัทธ์ลดลง.

DNA-A หมุนทุก 11 คู่เบสร่องหลักแคบและลึกกว่า B-DNA ด้วยความเคารพต่อร่องเล็ก ๆ นี้มันดูตื้นและกว้างกว่า.

Z-ดีเอ็นเอ

ตัวแปรที่สามคือ Z-DNA มันเป็นรูปแบบที่แคบที่สุดที่เกิดขึ้นจากกลุ่มของ hexanucleotides จัดเป็นสองเท่าของ antiparallel chains หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของแบบฟอร์มนี้คือหันไปทางซ้ายในขณะที่อีกสองรูปแบบทำไปทางขวา.

Z-DNA จะปรากฏขึ้นเมื่อมีลำดับสั้น ๆ ของการสลับ pyrimidines และ purines ร่องที่ใหญ่กว่านั้นจะแบนและเล็กกว่านั้นแคบกว่าและลึกกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ B-DNA.

แม้ว่าภายใต้สภาพทางสรีรวิทยาโมเลกุล DNA นั้นส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบ B ของมัน แต่การดำรงอยู่ของทั้งสองสายพันธุ์ที่อธิบายไว้จะทำให้เกิดความยืดหยุ่นและการเปลี่ยนแปลงของสารพันธุกรรม.

ฟังก์ชั่น

โมเลกุล DNA ประกอบด้วยข้อมูลและคำแนะนำที่จำเป็นสำหรับการสร้างสิ่งมีชีวิต ชุดข้อมูลทางพันธุกรรมที่สมบูรณ์ในสิ่งมีชีวิตเรียกว่า จีโนม.

ข้อความถูกเข้ารหัสโดย "ตัวอักษรชีวภาพ": สี่ฐานดังกล่าวก่อนหน้านี้, A, T, G และ C.

ข้อความสามารถนำไปสู่การก่อตัวของโปรตีนประเภทต่าง ๆ หรือการเข้ารหัสสำหรับองค์ประกอบด้านกฎระเบียบบางอย่าง กระบวนการที่ฐานเหล่านี้สามารถส่งข้อความได้อธิบายไว้ด้านล่าง:

การจำลองแบบการถอดความและการแปล

ข้อความที่เข้ารหัสในตัวอักษรสี่ตัว A, T, G และ C ทำให้เกิดฟีโนไทป์ (ไม่ใช่รหัสลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดสำหรับโปรตีน) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ DNA จะต้องทำซ้ำตัวเองในทุกขั้นตอนของการแบ่งเซลล์.

การจำลองแบบดีเอ็นเอเป็นแบบอสังยุค: เกลียวทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการก่อตัวของโมเลกุลลูกสาวใหม่ เอนไซม์ที่แตกต่างกันกระตุ้นการจำลองแบบรวมถึง DNA primase, DNA helicase, DNA ligase และ topoisomerase.

ต่อจากนั้นข้อความ - เขียนในภาษาลำดับฐาน - ต้องถูกส่งไปยังโมเลกุลตัวกลาง: RNA (กรดริบอนนิวคลีอิก) กระบวนการนี้เรียกว่าการถอดความ.

เพื่อให้การถอดรหัสเกิดขึ้นเอนไซม์ต่าง ๆ ต้องเข้าร่วมรวมถึง RNA polymerase.

เอนไซม์นี้มีหน้าที่ในการคัดลอกข้อความ DNA และแปลงเป็นโมเลกุล RNA ของ Messenger กล่าวอีกนัยหนึ่งจุดประสงค์ของการถอดความคือเพื่อรับผู้ส่งสาร.

ในที่สุดข้อความจะถูกแปลเป็นโมเลกุล RNA ของผู้ส่งสารขอบคุณไรโบโซม.

โครงสร้างเหล่านี้ใช้ messenger RNA และร่วมกับเครื่องจักรแปลจากโปรตีนที่ระบุ.

รหัสพันธุกรรม

ข้อความจะถูกอ่านใน "triplets" หรือกลุ่มของสามตัวอักษรที่ระบุสำหรับกรดอะมิโน - บล็อกโครงสร้างของโปรตีน มันเป็นไปได้ที่จะถอดรหัสข้อความของทริปเปิลเนื่องจากรหัสพันธุกรรมได้ถูกเปิดเผยเรียบร้อยแล้ว.

การแปลจะเริ่มต้นด้วยกรดอะมิโนเมทไธโอนีนซึ่งเขียนโดยเริ่มต้นแฝด: AUG "U" แสดงถึงฐาน uracil และเป็นคุณสมบัติของ RNA และ supplants thymine.

ตัวอย่างเช่นหาก messenger RNA มีลำดับดังต่อไปนี้: AUG CCU CUU UUU UUA มันจะถูกแปลเป็นกรดอะมิโนต่อไปนี้: methionine, proline, leucine, phenylalanine และ phenylalanine โปรดทราบว่าอาจเป็นไปได้ว่าสองในสาม - ในกรณีนี้ UUU และ UUA - รหัสสำหรับกรดอะมิโนเดียวกัน: phenylalanine.

สำหรับคุณสมบัตินี้มีการกล่าวกันว่ารหัสพันธุกรรมเสื่อมโทรมเนื่องจากมีการเข้ารหัสกรดอะมิโนมากกว่าหนึ่งในสามของลำดับที่สามยกเว้นกรดอะมิโน methionine ที่กำหนดจุดเริ่มต้นของการแปล.

กระบวนการหยุดทำงานโดยมีการยกเลิกเฉพาะหรือหยุดสามเท่า: UAA, UAG และ UGA พวกเขาเป็นที่รู้จักภายใต้ชื่อของดินเหลืองใช้ทำสี, อำพันและโอปอลตามลำดับ เมื่อไรโบโซมตรวจพบพวกเขาพวกเขาจะไม่สามารถเพิ่มกรดอะมิโนให้กับห่วงโซ่ได้อีกต่อไป.

คุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ

กรดนิวคลีอิกเป็นกรดในธรรมชาติและละลายได้ในน้ำ (ชอบน้ำ) การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างกลุ่มฟอสเฟตและกลุ่มไฮดรอกซิลของเพนโตสกับน้ำสามารถเกิดขึ้นได้ มันมีประจุลบที่ค่า pH ทางสรีรวิทยา.

สารละลายดีเอ็นเอมีความหนืดสูงเนื่องจากความสามารถในการต้านทานการเปลี่ยนรูปของเกลียวคู่ซึ่งมีความแข็งแรงมาก ความหนืดจะลดลงหากกรดนิวคลีอิกติดค้างเพียงเส้นเดียว.

พวกมันเป็นโมเลกุลที่มีความเสถียรสูง ด้วยเหตุผลคุณสมบัตินี้จะต้องขาดไม่ได้ในโครงสร้างที่นำข้อมูลทางพันธุกรรม เมื่อเทียบกับ RNA DNA มีความเสถียรมากกว่าเพราะขาดกลุ่มไฮดรอกซิล.

ดีเอ็นเอสามารถถูกทำลายได้ด้วยความร้อนนั่นคือเส้นแยกออกจากกันเมื่อโมเลกุลสัมผัสกับอุณหภูมิสูง.

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้นั้นขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ G-C ของโมเลกุลเพราะฐานเหล่านี้จะถูกรวมเข้าด้วยกันโดยพันธะไฮโดรเจนสามตัวซึ่งจะเพิ่มความต้านทานต่อการแยก.

สำหรับการดูดกลืนแสงพวกเขามีจุดสูงสุดที่ 260 นาโนเมตรซึ่งจะเพิ่มขึ้นหากกรดนิวคลีอิกเป็นแบบเส้นเดี่ยวเนื่องจากพวกมันจะแสดงวงแหวนของนิวคลีโอไทด์และสิ่งเหล่านี้มีหน้าที่ในการดูดซับ.

วิวัฒนาการ

ตามที่ Lazcano et al. 1988 DNA เกิดขึ้นในช่วงของการเปลี่ยนแปลงจาก RNA เป็นหนึ่งในเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของชีวิต.

ผู้เขียนเสนอสามขั้นตอน: ช่วงแรกที่มีโมเลกุลคล้ายกับกรดนิวคลีอิกที่มีอยู่หลังจากนั้นจีโนมที่เกิดขึ้นจาก RNA และเป็นขั้นตอนสุดท้ายจีโนมดีเอ็นเอวงสองแถบปรากฏ.

หลักฐานบางอย่างสนับสนุนทฤษฎีของโลกหลักบนพื้นฐานของอาร์เอ็นเอ ประการแรกการสังเคราะห์โปรตีนสามารถเกิดขึ้นได้หากไม่มี DNA แต่จะไม่เกิดขึ้นเมื่อ RNA หายไป นอกจากนี้ยังค้นพบโมเลกุล RNA ที่มีคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยา.

สำหรับการสังเคราะห์ของ deoxyribonucleotide (มีอยู่ใน DNA) พวกเขามักจะมาจากการลดลงของ ribonucleotides (อยู่ใน RNA).

นวัตกรรมวิวัฒนาการของโมเลกุล DNA จะต้องมีเอนไซม์ที่สังเคราะห์สารตั้งต้นของ DNA และมีส่วนร่วมในการถอดรหัสของ RNA.

จากการศึกษาเอนไซม์ปัจจุบันสามารถสรุปได้ว่าโปรตีนเหล่านี้มีวิวัฒนาการหลายครั้งและการเปลี่ยนจาก RNA เป็น DNA นั้นซับซ้อนกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้รวมถึงกระบวนการถ่ายโอนยีนและการสูญเสีย.

การหาลำดับดีเอ็นเอ

การหาลำดับดีเอ็นเอประกอบด้วยการอธิบายลำดับของเส้นเกลียวดีเอ็นเอในแง่ของฐานทั้งสี่ที่ประกอบขึ้น.

ความรู้ของลำดับนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในวิทยาศาสตร์ชีวภาพ มันสามารถใช้ในการแยกแยะระหว่างสองสายพันธุ์ที่คล้ายกันมาก morphologically เพื่อตรวจสอบโรคพยาธิวิทยาหรือปรสิตและแม้กระทั่งมีการบังคับใช้ทางนิติเวช.

การจัดลำดับของ Sanger ได้รับการพัฒนาในปี 1900 และเป็นเทคนิคดั้งเดิมในการชี้แจงลำดับ แม้จะมีอายุเท่าไร แต่เป็นวิธีการที่ถูกต้องที่นักวิจัยใช้กันอย่างแพร่หลาย.

วิธีการของแซงเจอร์

วิธีนี้ใช้ DNA polymerase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เชื่อถือได้สูงซึ่งจำลอง DNA ในเซลล์สังเคราะห์สายโซ่ DNA ใหม่โดยใช้แนวทางที่มีอยู่ก่อนอื่น เอนไซม์ต้องการ เป็นครั้งแรก หรือสีรองพื้นเพื่อเริ่มการสังเคราะห์ ไพรเมอร์เป็นโมเลกุลขนาดเล็กของ DNA ประกอบกับโมเลกุลที่คุณต้องการเรียงลำดับ.

ในการทำปฏิกิริยานิวคลีโอไทด์ที่จะถูกรวมเข้ากับดีเอ็นเอใหม่ของเอนไซม์จะถูกเพิ่มเข้าไป.

นอกเหนือจากนิวคลีโอไทด์ "ดั้งเดิม" แล้ววิธีนี้ยังรวมถึงไดอะลอกซินนิวคลีโอไทด์สำหรับแต่ละเบสด้วย พวกเขาแตกต่างจากนิวคลีโอไทด์มาตรฐานในสองลักษณะ: โครงสร้างพวกเขาไม่อนุญาตให้ DNA polymerase เพิ่มนิวคลีโอไทด์มากขึ้นในห่วงโซ่ลูกสาวและมีเครื่องหมายเรืองแสงที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละฐาน.

ผลที่ได้คือความหลากหลายของโมเลกุลดีเอ็นเอที่มีความยาวต่างกันเนื่องจากไดไดออกซินนิวคลีโอไทด์ถูกรวมเข้าด้วยกันแบบสุ่มและหยุดกระบวนการจำลองแบบในระยะต่าง ๆ.

โมเลกุลที่หลากหลายนี้สามารถแยกออกได้ตามความยาวและเอกลักษณ์ของนิวคลีโอไทด์จะถูกอ่านผ่านการปล่อยแสงจากฉลากเรืองแสง.

ลำดับใหม่รุ่น

เทคนิคการหาลำดับที่พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทำให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างจำนวนหลายล้านตัวอย่างได้พร้อมกัน.

วิธีการที่โดดเด่นที่สุดคือ pyrosequencing, sequencing โดยการสังเคราะห์, sequencing โดย ligation และ sequencing รุ่นต่อไปโดย Ion Torrent.

การอ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , et al. (2002). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ ฉบับที่ 4. นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์ โครงสร้างและหน้าที่ของ DNA วางจำหน่ายที่: ncbi.nlm.nih.gov/
2. Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , et al. (2002). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์ ฉบับที่ 4. นิวยอร์ก: วิทยาศาสตร์การ์แลนด์ โครโมโซม DNA และบรรจุภัณฑ์ในโครมาตินไฟเบอร์. มีจำหน่ายที่: ncbi.nlm.nih.gov
3. Berg, J.M. , Tymoczko, J.L. , Stryer, L. (2002). ชีวเคมี ฉบับที่ 5. นิวยอร์ก: W H Freeman ส่วนที่ 27.1 DNA สามารถสมมติรูปแบบโครงสร้างที่หลากหลายได้ มีจำหน่ายที่: ncbi.nlm.nih.gov
4. Fierro, A. (2001) ประวัติโดยย่อของการค้นพบโครงสร้างดีเอ็นเอ. เรฟเมดคลินิกลาสคอนเดส, 20, 71-75.
5. Forterre, P. , Filée, J. & Myllykallio, H. (2000-2013) ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของดีเอ็นเอและเครื่องจักรจำลองดีเอ็นเอ ใน: ฐานข้อมูลชีวประวัติของ Madame Curie [Internet] ออสติน (TX): Landes Bioscience มีจำหน่ายที่: ncbi.nlm.nih.gov
6. Lazcano, A. , Guerrero, R. , Margulis, L. , & Oro, J. (1988) การเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการจาก RNA เป็น DNA ในเซลล์ต้น. วารสารวิวัฒนาการโมเลกุล, 27(4), 283-290.
7. Lodish, H. , Berk, A. , Zipursky, S.L. , et al. (2000). ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์. ฉบับที่ 4. นิวยอร์ก: ดับบลิวเอช. ฟรีแมน มาตรา 9.5 การจัดระเบียบ DNA ของเซลลูล่าร์ไปสู่โครโมโซม ดูได้ที่: ncbi.nlm.nih.gov/books
8. Voet, D. , Voet, J. G. , และ Pratt, C. W. (1999). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมี ใหม่ นิวยอร์ก: John Willey and Sons.