Views
3 months ago

BIO 9 UC 9.pregled

3. Genetika Zgradba DNA

3. Genetika Zgradba DNA Dolgo časa je bilo v znanosti odprto vprašanje, kakšna je zgradba molekule N DNA. Kar nekaj znanstvenih odkritij, ki so jih prispevali različni N znanstveniki, N je bilo potrebnih, da sta James D. Watson in Francis NH Crick Nlahko leta 1953 NH predstavila pravilen tridimenzionalni model molekule adenin DNA in njene zgradbe. citozin NH 2 NH 2 O Phoebus Levene (1869–1940), v Litvi rojeni ameriški biokemik, je odkril, da so osnovni gradniki DNA – nukleotidi, kot jih je imenoval – sestavljeni iz fosfatne skupine, vezane na sladkor deoksiribozo, na katero je vezana ena izmed štirih dušikovih baz: adenin (A), citozin (C), gvanin (G) ali timin (T). O O H dušikova baza 3 C N NH 2 NH NH 2 NH fosfatna NH 2 N N NH O N NH N NH 2 skupina H N timin gvanin NH O N NH O – H O P O CH 2 N O adenin citozin O – O H H O O H H H dušikova OHbaza H 3 C N NH NH fosfatna NH sladkor 2 NH O NH N NH 2 skupina Hdeoksiriboza N timin gvanin O – Kemijska H O P O CH 2 zgradba N Onukleotida Štiri različne dušikove baze DNA O – O H H H H OH H Avstrijski biokemik Erwin Chargaff (1905–2002) je izoliral DNA iz celic različnih sladkor organizmov in ugotovil, da je količina adenina iz nekega organizma zelo deoksiriboza podobna količini timina istega organizma in da je količina citozina podobna količini gvanina v istem organizmu. Iz tega je sklepal, da morajo biti nukleotidi razporejeni tako, da se število A ujema s številom T in število C s številom G. Ameriški kemik Linus Pauling (1901–1994) je s posebnim postopkom, s pomočjo rentgenskih žarkov in njihovega loma na kristalih molekule (rentgenska kristalografija), v številnih beljakovinah odkril vijačno strukturo, podobno tisti na odčepniku; poimenoval jo je alfa vijačnica. Alfa vijačnica Odčepnik Na modelu molekule enega izmed encimov, ki razgrajujejo lipide, so dobro vidne strukture alfa vijačnice (obarvane svetlo modro). Rosalind Franklin (1920–1958) Maurice Wilkins (1916–2004) Rosalind Franklin, britanska biokemičarka, in Maurice Wilkins, na Novi Zelandiji rojeni britanski fizik, sta z rentgensko kristalografijo pridobila nazorne kristalografske slike DNA. Na podlagi teh slik je Franklinova lahko tudi izračunala dimenzije molekule DNA. Njuna kristalografska slika DNA 20

Na podlagi predhodnih dognanj (glej okvirček) sta James D. Watson, ameriški molekulski biolog, in Francis Crick, britanski molekulski biolog, zasnovala tridimenzionalni model molekule DNA kot dvojne vijačnice. Risba dvojne vijačnice DNA, ki jo je narisala Crickova žena Odile in je bila objavljena v znamenitem članku o razkritju strukture DNA. James D. Watson (1928–) G T gen C A Gen je odsek molekule DNA. Vsak gen je nosilec ene enote genetske informacije, npr. zapisa za beljakovino. Za vsak gen je značilno njemu lastno zaporedje nukleotidov. Raznolikost genov je osnova za biološko raznolikost med vrstami in tudi znotraj posameznih vrst. Francis Crick (1916–2004) Dvojna vijačnica DNA sladkor Molekula DNA je dvojna vijačnica, saj je sestavljena iz dveh verig osnovnih gradnikov, ki se vijeta druga okoli druge. Osnovni gradniki obeh verig so nukleotidi. V DNA najdemo štiri različne nukleotide, z oznakami A, C, G in T. Te črke označujejo tako dušikove baze kot tudi celoten nukleotid, ki ima določeno dušikovo bazo. Nukleotidi ene verige so povezani z nukleotidi druge verige, pri čemer velja, da se nukleotidi dveh verig med seboj povezujejo tako, da se povežeta A in T ter C in G. Ujemajočima se, povezanima nukleotidoma rečemo bazni par. Ureditev nukleotidov v dvojni vijačnici DNA fosfatna skupina dušikove baze Razkritje zgradbe DNA je bilo zelo pomembno odkritje in je bilo leta 1962 tudi nagrajeno z Nobelovo nagrado. Poznavanje zgradbe DNA ima za sodobno biologijo velik pomen in to odkritje je pomemben mejnik v njenem razvoju. Omogočilo je namreč nadaljnje raziskave, ki so privedle do odkritja, kako se lahko DNA podvaja in kako je v njej zapisan vrstni red aminokislin, ki sestavljajo beljakovine, ter še do drugih pomembnih odkritij na področju genetike. Za zelo radovedne: Na spletni strani http://www.dnai. org/timeline/ si lahko ogledaš časovnico pomembnih odkritij, povezanih z DNA. 21