ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Η δομή του DNA

Εισαγωγή Τα νουκλεϊκά οξέα είναι το DNA και το RNA και υπάρχουν σε όλα τα κύτταρα. Το DNA είναι το γενετικό υλικό των κυττάρων. Εξασφαλίζει την αποθήκευση και τη μεταβίβαση της γενετικής πληροφορίας κατευθύνει επίσης την έκφρασή της. Το RNA έχει πολλαπλούς ρόλους στην έκφραση της γενετικής πληροφορίας. Αποτελεί επίσης το γενετικό υλικό κάποιων ιών.

Η σύσταση του DNA Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '20, ο βιοχημικός P.A. Levene ανέλυσε τα συστατικά του μορίου του DNA. Βρήκε ότι περιέχει τέσσερις αζωτούχες βάσεις: κυτοσίνη, θυμίνη, αδενίνη και γουανίνη. Επίσης περιέχει το σάκχαρο (πεντόζη) δεσοξυριβόζη και μια φωσφορική ομάδα.

Η δομή των νουκλεϊκών οξέων Αποτελούνται από νουκλεοτίδια, που ενώνονται με φωσφοδιεστερικό δεσμό. Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια αζωτούχο βάση που συνδέεται με ένα σάκχαρο (πεντόζη) και μία φωσφορική ομάδα που συνδέεται επίσης με το σάκχαρο. O Pi Αζωτούχος βάση Δεσοξυριβόζη Φωσφορική ομάδα

Η δομή των νουκλεοτιδίων Η αζωτούχος βάση του νουκλεοτιδίου είναι συνδεδεμένη με τον άνθρακα 1΄ της πεντόζης του. Pi 5΄ O ΟΗ Η 1΄ 2΄ 3΄ 4΄ Η φωσφορική ομάδα είναι συνδεδεμένη στον άνθρακα 5΄ της πεντόζης.

Οι νουκλεοτιδικές αλυσίδες Σε ένα δινουκλεοτίδιο μπορεί να συνδεθεί με 3΄- 5΄ φωσφοδιεστερικό δεσμό, ένα τρίτο νουκλεοτίδιο κ.ο.κ. Δημιουργούνται έτσι αλυσίδες νουκλεοτιδίων. Η2Ο 1ο νουκλεοτίδιο Pi O 1΄ 2΄ 3΄ 4΄ Η 2ο 3ο 4ο 5ο ΟΗ

Ο φωσφοδιεστερικός δεσμός Ο δεσμός που συνδέει δύο διαδοχικά νουκλεοτίδια σχηματίζεται μεταξύ του υδροξυλίου του άνθρακα 3΄ του πρώτου νουκλεοτιδίου και της φωσφορικής ομάδας του άνθρακα 5΄ του επόμενου, με ταυτόχρονη απόσπαση ενός μορίου νερού.

Ο φωσφοδιεστερικός δεσμός Ο δεσμός μεταξύ των νουκλεοτιδίων είναι ομοιοπολικός και ονομάζεται: 3΄- 5΄ φωσφοδιεστερικός δεσμός Από τη σύνδεση δύο νουκλεοτιδίων δημιουργείται ένα δινουκλεοτίδιο. Pi 5΄ O Η 1΄ 2΄ 4΄ ΟΗ 3΄ Η2Ο 1ο νουκλεοτίδιο 2ο νουκλεοτίδιο

Προσανατολισμός αλυσίδων Κάθε αλυσίδα έχει προσανατολισμό 5΄3΄. Δηλαδή το πρώτο νουκλεοτίδιο έχει ελεύθερη τη φωσφορική ομάδα του άνθρακα 5΄της πεντόζης του ενώ το τελευταίο νουκλεοτίδιο έχει ελεύθερο το υδροξύλιο του άνθρακα 3΄ της πεντόζης του. 3΄ 5΄ Η2Ο 1ο νουκλεοτίδιο Pi O 1΄ 2΄ 4΄ Η 2ο 3ο 4ο 5ο ΟΗ

Η δομή του DNA Στο σχηματισμό του DNA συμμετέχουν τέσσερα διαφορετικά νουκλεοτίδια: της κυτοσίνης (C), της γουανίνης (G), της αδενίνης (A), και της θυμίνης (T).

Το RNA Το μόριο του RNA αποτελείται επίσης από νουκλεοτίδια. Tα νουκλεοτίδια του RNA έχουν την ίδια δομή με αυτά του DNA με τη διαφορά ότι το σάκχαρο είναι η ριβόζη. Επίσης η αζωτούχες βάσεις είναι: κυτοσίνη (C), ουρακίλη (U), αδενίνη (A) και γουανίνη (G).

Νουκλεοτίδια DNA και RNA Πεντόζη Δεοξυριβόζη Ριβόζη Αζωτούχες Βάσεις Αδενίνη   Θυμίνη Γουανίνη Κυτοσίνη Ουρακίλη

Οι αζωτούχες βάσεις

Ελεύθερα (τριφωσφορικά) ριβονουκλεοτίδια Ελεύθερα (τριφωσφορικά) ριβονουκλεοτίδια Ελεύθερα (τριφωσφορικά) δεσοξυριβονουκλεοτίδια

Τα νουκλεοτίδια του DNA Η αζωτούχος βάση μπορεί να είναι: Pi O ΟΗ Η Αδενίνη Θυμίνη Κυτοσίνη Γουανίνη

Τα ελεύθερα νουκλεοτίδια έχουν τρεις φωσφορικές ομάδες (α,β,γ). Κατά τη δημιουργία του φωσφοδιεστερικού δεσμού αποσπώνται οι δύο και έτσι τα νουκλεοτίδια των νουκλεοτιδικών αλυσίδων έχουν μόνο μία φωσφορική ομάδα.

Σχετικές διευθύνσεις Animation: Η δομή του DNA DNA from the beginning: To DNA Α science Odyssey: Δημιούργησε το δικό σου μόριο DNA. Journey into DNA: Η δομή του DNA Animation: To DNA Genetic Science Learning Center: Δημιούργησε ένα μόριο Genetic Science Learning Center: Πώς θα εξάγετε DNA από ιστούς;

http://www.biologycorner.com/bio4/notes/DNA-structure.php http://www.dnaftb.org/dnaftb/15/concept/ http://www.whfreeman.com/thelifewirebridge2/ http://www.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/biobooktoc.html http://ndbserver.rutgers.edu/education/index.html http://academy.d20.co.edu/kadets/lundberg/animations.html http://www.answers.com/topic/dna http://www.dnaftb.org/dnaftb/19/concept/index.html http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookTOC.html http://www.genome.gov/Pages/Education/Kit/main.cfm?pageid=31 http://sps.k12.ar.us/massengale/dna_model.htm http://138.192.68.68/bio/Courses/biochem2/GeneIntro/DNAandRNAIntro.html http://gslc.genetics.utah.edu/units/basics/tour/ http://www.accessexcellence.org/RC/VL/GG/dna2.html http://www.koshlandsciencemuseum.org/exhibitdna/index.jsp http://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch3B.htm http://www.pbs.org/wgbh/aso/tryit/dna/ http://www.koshlandsciencemuseum.org/exhibitdna/seq01.jsp http://science.nhmccd.edu/biol/bio1int.htm#genetic http://www.treca.org/staff/voss/Pages/structureofDNA.html http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/dnaprot.html http://www.biologycorner.com/bio4/index.php