بسم الله الرحمن الرحيم

ساختمان DNA

مقدمه اي بر ساختمان DNA  

 

تركيبات DNA  

DNA   يك پلي مر است . واحد هاي مونومر DNA نوكلئوتيد ها هستند . و پلي مر آن تحت نام " پلي نوكلئوتيد خوانده مي شود . هر نوكلئوتيد از قند 5 كربنه ( دزكسي ريبوز ) ، يك باز نيترژن دار متصل به قند ، و يك گروه فسفات  تشكيل شده است . چهار گروه نوكلئوتيد در DNA يافت مي شود ، تفاوت آنها فقط در نوع باز آلي آنها است . چهار نوكلئوتيد با با چهار حرف بعنوان حروف اختصاري براي چهار نوع باز مشخص مي شوند .

·                     A  براي آدنين

·                     G  براي گوانين

·                     C  براي سيتوزين

·                     T  براي تيمين

بازهاي پورين

آدنين و گوانين پورين هستند پورين ها بزرگتر از دونوع ديگر باز هاي موجود در DNA هستند ساختار ها در زير نمايش داده شده است : ساختار A و , G

  

 

9 اتم كه حلقه هاي متصل را تشكيل مي دهند ( 5 كربن 4 نيترژن ) از شماره هاي 1 تا 9  شماره گذاري شده اند تمام اتم هاي حلقه در يك طرح مشابه قرار گرفته اند .

باز هاي پيريميدين

سيتوزين و تيمين پيريميدين هستند . 6 اتم ( 4 كربن ، 2 نيترژن ) از 1 تا 6 شماره گذاري شده اند . همانند پورين ها تمام اتم هاي حلقه پيريميدين در يك طرح مشابه قرار گرفته اند .

ساختار C , T  

قند دزكسي ريبوز

قند دز اكسي ريبوز در DNA داراي 5 كربن و 3 اكسيژن است اتم هاي كربن 1َ ، 2َ ، 3َ ، 4َ و 5َ از شماره گذاري اتم هاي حلقه هاي پورين و پيريميدين قابل تشخيص اند . گروه هاي هيدركسيل كربن هاي 3َ و 5َ  به گروه فسفات از اسكلت DNA پيوسته اند . دز اكسي ريبوز در مقايسه با ريبوز ، قند RNA، فاقد يك گروه هيدركسيل در موقعيت 2َ است .

ساختار دزاكسي ريبوز

ساختار نوكلئوزيد ها

يك نوكلئوزيد يكي از4   نوع باز DNA است كه به موقعيت C1`  يك قند پيوند كوالان شده است . قند موجود در دزاكسي نوكلئوزيدها 2َ – دزاكسي ريبوز است . قند ريبو نوكلئوزيد ها ريبوز است . نوكلئوزيد ها به جهت فقدان گروه فسفات از نوكلئوتيد ها متفاوتند . 4 نوكلئوزيد مختلف DNA عبارتند از دزاكسي آدنوزين ( dA )  ، دز اكسي گوانوزين ( dG )  ، دزاكسي سيتوزين (dC )  ، و ( دزاكسي ) تيميدين ( dT , or T ) .

ساختار dA

در dA , dG  يك پيوند ان-گليكوزيد مابين  C1` , N9  از پورين وجود دارد .

 

نوكلئوتيد ها

يك نوكلئوتيد ، نوكلئوزيدي است كه با يك يا تعداد بيشتري از گروه هاي فسفات پيوند كوالان در گروه (هاي) هيدروكسيل 5َ و /يا 3َ برقرار كرده است .

 

اسكلت DNA

اسكلت DNA پليمري با يك ترادف قند – فسفات متناوب است . قند دزاكسي ريبوز هيدروكسيل 3َ و هيدروكسيل 5َ به گروههاي فسفات در پيوند استري متصل شده است كه كه بانام پيوند " فسفو دي استر" خوانده مي شود  .

خصوصيات ساختار 5'-d(CGAAT) :

• تناوب اسكلت گروه هاي فسفو دي استر و دزاكسي ريبوز
• زنجيره داراي مسير مشخصي ( با نام قطبيت ) است ، 5َ به 3َ از بالا به پايين
• اكسيژن هاي ( اتم هاي قرمز ) فسفات ها قطبي بوده و داراي بار منفي هستند
• باز هاي A, G, C, and T مي توانند از زنجيره فاصله گرفته و با يكديگر پيوند برقرار كنند
• باز ها هيدروفوب هستند

 

مثال اسكلت DNA5'-d  :

 (CGAAT)  :

 

 

DNA مارپيچ دوگانه

بطور طبيعي DNA يك ماكرو مولكول دوگانه است . دو زنجيره پلي نوكلئوتيد يكديگر را توسط نيروهاي ضعيف ترموديناميك جذب مي كنند .

ساختار مارپيچ دوگانه DNA

 

ويژگي هاي مارپيچ دوگانه :

• دو رشته از يك مارپيچ فنري به دور يك محور مارپيچ به شكل راست گرد پيچيده اند
• دو زنجيره پلي نوكلئوتيدي در جهت هاي متضاد حركت مي كنند
• اسكلت فسفات- قند مانند نرده هاي يك پله كان به دور محور مي چرخند
• بازهاي متعلق به هر نوكلئوتيد مانند پله هاي نردبان فنري در داخل مارپيچ به يكديگر متصل     شده اند

 

جفت باز ها :

در ميان مارپيچ دوگانه DNA ، A  از يك زنجيره با T  از زنجيره مقابل و همچنين C از يك زنجيره با G  از زنجيره مقابل پيوند هيدرژني برقرار كرده اند .

 

مثال بازهاي dA-dT پيداشده در ميان ماپيچ DNA  :

مثال بازهاي dG-dC پيدا شده در ميان مارپيج DNA  :

·     جفت باز هاي dA-dT و dG-dC از نظر طولي يك اندازه اند  و بنظر مي رسد در ميان يك مارپيچ دوگانه DNA  داراي شكل فضايي مشابه هستند. بنابراين مولكول DNA  از نظر قطر شكل همساني دارد .

·         جفت باز هاي dA-dT و dG-dC مي توانند در هر جايگاهي از  DNA ديده شوند .

 

محور مارپيچ DNA

بهترين نمود محورمارپيچ در نگاه مستقيم عمودي محور است . اسكلت فسفات – قند به سمت بيرون مارپيچ ، درمحلي كه گروه هاي قطببي فسفات ( اتم هاي قرمز و زرد ) مي توانند با محيط قطبي بيرون درهم كنش داشته باشند ، قرار دارند .بازهاي حاوي نيترژن ( اتم هاي آبي ) در سمت داخل ، اتصال عمودي به محور مارپيچ ، قرار دارند .

منظر عمودي محور مارپيچ

DNA يك مارپيچ دوگانه است . لبه هاي خارجي تر از تناوب مولكول هاي قند و گروه هاي فسفات تشكيل شده است . دو رشته در جهت عكس يكديگر حركت مي كنند ( 1 "بالا" و 1 "پايين" ) . باز هاي نيترژن دار در سمت داخلي مانند پله هاي نردبان . آدنين در يك سمت با تيمين( در RNA اوراسيل ) در سمت ديگر پيوند هيدرژني برقرار مي كند ، و سيتوزين با گوانين جفت مي گردد . توجه كنيد كه جفت C-G داراي سه پيوند هيدرژني است در حالي كه جفت A-T داراي دو پيوند هيدرژني است كه اين عامل باز هارا از اشتباه در جفت شدن محافظت مي كند .جفت شدن پهلو به پهلو كاملاً مشخص و معلوم است ،اما هيچ قانوني درمورد ترتيب نوكلئوتيد ها در طول مولكول وجود ندارد . واتسون و كريك معتقدند اين گوناگوني در طول زنجيره مي تواند بعنوان تنوع كد ژنتيكي شمرده شود . آنها گفتند مولكول مانند يك زيپ از هم باز شده و باز هاي جديد انتخاب شده به دو مولكول جديد اضافه مي شوند . آنها اين روش را همانند سازي نيمه حفاظتي خوانند چرا كه هر مولكول جديد يك رشته قديمي و يك رشته جديد دارد .  

 

DNA دستورالعمل ساختن پروتئين را بوسيله كد كردن ابتدايي RNA  صادر مي كند . نخست ،كد DNA  به كد RNA  ترجمه مي شود ، كه هنوزهمان زبان باز هاي نيترژن دار است ، آدنين در DNA با اوراسيل ( به جاي تيمين )در RNA  جفت مي شود . سپس كد RNA  به كد پروتئين ترجمه مي شود، كه زباني متفاوت است . اين پروسه ريبوزوم ها و دو نوع از RNA ها را درگير مي كند : mRNA , tRNA  . mRNA  براي ژن مورد نظر و از روي DNA كپي مي شود ، درحالي كه tRNA  گروه مخصوصي از نوكلئوتيد ها را با يك آمينو اسيد ويژه تطبيق مي دهد . يك "واحد" شامل 3 نوكلئوتيد بر روي tRNA شناساگر يك آمينواسيد است . هر يك از اين "واحد"ها يك آنتي كدون ناميده مي شوند . هريك از اين ها با توالي 3 نوكلئوتيد بر روي mRNA  با نام كدون متناظر است ، و به اين ترتيب آمينو اسيد ها در يك توالي صحيح جايگزين شده و يك پروتئين را مي سازند.ريبوزوم ها با mRNA , tRNA  در به هم پيوستن اسيد هاي امينه و توليد يك پروتئين همكاري مي كنند .   

 

در اينجا يك ليست از كدونهايmRNA  متناظر با آمينو اسيدهايي كا توسط انها كد مي شوند اورده شده است .