Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy), w skrócie DNA (od ang. Deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. Jest w chromosomach oraz pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.
Skład oraz budowa
DNA jest liniowym, nierozgałęzionym biopolimerem, dla którego monomerem są nukleotydy. Nukleotydy zbudowane są z: pięciowęglowego cukru deoksyrybozy, którego grupa hydroksylowa znajdująca się przy ostatnim atomie węgla jest zestryfikowana resztą fosforanową, a pierwszy atom węgla połączony jest wiązaniem N-glikozydowym z jedną z czterech zasad azotowych: adeniny A oraz guaniny G (zasady purynowe) oraz cytozyny C oraz tyminy T (zasady pirymidynowe).
Powszechnie spotykaną modyfikacją DNA jest zachodzenie 5-metylocytozyny (m5C) w wyniku metylacji cytozyny. W DNA poniektórych wirusów, np. bakteriofagów PBS2, zamiast tyminy jest uracyl, (U), tworząc nukleozyd 2'-deoksyurydynę[1]. 2'-Deoksyurydyna powstaje też w wyniku deaminacji C do U.
W skład cząsteczki DNA zwykle wchodzą dwa łańcuchy (DNA dwuniciowy), które biegną antyrównolegle (tzn. koniec jednego jest dokładnie naprzeciw początku drugiego). Łańcuchy owijają się wokół wspólnej osi oraz składają się na tzw. prawoskrętną podwójną helisę. Reszty cukrowe oraz fosforowe, połączone ze sobą wiązaniem fosfodiestrowym, leżą na zewnątrz helisy, natomiast zasady skierowane są do wnętrza oraz składają się na pary zasad połączone wedle wzoru:
- A-T (A-U)
- G-C
- T-A (U-A)
- C-G
Zasady połączone są wiązaniami wodorowymi. Cząsteczki DNA bywają bardzo długie. U Homo sapiens sapiens ich długość (po "rozkręceniu chromosomów") dochodzi w sumie do 2 m, gdzie najdłuższa cząsteczka ma 23 cmpotrzebne źródło. W ścisłym skręceniu DNA do postaci chromosomu biorą udział białka histonowe albo niehistonowe.
Każda z nici DNA ma na jednym końcu (oznaczanym jako koniec 5'), przy ostatnim nukleotydzie wolną grupę fosforanową przy węglu 5' deoksyrybozy, a na drugim końcu (oznaczanym jako koniec 3') ostatni nukleotyd ma wolną grupę hydroksylową przy węglu 3' deoksyrybozy. Z uwagi na to, że helisa dwóch nici DNA jest spleciona w ten sposób, że jedna z nici zaczyna się od końca 5' a druga od końca 3', mówi się, że obie nici są względem siebie antyrównoległe.
Łańcuch nici DNA zawiera informację genetyczną o kolejności aminokwasów w białkach kodowaną w postaci trójek nukleotydowych odpowiadających odpowiednim aminokwasom podczas syntezy białka. Nazywamy to kodem genetycznym.
Po "rozpakowaniu" z chromosomów, cząsteczka ludzkiego DNA miałaby około 180 centymetrówpotrzebne źródło.
Rodzaje DNA
DNA rozróżnia się pod względem:
Najważniejsze z nich przedstawiono w tabeli:
| Rodzaj DNA/Funkcja |
B-DNA |
A-DNA |
Z-DNA |
liczba par zasad
przypadająca na skręt helisy |
10,4 (ok. 10,2 dla tzw. wysp CpG) |
11 |
12 |
kąt skręcania pomiędzy sąsiednimi
parami zasad (w stopniach) |
+ 34,6 |
+ 39,0 |
– 30,0 |
| skok helisy (w nm) |
3,54 |
2,53 |
4,56 |
| kierunek skręcania |
prawoskrętna |
prawoskrętna |
lewoskrętna |
| średnica helisy (w nm) |
2,37 |
2,55 |
1,84 |
| Fragment struktury |
 |
 |
 |
Struktura oraz funkcja DNA są niezależne oraz potrafią występować łącznie albo nie.
Historia poznania
Autorami modelu podwójnej helisy DNA są James Watson oraz Francis Crick, na podstawie zdjęć krystalografii rentgenowskiej wykonanych przez Rosalind Franklin oraz Maurice'a Wilkinsa[8]. Pracowali oni wtedy w Medical Reserch Council Unity w Cavendish Laboratory w Cambridge[9].
Za odkrycie w 1953 roku struktury DNA Watson, Crick oraz Wilkins otrzymali w 1962 Nagrodę Nobla (Rosalind Franklin zmarła na raka w 1958).
Sprawdź też
Sprawdź hasło
DNA w Wikisłowniku
Zagadnienia dotyczące budowy, struktury oraz funkcji DNA:
Zagadnienia genetyczne:
Eksperymenty:
Inne:
Przypisy
- ↑ Takahashi and Marmur. 1963. Replacement of thymidylic acid by deoxyuridylic acid in the deoxyribonucleic acid of a transducing phage for Bacillus subtilis. Nature 197:794-795.
- ↑ L van Dam, M H Levitt (2000). "BII nucleotides in the B and C forms of natural-sequence polymeric DNA: A new model for the C form of DNA". J Mol Biol 304 (4): 541-61. PMID 11099379.
- ↑ Vargason J.M., Eichman B.F., Ho P.S. 2000. The extended and eccentric E-DNA structure induced by cytosine methylation or bromination. Nature Structural Biology 7:758-761.
- ↑ Wang G., Vasquez K.M. 2006. Non-B DNA structure-induced genetic instability. Mutat Res.: 598, 103-119.
- ↑ Allemand et al. 1998. Stretched and overwound DNA forms a Pauling-like structure with exposed bases. PNAS 24:14152-14157.
- ↑ Ghosh A., Bansal M. 2003. A glossary of DNA structures from A to Z. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr 59:620–626.
- ↑ Palecek E. 1991. Local supercoil-stabilized DNA structures. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 26:151-226.
- ↑ Archiwalne artykuły z Nature z 1953 roku dotyczące odkrycia struktury DNA (dostęp bezpłatny). [dostęp 2010-03-05].
- ↑ Ferris Jabr. Święto nauki. „Świat Nauki”. nr. 7 (239), s. 42-51, lipiec 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380. za F.H.C Crick. Struktura materiału dziedzicznego. „Świat Nauki”, październik 1954. Prószyński Media. ISSN 0867-6380.
Linki zewnętrzne
