Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.1: DNA Sarmalı

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
DNA Sarmalı
 

13.1: DNA Sarmalı

Genel bakış

Deoksiribonükleik asit veya DNA, tüm organizmalarda ve çoğu virüste nesilden nesile özelliklerin geçirilmesinden sorumlu genetik malzemedir. DNA, çift sarsı oluşturmak için birbirinin etrafında nasyonalitler iki iplikçik oluşur. DNA'nın yapısının keşfi, bilim tarihinin en ünlü ve büyüleyici hikayelerinden birini temsil eden yaklaşık bir yüzyıl boyunca aşamalı olarak meydana gelmiştir.

Ayrıntılı DNA Yapısı

DNA'nın her bir iplikçiği, şeker deoksiriboz, fosfat grubu ve azot içeren dört bazdan birini içeren nükleotid adı verilen alt birimlerden oluşur: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T). Adenin ve guanin, pürin adı verilen ve iki halkalı yapılar içeren daha büyük bir kimyasal sınıfının üyeleridir. Sitozin ve timin pirimidin adı verilen tek halkalı yapılar grubuna aittir.

Aynı iplikteki komşu nükleotitler fosfodiester bağları ile kovalent olarak bağlanır. Nükleotitlerin iki iplikçikleri hidrojen bağları tarafından bir arada tutulur, bir iplikçikteki adeninler diğer iplikçikte aynı pozisyonda timinlerle, sitozinler ise diğer iplikçikteki guaninlerle aynı pozisyonda dır. Bu hidrojen bağı, iplikçiklerin 5' ve 3' uçlarının zıt yönlere yönlendirildiği iki DNA iplikçiğinin antiparalel düzenlemesi ile mümkün olur. Bu düzenleme olmadan, nükleotidler iplikçikler arasında hidrojen bağları oluşturmak için yanlış konumda olurdu.

DNA molekülünün iki ipliği çift sarlis adı verilen yay benzeri bir yapıya sıkıca yaralanır. Ancak, çift sarlak mükemmel simetrik değildir. Bunun yerine, yapıda düzenli olarak oluşan oluklar vardır. Büyük oluk şeker-fosfat omurgaları nispeten uzak olduğu oluşur. Bu alan transkripsiyon faktörleri gibi DNA bağlayıcı proteinlere erişim sağlar. Küçük oluk, aksine, şeker-fosfat omurgaları birbirine yakın olduğu oluşur. Nispeten az sayıda protein küçük oluk aracılığıyla DNA'ya bağlanır.

DNA Yapısının Keşfi: Kısa Bir Tarihçe

DNA yapısının keşfinin hikayesi 1869'da İsviçreli bilim adamı Friedrich Miescher'in "nüklein" adını verdiği bir maddeyi keşfetmesi ile başlar. Beyaz kan hücrelerinden protein çıkarma sürecinde, Miescher nispeten yüksek fosfor içeriği olan beklenmedik bir madde buldu. Ne olduğunu bilmiyordu ama biyolojik olarak önemli olabileceğinden şüpheleniyordu. Miescher haklıydı, ama bilim camiasının onun sezgilerini tam olarak takdir etmesi on yıllar aldı.

Bir sonraki kritik keşif Rus biyokimyacı Phoebus Levene tarafından yapıldı. 1919'da Levene, nükleinin polinükleotid adını verdiği molekül zincirlerinden oluştuğunu öne süren bir dekleon, o zamana kadar nükleonid olarak bilinir. Levene'nin önerisi maya üzerine yaptığı araştırmadan kaynaklandı ve tek tek nükleotitlerin bir fosfat grubu, bir şeker ve azot içeren bir bazdan oluştuğunu buldu. Levene'nin polinükleotid modeli birçok açıdan doğru olmasına rağmen, dna molekülünde bazların nasıl düzenlendiği hala belirsizdi.

Avusturyalı biyokimyacı Erwin Chargaff Levene'in çalışmalarını genişletti. 1940'ların sonlarında çalışan Chargaff önemli bir bulgu yaptı: DNA'daki adenin miktarı her zaman kabaca timin miktarına eşittir ve guanin miktarı her zaman kabaca sitozin miktarına eşittir. Bu desen Chargaff Kuralı olarak bilinen oldu ve DNA yapısının son açıklanması sağlayan kanıt önemli bir parçası oldu.

1950'lerin başında, Amerikalı biyolog James Watson ve İngiliz fizikçi Francis Crick, DNA'nın üç boyutlu yapısını keşfetmek için baş rakibi Amerikalı Linus Pauling ile yarışıyorlardı. Chargaff'ın çalışmalarını bir şekilde kullanarak dna'nın fiziksel modellerini oluşturmak için fizik, matematik ve kimya bilgisini kullandılar. Ama kritik bir veri parçası alana kadar başarısız oldular: çift sarmal yapısını kesin olarak gösteren dna'nın bir x-ışını 'fotoğrafı'. Bu fotoğraf fizikçi Rosalind Franklin'in yayınlanmamış verileriydi ve Franklin'in bilgisi olmadan Watson ve Crick'e verildi. Watson ve Crick 1953'te DNA yapısının tanımını yayınladılar ve Maurice Wilkins (Franklin'in iş arkadaşı) ile birlikte bu keşif için 1962 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü kazandılar. Ne yazık ki Franklin 1958'de öldü ve bu nedenle Nobel Ödülü'ne layık değildi.


Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter