Bokhylle (Norsk)


Strukturen av DNA Gir en Mekanisme for Arvelighet

Gener bære biologisk informasjon som må kopieres nøyaktig for overføring til neste generasjon hver gang en celle deler seg for å danne to dattercellene. To sentrale biologiske spørsmål oppstår fra disse kravene: hvordan kan informasjonen for å spesifisere en organisme bli gjennomført i kjemisk form, og hvordan er det nøyaktig kopiert?, Oppdagelsen av strukturen av DNA-dobbel helix ble et landemerke i det tjuende århundre biologi fordi det umiddelbart foreslo svar på begge spørsmålene, og dermed løse på molekylært nivå problemet av arvelighet. Vi diskuterer kort svar på disse spørsmålene i denne delen, og vi skal se på dem i mer detalj i senere kapitler.

DNA koder informasjon gjennom en ordre eller en sekvens av nukleotider langs hver strand., Hver base—A, C, T, eller G—kan betraktes som et brev i en fire-bokstav-bokstaver som staver ut biologiske meldinger i den kjemiske strukturen av DNA. Som vi så i Kapittel 1, organismer som skiller seg fra hverandre fordi deres respektive DNA-molekylene har forskjellige nukleotide-sekvenser og følgelig bære forskjellige biologiske meldinger. Men hvordan er nukleotid alfabetet som brukes til å lage meldinger, og hva gjør de stave ut?

Som nevnt ovenfor, var kjent i god tid før struktur av DNA ble bestemt at genene inneholder instruksjonene for å produsere proteiner., DNA-meldinger må derfor liksom koder for proteiner (Figur 4-6). Dette forholdet gjør straks problemet er enklere å forstå, på grunn av den kjemiske tegnet av proteiner. Som diskutert i Kapittel 3, egenskapene til et protein, som er ansvarlig for dets biologiske funksjon, er bestemt av dets tredimensjonale struktur, og dens struktur er bestemt i sving ved lineær sekvens av aminosyrer som den består av. Lineær sekvens av nukleotider i et gen må derfor er noe stave ut lineær sekvens av aminosyrer i et protein., Eksakt korrespondanse mellom de fire-brev nukleotid alfabetet av DNA og tjue-brev aminosyre alfabetet av proteiner—den genetiske koden er ikke åpenbart ut fra DNA-strukturen, og det tok over et tiår etter oppdagelsen av dobbel helix før det ble jobbet ut. I Kapittel 6 beskriver vi denne koden i detalj i løpet av en utdyping av prosessen, kjent som genuttrykk, gjennom en celle oversetter nukleotid-sekvensen til et gen inn i aminosyresekvens av et protein.,

Figur 4-6

forholdet mellom genetisk informasjon som er gjennomført i DNA og proteiner.

Den komplette settet av informasjon i en organismes DNA kalles dens genom, og det bærer informasjon for alle proteiner organismen vil noensinne syntetisere. (Begrepet genom er også brukt til å beskrive DNA som bærer denne beskjed.) Mengden av informasjon som finnes i genomet er svimlende: for eksempel, en typisk menneskelig celle inneholder 2 meter av DNA., Skrevet ut i fire-brev nukleotid alfabetet, det nukleotid-sekvensen til en svært liten menneskelig gen har en fjerdedel av en side av teksten (Figur 4-7), mens komplett sekvens av nukleotider i det menneskelige genom ville fylle mer enn tusen bøker størrelsen av denne. I tillegg til annen kritisk informasjon, det bærer instruksjoner for rundt 30 000 forskjellige proteiner.

Figur 4-7

nukleotid-sekvensen av den menneskelige β-globin-gener., Dette genet bærer informasjon for aminosyresekvens av en av de to typene av underenhetene av hemoglobin-molekylet, som frakter oksygen i blodet. Et annet gen, og α-globin (mer…)

Ved hver celledeling, cellen må kopiere dens genom for å gi det til begge dattercellene., Oppdagelsen av DNA strukturen også avdekket prinsippet som gjør dette kopiere mulig: fordi hver strand av DNA inneholder en sekvens av nukleotider som er akkurat komplementær til nukleotid-sekvensen av sin partner strand, hver strand kan fungere som en mal, eller mugg, for syntese av en ny utfyllende strand. Med andre ord, hvis vi angir de to DNA-tråder som S og S’, strand S kan fungere som en mal for å lage en ny strand S’, mens strand S’ kan fungere som en mal for å lage en ny strand S (Figur 4-8)., Dermed, den genetiske informasjonen i DNA kan være nøyaktig kopiert av vakkert enkel prosess der strand S skiller seg fra strand S’, og hver av dem atskilt strand deretter fungerer som en mal for produksjon av en ny komplementær partner strand som er identisk med sin tidligere partner.

Figur 4-8

DNA som en mal for sin egen duplisering. Som nukleotid En vellykket par med T, og G med C, hver strand av DNA kan angi sekvens av nukleotider i sin komplementære strand., På denne måten, dobbel-helical DNA kan kopieres nøyaktig. (mer…)

evne til hvert aspekt av et DNA-molekyl til å fungere som en mal for å produsere en utfyllende strand gjør det mulig for en celle å kopiere eller replisere, sine gener før du passerer dem på sine etterkommere. I neste kapittel beskriver vi den elegante maskiner cellen bruker til å utføre denne enorme oppgaven.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *