bokhylla (Svenska)

DNA-strukturen ger en mekanism för ärftlighet

gener bär biologisk information som måste kopieras noggrant för överföring till nästa generation varje gång en cell delar sig för att bilda två dotterceller. Två centrala biologiska frågor uppstår från dessa krav: hur kan informationen för att specificera en organism transporteras i kemisk form och hur kopieras den korrekt?, Upptäckten av DNA-dubbelhelixens struktur var ett landmärke i 1900-talets biologi eftersom det omedelbart föreslog svar på båda frågorna och därigenom löste problemet med ärftlighet på molekylär nivå. Vi diskuterar kortfattat svaren på dessa frågor i detta avsnitt, och vi kommer att undersöka dem mer detaljerat i efterföljande kapitel.

DNA kodar information genom ordningen eller sekvensen av nukleotiderna längs varje sträng., Varje bas-A, C, T eller G—kan betraktas som ett brev i ett fyra bokstäver alfabet som stavar ut biologiska meddelanden i DNA: s kemiska struktur. Som vi såg i kapitel 1 skiljer sig organismer från varandra eftersom deras respektive DNA-molekyler har olika nukleotidsekvenser och följaktligen bär olika biologiska meddelanden. Men hur används nukleotidalfabetet för att göra meddelanden, och vad stavar de ut?

som diskuterats ovan var det känt långt innan DNA-strukturen bestämdes att gener innehåller instruktionerna för att producera proteiner., DNA-meddelandena måste därför på något sätt koda proteiner (figur 4-6). Detta förhållande gör omedelbart problemet lättare att förstå, på grund av proteins kemiska karaktär. Som diskuterats i kapitel 3 bestäms egenskaperna hos ett protein, som är ansvarigt för dess biologiska funktion, av dess tredimensionella struktur och dess struktur bestäms i sin tur av den linjära sekvensen av de aminosyror som den består av. Den linjära sekvensen av nukleotider i en gen måste därför på något sätt stava ut den linjära sekvensen av aminosyror i ett protein., Exakt korrespondens mellan fyra bokstäver nukleotid alfabet av DNA och tjugo bokstäver aminosyra alfabet av proteiner-den genetiska koden-är inte uppenbart från DNA-strukturen, och det tog över ett decennium efter upptäckten av dubbel helix innan det utarbetades. I kapitel 6 beskriver vi denna kod i detalj under utarbetandet av processen, känd som genuttryck, genom vilken en cell översätter nukleotidsekvensen av en gen till aminosyrasekvensen av ett protein.,

figur 4-6

förhållandet mellan genetisk information i DNA och proteiner.

den kompletta uppsättningen information i en organisms DNA kallas dess genom, och den bär informationen för alla proteiner som organismen någonsin kommer att syntetisera. (Termen genom används också för att beskriva DNA som bär denna information.) Mängden information som finns i genom är svindlande: till exempel innehåller en typisk mänsklig cell 2 meter DNA., Skriven i fyra bokstäver nukleotid alfabetet, nukleotidsekvensen av en mycket liten mänsklig gen upptar en fjärdedel av en sida med text (figur 4-7), medan den fullständiga sekvensen av nukleotider i det mänskliga genomet skulle fylla mer än tusen böcker storleken på denna. Förutom annan kritisk information bär den instruktionerna för cirka 30 000 distinkta proteiner.

figur 4-7

nukleotidsekvensen för den mänskliga β-globingenen., Denna gen bär informationen för aminosyrasekvensen hos en av de två typerna av subenheter av hemoglobinmolekylen, som bär syre i blodet. En annan gen, α-globin (mer…)

vid varje celldelning måste cellen kopiera sitt genom för att skicka det till båda dottercellerna., Upptäckten av DNA-strukturen avslöjade också principen som gör denna kopiering möjlig: eftersom varje sträng av DNA innehåller en sekvens av nukleotider som exakt kompletterar nukleotidsekvensen hos dess partnersträng, kan varje sträng fungera som en mall eller mögel för syntesen av en ny komplementär sträng. Med andra ord, om vi betecknar de två DNA-strängarna som s och S”, kan strand s fungera som en mall för att göra en ny sträng S”, medan strand S ” kan fungera som en mall för att göra en ny sträng S (figur 4-8)., Således kan den genetiska informationen i DNA kopieras noggrant av den vackert enkla processen där strand S skiljer sig från strand S’, och varje Separerad sträng tjänar sedan som en mall för produktion av en ny komplementär partnersträng som är identisk med sin tidigare partner.

figur 4-8

DNA som mall för egen dubbelarbete. Som nukleotid en framgångsrikt par endast med T, och G med C, kan varje sträng av DNA specificera sekvensen av nukleotider i dess komplementära sträng., På detta sätt kan dubbelhelicalt DNA kopieras exakt. (mer…)

förmågan hos varje sträng av en DNA-molekyl att fungera som en mall för att producera en komplementär sträng gör det möjligt för en cell att kopiera eller replikera dess gener innan de vidarebefordras till sina efterkommande. I nästa kapitel beskriver vi den eleganta maskin som cellen använder för att utföra denna enorma uppgift.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *