Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy), w skrócie DNA (od ang. Deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. Występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.
Spis treści |
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 i guaniny G (zasady purynowe) oraz cytozyny C i tyminy T (zasady pirymidynowe).
Powszechnie spotykaną modyfikacją DNA jest występowanie 5-metylocytozyny (m5C) w wyniku metylacji cytozyny. W DNA niektórych wirusów, np. bakteriofagów PBS2, zamiast tyminy występuje 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 i tworzą tzw. prawoskrętną podwójną helisę. Reszty cukrowe i fosforowe, połączone ze sobą wiązaniem fosfodiestrowym, znajdują się na zewnątrz helisy, natomiast zasady skierowane są do wnętrza i tworzą pary zasad połączone według wzoru:
Zasady połączone są wiązaniami wodorowymi. Cząsteczki DNA mogą być bardzo długie. U Homo sapiens sapiens ich długość (po "rozkręceniu chromosomów") dochodzi w sumie do 2 m, gdzie najdłuższa cząsteczka ma 23 cm[potrzebne źródło]. W ścisłym skręceniu DNA do postaci chromosomu biorą udział białka histonowe lub 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 posiada wolną grupę hydroksylową przy węglu 3' deoksyrybozy. Ze względu 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 centymetrów[potrzebne źródło].
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 między 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 i funkcja DNA są niezależne i mogą występować łącznie lub nie.
Autorami modelu podwójnej helisy DNA są James Watson i 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 i Wilkins otrzymali w 1962 Nagrodę Nobla (Rosalind Franklin zmarła na raka w 1958).
Zagadnienia dotyczące budowy, struktury i funkcji DNA:
Zagadnienia genetyczne:
Eksperymenty:
Inne:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
