DNA ist ein Akronym für Desoxyribonukleinsäure oder normalerweise 2 ' - deoxy-5'- die Ribonuclein- Säure.
Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist eine Nukleinsäure, die die genetischen Anweisungen für die biologische Entwicklung aller zellularen Formulare des Lebens und vieler Viren trägt.
Erblich: Erbschaft von DNA
DNA gekennzeichnet manchmal als das Molekül der Vererbung, während sie übernommen und benutzt wird, um Merkmale zu verbreiten. Während der Wiedergabe wird sie Sekundärteilchen wiederholt und übermittelt. DNA oder Genom jeder Person wird in Form von Chromosomen von beiden Eltern übernommen. Mitochondrische DNA wird von der Mutter übernommen, und dreiundzwanzig Chromosomen von jedem Elternteil kombinieren, um das Genom eines zygote oder das befruchtete Ei zu bilden. Die meisten menschlichen Zellen enthalten 23 Paare Chromosomen, zusammen mit der mitochondrischen DNA, die von der Mutter übernommen wird.
Zentrales Dogma der Biologie - Francis-steifer Hals
Im Bakterium und in anderen einfachen Zellenorganismen wird DNA mehr oder weniger während der Zelle verteilt. In den komplizierten Zellen, die Anlagen, Tiere und in anderen multi-celled Organismen bilden, wird die meisten der DNA in den Chromosomen gefunden, die im Zellenkern sind. Die energieerzeugenden Organellen, die als Chloroplaste und Mitochondrien tragen bekannt sind auch, DNA, wie viele Viren tun.
Gene können als das „Kochbuch“ des Organismus lose angesehen werden;
Ein Strang von DNA enthält Gene, Bereiche, die Gene regeln, und Bereiche, denen entweder keine Funktion haben Sie, oder eine Funktion, die wir nicht kennen;
DNA wird als zwei ergänzende Stränge head-to-toe mit Bindungen zwischen ihnen organisiert, die wie ein Reißverschluss „geöffnet werden können“ und trennt die Stränge;
DNA wird mit vier auswechselbaren „Bausteinen“ gekodiert, genannt „Unterseiten“, die abgekürztes A, T, C und G sein können; jede Unterseite „passt herauf“ mit nur einer anderen Unterseite zusammen: A+T, T+A, C+G und G+C; das heißt, „verbindet“ ein „A“ auf einem Strang double-stranded DNA richtig nur in einer „T“ auf dem anderen, ergänzender Strang;
Die Ordnung macht aus: A+T ist nicht das selbe wie T+A, gerade da C+G nicht das selbe wie G+C ist;
Jedoch da es gerade vier mögliche Kombinationen gibt, nur eine Unterseite auf der herkömmlich ausgesuchten Seite des Stranges ist zu benennen genug, zum der Reihenfolge zu beschreiben;
Die Ordnung der Unterseiten entlang der Länge der DNA ist, was es ganz ungefähr ist, die Reihenfolge selbst ist die Beschreibung für Gene;
Wiederholung wird durchgeführt, indem man (Öffnen) den doppelten Strang hinunter die Mitte über verhältnismäßig triviale chemische Reaktionen aufspaltet, und die „andere Hälfte“ jedes neuen einzelnen Stranges neu erstellt, indem man jede Hälfte in einer „Suppe ertrinkt“, die von den vier Unterseiten gebildet wird. Da jede der „Unterseiten“ mit einer anderen Unterseite nur kombinieren kann, schreibt die Unterseite auf dem alten Strang vor, welche Unterseite auf dem neuen Strang ist. Auf diese Weise, jede Schalenhälfte des Stranges plus die Unterseiten, die er von der Suppe sammelt, beendet ideal oben als komplette Replik der Vorlage, es sei denn eine Veränderung auftritt;
Veränderungen sind einfach chemische Unvollkommenheiten in diesem Prozess: eine Unterseite wird falsch übersprungen versehentlich, eingesetzt oder kopiert, oder die Kette wird getrimmt oder hinzugefügt; alle weiteren grundlegenden Veränderungen können als Kombinationen dieser versehentlichen „Operationen“ beschrieben werden.
Obgleich manchmal benannt worden „das Molekül der Vererbung“, Stücke DNA als Leute gewöhnlich an sie sind nicht einzelne Moleküle denken. Eher sind sie Paare Moleküle, die wie Reben sich entwirren, um eine doppelte Schnecke zu bilden (sehen Sie die Abbildung am Recht).
Jeder Rebe-wie Molekül ist ein Strang von DNA: eine chemisch gebundene Kette der Nukleotide, von denen jedes aus einem Zucker besteht, des Phosphats und eine von vier Arten aromatischer Kohlenwasserstoff „gründet“. Weil DNA-Stränge aus diesen Nukleotiduntereinheiten bestehen, sind sie Polymer-Plastiken.
Die Vielfalt der Unterseiten bedeutet, dass es vier Arten Nukleotide gibt, die geläufig durch die Identität ihrer Unterseiten angesprochen werden. Diese sind Adenin (a), Thymine (T), Cytosin (c) und Guanin (g).
In einer DNA-doppelten Schnecke können zwei Polynucleotidestränge durch den hydrophoben Effekt verbinden. Besonderheit, von der Stränge verbunden bleiben, wird durch die ergänzende Paarung festgestellt. Jede Unterseite bildet Wasserstoffbindungen betriebsbereit zu nur einem anderem -- A bis T und C bis G -- damit die Identität der Unterseite auf einem Strang die Stärke der Verbindung vorschreibt; die ergänzenderen Unterseiten existieren, das stärkere und das länger anhaltender die Verbindung.
Die Struktur von DNA
Obgleich DNA häufig „als das Molekül der Vererbung“ bezeichnet wird, wird DNA nicht normalerweise in der Natur als einzelnes Molekül gefunden. DNA normalerweise wird gefunden, wie ein Paar ergänzende Stränge zusammen band, um eine doppelte Schnecke zu bilden.
DNA-Struktur-Video:
DNA ist normalerweise gefunden in der Natur in Form einer doppelten angeschwemmten Schnecke mit Anti-parrallel Strängen. In DNA enthält jeder Strang alle Informationen, die für DNA-Wiederholung wesentlich sind. DNA-doppelter angeschwemmter Zustand ist wirklich seine „Ruhestellung“. Während des DNA-relication und der Übertragung können Regionen von DNA als einzelne angeschwemmte Formulare existieren, die als aktive Regionen bekannt.
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Die Maschinerie der Zelle ist zum Schmelzen oder zum Distanzieren einer DNA-doppelten Schnecke und zur Anwendung jedes DNA-Stranges als Schablone für die Synthetisierung eines neuen Stranges fähig, der zum vorhergehenden Strang fast identisch ist. Fehler, die in der Synthese auftreten, bekannt als Veränderungen. Der Prozess, der als PCR bekannt ist, ahmt diesen Prozess in vitro in einem nonliving System nach.
Weil die Paarung verursacht, gründet das Nukleotid, um die schraubenartige Mittellinie, den Zucker und die Phosphatgruppen der Nukleotide gegenüberzustellen, die entlang die Außenseite laufen gelassen werden, und die zwei Ketten, die sie sich bilden, werden manchmal das „Rückgrat“ der Schnecke genannt. Tatsächlich ist es chemische Bindungen zwischen den Phosphaten und dem Zucker, die ein Nukleotid mit dem folgenden im DNA-Strang binden.
Der Innenteil „Strichleiter“ von DNA besteht aus 4 stickstoffhaltigen Unterseiten: Adenin (a), Guanin (g), Thymine (T) und Cytosin (c). Diese Unterseiten sind apolar und sind folglich hyrdophobic (hydroGk. wässern Sie und phobische Furcht oder Abneigung).
Innerhalb eines DNA-Moleküls passen diese Nukleotidunterseiten oben, A bis T und C bis G zusammen und bilden Wasserstoffbindungen, die das DNA-Molekül stabilisieren. Weil die Innenunterseiten oben in dieser Weise zusammenpassen, sagen wir, dass die DNA-doppelte Schnecke höflich ist. Es ist diese Reihenfolge der Unterseiten innerhalb der DNA-doppelten Schnecke, die wir als der genetische Code ansprechen.
Interessant sind Menschen ungefähr 70%, die aus dem Wasser bestehen (ähnlich anderen Lebensformen). Für jedes DNA-Molekül in der Zelle, gibt es Milliarden Moleküle des Wassers H2O. Eine Schlüsselfrage ist, wie Sie Wasserstoffabbinden mit zwei niedriges Paaren mit einander und nicht zu den Wassermolekülen haben können?
Die erste Wasserstoffbindung „zahlt“ die entropic Energie für die Kosten der Interaktion.
Der DNA-Code: DNA-Reihenfolge
Innerhalb eines Gens definiert die Reihenfolge der Nukleotide entlang einem DNA-Strang ein Protein, das ein Organismus verantwortlich ist, herzustellen, oder bei einen oder einigen Punkten in seiner Lebensdauer unter Verwendung der Informationen der Reihenfolge „ausdrücken Sie“. Das Verhältnis zwischen der Nukleotidreihenfolge und der Aminosäurereihenfolge des Proteins wird durch die einfachen zellularen Richtlinien der Übersetzung festgestellt, zusammen bekannt als der genetische Code. Der genetische Code besteht drei Zeichen „die Wörter“ (bezeichnet einen Codon) gebildet von einer Reihenfolge von drei Nukleotiden (z.B. TAT, CAG, TTT). Diese Codons können mit Kurier RNS dann übersetzt werden und RNS dann übertragen, wenn ein Codon einer bestimmten Aminosäure entspricht. Da es 64 mögliche Codons gibt, haben die meisten Aminosäuren mehr als einen möglichen Codon. Es gibt auch drei „End-“ oder „Unsinn“ Codons, das Ende der Kodierungregion bedeutend.
In vielen Sorten Organismus, nur ein kleiner Bruch der Gesamtreihenfolge des Genoms scheint, Protein zu kodieren. Die Funktion des Restes ist ein Stoff der Betrachtung. Es wird gewusst, dass bestimmte Nukleotidreihenfolgen Affinität für DNA-verbindliche Proteine spezifizieren, die eine große Vielfalt der lebenswichtigen Rollen, insbesondere durch Steuerung der Wiederholung und der Übertragung spielen. Diese Reihenfolgen werden häufig regelnde Reihenfolgen genannt, und Forscher nehmen an, dass bis jetzt sie nur einen kleinen Bruch der Gesamtmenge identifizierent haben, die existieren. „Trödel DNA“ stellt Reihenfolgen dar, die nicht noch, Gene zu enthalten scheinen oder eine Funktion zu haben.
Reihenfolge stellt auch die Anfälligkeit eines DNA-Segments zur Spaltung durch Beschränkungsenzyme, die fundamentalen Hilfsmittel von Gentechnik fest. Die Position der Spaltungsites während des Genoms einer Einzelperson stellt eine Art „DNA-Fingerabdruck“ einer Einzelperson fest.
Trennen der zwei Stränge einer DNA-doppelten Schnecke
Während die Verhältnisse von G bis C und A bis T in einer organism’s DNA örtlich festgelegt sind, der GASCHROMATOGRAPHIE-Inhalt (Prozentsatz von G +C) kann von einer DNA zu anderen beträchtlich schwanken.
Wenn eine DNA-Lösung genug erhitzt ist, brechen die nicht-kovalenten Kräfte, die die zwei Stränge schwächen zusammen anhalten und schließlich. Wenn dieses geschieht, kommen die zwei Stränge auseinander in einen Prozess, der als DNA-Denaturierung bekannt sind, oder IM DNA-Schmelzen. Das tempereature, an dem die DNA anschwemmt, sind die denaturierte Hälfte wird benannt die schmelzende Temperatur oder TM. Die Menge von Strangtrennung oder von Schmelzen, wird durch die Absorption der DNA-Lösung an 260nm gemessen.
DNA-Moleküle können sich verdrehen und sich trennen und können zusammen wieder neu zusammenstellen.
Nukleinsäuren saugen Licht an dieser Wellenlänge wegen der elektronischen Struktur in ihren Unterseiten auf, aber, wenn zwei Stränge DNA zusammen kommen, löscht die nächste Nähe der Unterseiten in den zwei Strängen etwas von dieser Absorption. Wenn die zwei Stränge sich trennen, verschwindet löschender dieser und die Absorptionsanstiege 30%-40%. Dieses wird hyperchromic Schicht genannt.
Der GASCHROMATOGRAPHIE-Inhalt von DNA hat einen bedeutenden Effekt auf sein TM. Das höhere ein DNA’s GASCHROMATOGRAPHIE-Inhalt, das höhere sein TM. Warum sollte dieses sein? Eine der Kräfte, welche die zwei Stränge von DNA ist anhalten zusammen, Wasserstoffabbinden. Auch GASCHROMATOGRAPHIE passt Wasserstoffbindungen des Formulars drei, während an den Paaren haben nur zwei zusammen. Sie steht, um zu folgern, dann, dass zwei Stränge der DNA-Reicher in G und in C miteinander fester als die An-reicher DNA anhalten.
Heizung ist nicht die einzige Methode, DNA zu denaturieren. Organische Lösungsmittel wie Dimethyl Sulfoxid und Formamid oder mit hohem pH-Wert, stören das Wasserstoffabbinden zwischen DNA-Strängen und fördern Denaturierung. Die Senkung der Salzkonzentration der DNA-Lösung unterstützt auch Denaturierung, indem sie die Ionen löscht, die die negativen Ladungen auf den zwei Strängen von gegenseitig abschirmen. An der niedrigen Ionenstärke sind die gegenseitig abstoßenden Kräfte der negativen Ladungen genug stark, die DNA zu denaturieren sind eine verhältnismäßig niedrige Temperatur. Der GASCHROMATOGRAPHIE-Inhalt von DNA beeinflußt auch seine Dichte.
Wiedervereinigen der getrennten DNA-Stränge
Sobald die zwei Stränge von DNA sich trennen, können sie, unter den korrekten Bedingungen, zurückkommen zusammen wieder. Dieses wird Ausglühen oder Renaturation genannt. Einige Faktoren tragen zur Renaturations-Leistungsfähigkeit bei.
Sind hier drei vom wichtigsten:
1. Temperatur: Die beste Temperatur für Renaturation einer DNA ist über 25° C unter seinem TM. Diese Temperatur ist niedrig genug, dass sie nicht Denaturierung fördert, aber hoch genug, schnelle Diffusion der DNA-Moleküle Unterseite-passten zu erlauben und das vorübergehende Abbinden zwischen falsch angepassten Reihenfolgen und kurzem Intra-strang zu schwächen Regionen zusammen. Dieses schlägt vor, dass abkühlende folgende Denaturierung des Rapid Renaturation frustrieren würde. In der Tat eine geläufige Prozedur, zum zu garantieren, dass die denaturierten denaturierten DNA-Aufenthalte, die heiße DNA-Lösung in Eis zu tauchen ist. Dieses wird Löschen benannt.
2. DNA-Konzentration: Die Konzentration von DNA in der Lösung ist auch wichtig. Innerhalb der angemessenen Begrenzungen das höher die Konzentration, ist es das wahrscheinlicher, dass zwei ergänzende Stränge sich antrifft innerhalb einer gegebenen Zeit. Mit anderen Worten, das höher die Konzentration, das schneller das Ausglühen.
3. Renaturationszeit: Offensichtlich, länger die Zeit Ausglühen zuließ, mehr auftritt. Britten und Kohne erfanden ein Ausdruck Feldbett, um die letzten zwei Faktoren, DNA-Konzentration und Zeit umzugeben. Feldbett ist das Produkt der Anfangs-DNA-Konzentration (Co) in den Molen der Nukleotide pro Liter und Zeit (t) in den Sekunden. Alle weiteren Faktoren, die Gleichgestelltes, der Umfang einer Renaturation der ergänzenden Stränge in einer DNA-Lösung sind, hängen vom Feldbett ab.
DNA-Wiederholung
DNA-Wiederholung oder DNA-Synthese ist der Prozess der Kopie der double-stranded DNA vor Zellteilung. Die zwei resultierenden doppelten Stränge sind im Allgemeinen fast tadellos identisch, aber gelegentlich können Fehler in der Wiederholung ein weniger als vollkommenes Exemplar ergeben (sehen Sie Veränderung), und jeder von ihnen besteht aus einem ursprünglichen und einem eben synthetisierten Strang. Dieses wird semiconservative Wiederholung genannt. Der Prozess der Wiederholung besteht aus drei Jobstepps: Inbetriebnahme, Wiederholung und Endpunkt.
