L'ADN est un acronyme pour l'acide désoxyribonucléique, ou acide ribonuclétique d'habituellement 2 ' - deoxy-5'-.
L'acide désoxyribonucléique (ADN) est un acide nucléique qui porte les instructions génétiques pour le développement biologique de toutes les formes cellulaires de la vie et de beaucoup de virus.
Héréditaire : Transmission de l'ADN
L'ADN est parfois mentionnée pendant que la molécule de l'hérédité pendant qu'elle est héritée et employée pour propager des traits. Pendant la reproduction, elle est reproduite et communiquée à la progéniture. L'ADN ou le génome de chaque personne est héritée sous forme de chromosomes des deux parents. L'ADN mitochondrique est héritée de la mère, et vingt-trois chromosomes de chaque parent combinent pour former le génome d'un zygote, ou l'oeuf fertilisé. La plupart des cellules humaines contiennent 23 paires de chromosomes, ainsi que l'ADN mitochondrique héritée de la mère.
Dogme central de biologie - crampe de Francis
Dans les bactéries et d'autres organizations simples de cellules, l'ADN est distribuée plus ou moins dans toute la cellule. Dans les cellules complexes qui composent les usines, animaux et dans d'autres organizations multi-celled, la majeure partie de l'ADN est trouvée dans les chromosomes, qui sont situés au noyau decellules. Les organelles produisant de l'énergie connues sous le nom de chloroplastes et mitochondries portent également l'ADN, de même que font beaucoup de virus.
Des gènes peuvent être lâchement visualisés comme « livre de cuisine » de l'organization ;
Un brin de l'ADN contient les gènes, les zones qui règlent des gènes, et les zones que n'ayez aucune fonction, ou une fonction que nous ne savons pas ;
L'ADN est organisée en tant que deux brins complémentaires, head-to-toe, avec des liens entre eux qui peuvent « être défaits la fermeture éclair » comme une tirette, séparant les brins ;
L'ADN est encodée avec quatre « modules » interchangeables, appelés les « bases », qui peuvent être A abrégé, T, C, et G ; chaque base « appareille vers le haut de » avec seulement une autre base : A+T, T+A, C+G et G+C ; c'est-à-dire, « A » sur un brin d'ADN bicaténaire « accouplera » correctement seulement à « T » de l'autre, brin complémentaire ;
La commande importe : A+T n'est pas identique que T+A, juste comme C+G n'est pas identique que G+C ;
Cependant, puisqu'il y a juste quatre combinaisons possibles, nommer seulement une base du côté par convention choisi du brin est assez pour décrire l'ordre ;
La commande des bases sur la longueur de l'ADN est ce qui est il tout environ, l'ordre lui-même est la description pour des gènes ;
La réplique est exécutée en dédoublant (défaire la fermeture éclair) le double brin en bas du milieu par l'intermédiaire des réactions chimiques relativement insignifiantes, et en recréant la « autre moitié » de chaque nouveau brin simple en noyant chaque moitié dans un « potage » fait des quatre bases. Puisque chacune des « bases » peut seulement combiner avec une autre base, la base sur le vieux brin dicte quelle base sera sur le nouveau brin. De cette façon, chaque moitié sectionnée du brin plus les bases qu'il se rassemble du potage terminera idéalement vers le haut comme reproduction complète de l'original, à moins qu'une mutation se produise ;
Les mutations sont des imperfections simplement chimiques dans ce processus : une base est accidentellement sautée, insérée, ou inexactement copiée, ou la chaîne est équilibrée, ou ajoutée à ; toutes autres mutations de base peuvent être décrites comme combinaisons de ces « exécutions » accidentelles.
Bien que parfois appelé « la molécule de l'hérédité », les parties d'ADN comme personnes pensent typiquement à elles ne soient pas les molécules simples. En revanche, elles sont des paires de molécules, qui s'enlacent comme des vignes pour former une double spirale (voyez l'illustration à la droite).
Chacun vigne-comme la molécule est un brin de l'ADN : une chaîne chimiquement jointe des nucléotides, qui se compose d'un sucre, un phosphate et un de quatre genres d'hydrocarbure aromatique « base ». Puisque des brins d'ADN se composent de ces sous-unités de nucléotide, ils sont des polymères.
La diversité des bases signifie qu'il y a quatre genres de nucléotides, qui sont généralement mentionnés par l'identité de leurs bases. Ce sont l'adénine (a), le thymine (t), la cytosine (c), et la guanine (G).
Dans une double spirale d'ADN, deux brins de polynucléotide peuvent s'associer par l'effet hydrophobe. Spécificité dont le séjour de brins associé est déterminé par l'appareillement complémentaire. Chaque base forme des liaisons hydrogène aisément à seulement un autre -- A à T et C à G -- de sorte que l'identité de la base sur un brin dicte la force de l'association ; les bases plus complémentaires existent, le plus fort et plus durable l'association.
La structure de l'ADN
Bien que l'ADN se nomme souvent « la molécule de l'hérédité », l'ADN n'est pas habituellement trouvée en nature comme molécule simple. L'ADN habituellement est trouvée comme une paire de brins complémentaires a joint ensemble pour former une double spirale.
Vidéo de structure d'ADN :
L'ADN est trouvé en nature habituellement sous forme de spirale bicaténaire avec d'anti-parrallel brins. En ADN, l'un ou l'autre brin contient toute l'information essentielle pour la réplique d'ADN. L'état bicaténaire d'ADN est réellement son « état de repos ». Pendant le relication et la transcription d'ADN, les régions de l'ADN peuvent exister en tant que formes échouées simples qui sont connues en tant que régions actives.
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Les machines des cellules sont capables de fondre ou de dissocier une double spirale d'ADN, et d'utiliser chaque brin d'ADN comme descripteur pour synthétiser un nouveau brin qui est presque identique au brin précédent. Des erreurs qui se produisent dans la synthèse sont connues comme mutations. Le processus connu sous le nom d'ACP imite ce processus in vitro dans un système nonliving.
Puisque l'appareillement entraîne le nucléotide base pour faire face à l'axe hélicoïdal, au sucre et à des groupes de phosphate des nucléotides exécutés le long de l'extérieur, et les deux chaînes qu'elles forment s'appellent parfois les « circuits principaux » de la spirale. En fait, c'est les liaisons chimiques entre les phosphates et les sucres qui lient un nucléotide au prochain dans le brin d'ADN.
La partie intérieure « échelle » d'ADN se compose de 4 bases azotées : Adénine (a), guanine (G), Thymine (t), et cytosine (c). Ces bases sont non polaires et sont ainsi hyrdophobic (Gk hydraulique. arrosez, et crainte phobique ou aversion).
À l'intérieur d'une molécule d'ADN ces bases de nucléotide appareillent vers le haut, A à T et C à G, formant les liaisons hydrogène qui stabilisent la molécule d'ADN. Puisque les bases intérieures appareillent vers le haut de cette manière, nous disons que la double spirale d'ADN est élogieuse. C'est cet ordre des bases à l'intérieur de la double spirale d'ADN à la laquelle nous nous référons comme code génétique.
Intéressant, les humains sont approximativement 70% composés d'eau (semblable à d'autres formes de vie). Pour chaque molécule d'ADN dans la cellule, il y a des milliards de molécules de l'eau H2O. Une question clé est comment pouvez vous avoir la liaison de base d'hydrogène de deux paires les uns avec les autres et pas aux molécules d'eau ?
La première liaison hydrogène « paye » l'énergie la plus entropique le coût de l'interaction.
Le code d'ADN : Ordre d'ADN
Dans un gène, l'ordre des nucléotides le long d'un brin d'ADN définit une protéine, qu'une organization est exposée à fabriquer ou « exprimez » à un ou plusieurs points en sa vie utilisant l'information de l'ordre. Le rapport entre l'ordre de nucléotide et l'ordre d'acide aminé de la protéine est déterminé par des règles cellulaires simples de traduction, connues collectivement comme code génétique. Le code génétique se compose trois de la lettre « mots » (nommés un codon) formés d'un ordre de trois nucléotides (par exemple ACTE, CAG, TTT). Ces codons peuvent alors être traduits avec de l'ARN de messager et alors transférer l'ARN, avec un codon correspondant à un acide aminé particulier. Puisqu'il y a 64 codons possibles, la plupart des acides aminés ont plus d'un codon possible. Il y a codons également trois « s'arrêtent » ou de « contrôles par totalisation » signifiant la fin de la région de codage.
Dans beaucoup d'espèces d'organization, seulement une petite fraction de tout le ordre du génome semble encoder la protéine. La fonction du repos est une question de la spéculation. On le sait que certains ordres de nucléotide spécifient l'affinité pour les protéines obligatoires d'ADN, qui jouent une large variété de rôles essentiels, en particulier par la commande de la réplique et de la transcription. Ces ordres s'appellent fréquemment les ordres de normalisation, et les chercheurs supposent que jusqu'ici ils ont identifié seulement une fraction minuscule du total qui existent. La « ADN d'ordure » représente les ordres qui ne semblent pas encore contenir des gènes ou avoir une fonction.
L'ordre détermine également la susceptibilité d'un segment d'ADN au fendage par des enzymes de restriction, les outils quintessenciels du génie génétique. La position des sites de fendage dans tout le génome d'un individu détermine un genre de « empreinte digitale de l'ADN » d'un individu.
Séparation des deux brins d'une double spirale d'ADN
Tandis que les taux de G à C et A à T dans une ADN d'organism’s sont fixes, le contenu de CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE (le pourcentage de G +C) peut varier considérablement d'une ADN à l'autre.
Quand une solution d'ADN est assez heated, les forces non-covalentes qui tiennent les deux brins s'affaiblissent ensemble et se cassent finalement. Quand ceci se produit, les deux brins se séparent dans un processus connu sous le nom de dénaturation d'ADN, ou la fonte d'ADN. Le tempereature auquel l'ADN échoue sont moitié dénaturée s'appelle la température de fonte, ou le TM. La quantité de séparation de brin, ou de fonte, est mesurée par l'absorbance de la solution d'ADN à 260nm.
Les molécules d'ADN peuvent tordre et séparer et peuvent rassembler ensemble de nouveau.
Les acides nucléiques absorbent la lumière à cette longueur d'onde en raison de la structure électronique dans leurs bases, mais quand deux brins d'ADN viennent ensemble, la grande proximité des bases dans les deux brins éteint une partie de cette absorbance. Quand les deux brins séparent, ceci qui éteint disparaît et les élévations d'absorbance 30%-40%. Ceci s'appelle le décalage hyperchromic.
La teneur en CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE de l'ADN exerce un effet significatif sur le son TM. Le plus haut un contenu de CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE de DNA’s, le plus haut le son TM. Pourquoi est-ce que ceci devrait être ? Une des forces tenant les deux brins de l'ADN est ensemble liaison d'hydrogène. Également la CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE appareille des liaisons hydrogène de la forme trois, tandis qu'aux paires ont seulement deux. Elle se tient pour raisonner, puis que deux brins des riches d'ADN en G et C se tiendront entre eux plus étroitement que ceux de l'ADN À-riche.
Le chauffage n'est pas la seule voie de dénaturer l'ADN. Les dissolvants tels que le sulfoxyde diméthylique et le formamide, ou d'un pH élevé organiques, perturbent la liaison d'hydrogène entre les brins d'ADN et favorisent la dénaturation. L'abaissement de la concentration en sel de la solution d'ADN facilite également la dénaturation en retirant les ions qui protègent les charges négatives sur les deux brins les uns des autres. À la basse concentration ionique, les forces mutuellement répulsives des charges négatives sont assez fortes pour dénaturer l'ADN sont une température relativement basse. La teneur en CHROMATOGRAPHIE GAZEUSE de l'ADN affecte également sa densité.
Réunion des brins séparés d'ADN
Une fois que les deux brins de l'ADN séparent, ils peuvent, dans les conditions appropriées, reviennent ensemble de nouveau. Ceci s'appelle recuit ou la renaturation d'acide nucléique. Plusieurs facteurs contribuent à l'efficacité de renaturation d'acide nucléique.
Voici trois du plus important :
1. La température : La meilleure température pour la renaturation d'acide nucléique d'une ADN est au sujet de 25° C au-dessous du son TM. Cette température est assez bas qu'elle ne favorise pas la dénaturation, mais assez haut permettre la diffusion rapide des molécules d'ADN et affaiblir la liaison passagère entre les ordres mal adaptés et l'intra-brin court base-ont appareillé des régions. Ceci suggère que la dénaturation suivante de refroidissement de rapid frustre la renaturation d'acide nucléique. En effet un procédé commun pour s'assurer que les séjours dénaturés d'ADN dénaturés est de plonger la solution chaude d'ADN dans la glace. Ceci s'appelle extinction.
2. Concentration en ADN : La concentration de l'ADN dans la solution est également importante. Dans des limites raisonnables, plus la concentration est haute, plus il probable est que deux brins complémentaires se rencontrera dans un temps donné. En d'autres termes plus la concentration est haute, plus le recuit est rapide.
3. Temps de renaturation d'acide nucléique : Évidemment plus le temps tenait compte du recuit longtemps, les plus se produira. Britten et Kohne ont inventé un lit de camp de limite, pour couvrir les derniers deux facteurs, la concentration en ADN et le temps. Le lit de camp est le produit de la concentration initiale en ADN (Co) dans les moles de nucléotides par litre et temps (t) en secondes. Tous autres facteurs étant égale, l'ampleur de la renaturation d'acide nucléique des brins complémentaires dans une solution d'ADN dépendront du lit de camp.
Réplique d'ADN
La réplique d'ADN ou la synthèse d'ADN est le processus de copier l'ADN bicaténaire avant la division cellulaire. Les deux doubles brins en résultant sont généralement presque parfaitement identiques, mais de temps en temps les erreurs dans la réplique peuvent avoir comme conséquence une copie moins que parfaite (voir la mutation), et chacune de elles se compose d'un brin initial et un nouvellement synthétisé. Ceci s'appelle la réplique semiconservative. Le processus de la réplique se compose de trois étapes : déclenchement, réplique et arrêt.
