Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvad forårsager Double Helix at vride i et DNA-billede?

Forestil dig at du har to tynde tråde, hver ca. 3 1/4 fod lang, holdt sammen af ​​uddrag af et vandafvisende materiale for at danne en tråd. Forestil dig nu at sætte den tråd i en vandfyldt beholder med et par mikrometer i diameter. Dette er betingelserne for, at humant DNA står inden for en cellekerne. DNA's kemiske makeup sammen med proteins handlinger drejer DNA's to ydre kanter i en spiralform eller spiral, der hjælper DNA til at passe ind i en lille kerne.

Størrelse

Inden for en cellekerne , DNA er et tæt coiled, trådformet molekyle. Kerne- og DNA-molekyler varierer i størrelse blandt skabninger og celletyper. I alle tilfælde forbliver en kendsgerning konsistent: strækket fladt, en celle DNA ville være eksponentielt længere end diameteren af ​​dens kerne. Rummets begrænsninger kræver snoet for at gøre DNA'et mere kompakt, og kemi forklarer, hvordan vridningen sker.

Kemi

DNA er et stort molekyle bygget af mindre molekyler af tre forskellige kemiske ingredienser: sukker, fosfat og nitrogenholdige baser. Sukker og fosfat er placeret på DNA-molekylets ydre kanter, med baserne anbragt mellem dem som skridtene på en stige. Da væskerne i vores celler er vandbaserede, giver denne struktur mening: sukker og fosfat er både hydrofile eller vandløse, mens baserne er hydrofobe eller vandfrygtige.

Struktur

Nu, i stedet for en stige, skal du se et snoet reb. Vendingerne bringer tængerens snor tæt sammen og efterlader lidt mellemrum mellem dem. DNA molekylet drejer ligeledes om at krympe mellemrummet mellem de hydrofobe baser på indersiden. Spiralformen forhindrer vand i at strømme imellem dem, og lader samtidig rum for atomer af hver kemisk ingrediens passe uden overlapning eller forstyrrende.

Stacking

Basisets hydrofobe reaktion er Det er den eneste kemiske begivenhed, der påvirker DNA's twist. De kvælstofbaserede baser, der sidder på tværs af hinanden på DNA's to tråde tiltrækker hinanden, men en anden attraktiv kraft, kaldet stablingskraften, er også i spil. Stackkraften tiltrækker baserne over eller under hinanden på samme streng. Duke University forskere har lært ved at syntetisere DNA molekyler sammensat af kun en base, at hver base udøver en forskellig stablingskraft og derved bidrager til DNA's spiralform.

Proteiner

Proteiner kan i nogle tilfælde forårsage Dele af DNA spoler endnu tættere og danner såkaldte supercoils. For eksempel skaber enzymer, der hjælper med DNA-replikation, yderligere vendinger, da de rejser DNA-strengen. Et protein kaldet 13S kondensin synes også at fremkalde supercoils i DNA lige før celledeling, en 1999 University of California, Berkeley, undersøgelse afsløret. Forskere fortsætter med at undersøge disse proteiner i håb om at forstå yderligere vendingerne i DNA-dobbelthelixen.

Klik for at udvide hele teksten