مانند حلقه قدرت در ارباب حلقه های تالکین، داکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) مولکول شاهکار در هر سلول است که دارای اطلاعات حیاتی است که از تولید توالی ها به دست می آیند و خودشان و مولکول های دیگر (پروتیین ها) را هماهنگ می کنند.

 اگر به طور اندکی تغییر کند، ممکن است منجر به پیامدی جدی شود. اگر فراتر از حد معمول نیز تغییر کند منجر به مرگ سلول می شود.

تغییرات در DNA سلول ها در موجودات زنده چندسلولی باعث تنوعی در ویژگی های گونه ها می شوند. در دوره های زمانی طولانی، انتخاب طبیعی بر روی این تغییرات اثر گذاشته تا تنوعی به وجود آید و گونه های متفاوتی داشته باشند.

DNA چیست؟حضور یا فقدان مدرک DNA در صحنه جرم می تواند به معنی این است که منجر به این شود که فردی گناهکار است یا بی گناه. DNA بسیار مهم است به همین دلیل حکومت ایالات متحده میزان زیادی پول برای حل توالی DNA در ژنوم انسان صرف کرده است به این امید که سرنخ هایی از بسیاری از بیماری های ژنتیکی درک و یافت شوند. سرانجام، از DNA تک سلولی می توان حیوان، گیاه یا حتی انسان را کلون کرد.

اما DNA چیست؟ کجا قرار گرفته است؟ چه چیزی آن را ویژه می سازد؟ چگونه کار می کند؟ به این سوالات خواهیم پرداخت اما ابتدا نگاهی به چگونگی کشف DNA می اندازیم.

DNA از دسته مولکول هایی است که نوکلئیک اسید نامیده می شود. نوکلئیک اسیدها در اصل در سال ۱۸۶۸ توسط فردریخ میسچر یک زیست شناس سوییسی کشف شد که DNA را از سلول های چرک بر روی یک بانداژ به دست آورد. گرچه میسچر ظنین به این بود که نوکلئیک اسیدها ممکن است دارای اطلاعات ژنتیکی باشند اما او نمی توانست این مسئله را ثابت کند.

در سال ۱۹۴۳، آسوالد آوری و همکارانش در دانشگاه راکفلر DNA را نشان دادند که از باکتری استرپتوکوکوس نمونیا (Streptococcus pneumonia) گرفته شده بودند و می توانست باکتری غیرعفونی را عفونی سازد. این نتایج نشان د اد که DNA مولکولی حاوی اطلاعاتی در سلول است. نقش اطلاعات DNA با کار آلفرد هرشی و مارتا چاز پشتیبانی شد هنگامی که نشان دادند که ویروس های جدید، ویروس باکتریوفاژ تزریق شده در DNA هیچ پروتیینی را در سلول میزبان ایجاد نمی کنند.

پس دانشمندان تئوری هایی در زمینه نقش اطلاعاتی DNA برای مدت طولانی داشتند اما هیچ کسی نمی دانست که چگونه این اطلاعات به صورت رمز درمی آید و منتقل می شود. بسیاری از دانشمندان حدس می زدند که ساختار مولکولی این فرآیند مهم است. در سال ۱۹۵۳، جیمز واتسون و فرانسیس کریک در دانشگاه کمبریج پی به ساختار DNA بردند. ماجرا در کتاب جیمز واتسون با عنوان مارپیچ دوگانه توضیح داده شده است و در فیلمی با عنوان مسابقه مارپیچ دوگانه آمده است. در اساس، واتسون و کریک از تکنیک های مدلسازی و اطلاعاتی از محققانی دیگر (شامل موریس ویلکینز، رزالیند فرانکلین، اروین چارگاف و لینوس پائولینگ ) بهره بردند تا ساختار DNA را حل کنند. واتسون، کریک و ویلکینز جایزه نوبل پزشکی را برای کشف ساختار DNA را از آن خود کردند (فرانکلین همکار ویلکینز و فردی کلیدی در زمینه اطلاعاتی که ساختار واتسون و کریک را فاش می کرد پیش از دریافت جایزه درگذشت).

 

DNA چیست؟ساختار DNA

DNA یک نوکلئیک اسید است و مولکول هایی حاوی اطلاعات در سلول هستند (ریبونوکلئیک اسید یا RNA نوکلئیک اسید دیگری است). DNA در هسته هرسلول انسانی وجود دارد. اطلاعات در DNA منجر به:

    هدایت سلول (در کنار RNA) می شود که پروتیین های جدیدی را بسازد که همه صفات بیولوژکی ما را تعیین می کنند.
    از یک نسل به بعد کپی می شوند و انتقال می یابند.

کلید همه این کارکردها در ساختار مولکولی DNA توسط واتسون و کریک توضیح داده شوند.

گرچه ممکن است پیچیده به نظر بیاید اما DNA سلول فقط الگویی واقعی است که از چهار بخش مختلف به نام نوکلئوتیدها تشکیل شده است. تصور کنید که مجموعه ای از بلوک ها هستند که فقط چهار شکل دارد یا الفبایی وجود دارد که فقط از چهار حرف تشکیل شده است. DNA زنجیره طویلی از این بلوک ها یا حروف است. هر نوکلئوتید دارای قندی (داکسی ریبوز) است که از یک طرف با گروه فسفاتی و از طرفی با پایه نیتروژنی در ارتباط است.

این دارای دو دسته پایه نیتروژن است که پورین (ساختارهای دوحلقه ای) و پیرمیدین (ساختار تک حلقه ای) نامیده می شوند. چهار حرف پایه ای الفبای DNA شامل:

    آدنین (A) – یک پورین
    سیتوزین (C) – یک پیرمیدین
    گوانین (G) – یک پورین
    تیمین (T) – یک پیرمیدین

واتسون و کریک پی بردند که DNA دارای دو طرف یا دو رشته اند و این رشته ها با یکدیگر تاب خورده اند چنان که مانند نردبان مارپیچی یا مارپیچ دوگانه ای درآمده اند. اطراف نردبان از پروتیین های فسفات قندی مجاور تشکیل شده اند که با یکدیگر باندند. فسفات یک نوکلئوتید  باند کووالانی (یک باند یک جفت یا بیشتر الکترون ها هستند که دو اتم را سهیم کرده اند). باندهای هیدروژنی بین فسفات ها باعث می شود رشته DNA تاب بخورند. پایه های نیتروژنی نقطه ای به سمت داخل بر روی نردبان هستند و جفت هایی را با پایه هایی به سمت داخل نردبان دارند و این جفت هاهمچون پله شکل بگیرند. هر جفت پایه از دو نوکلئوتید پایه ای شکل گرفته اند (پورین با پیرمیدین) که باهم با باندهای هیدروژنی در ارتباط اند. جفت های پایه ای در DNA آدنین با تیمین و سیتوزین با گوانین است.

پیوند هیدروژنی پیوند شیمیایی ضعیفی است که بین اتم های هیدروژن و اتم های الکترونگاتیوتر مانند اکسیژن، نیتروژن و فلور به وجود می آید.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: