0000009 3

V/Ł.i »Ł*ł « AH

Nie są to jedyne dowody wskazujące na DNA jako podstawowy nośnik informacji genetycznej. Świadczą o tym także fakty przytoczone w innych rozdziałach tej książki. Możesz później spróbować zebrać je w jedną, logiczną całość (pomocne w tym będą daty).

2. 2. Kwas deoksyrybonukleinowy — DNA — budowa, występowanie i powielanie

UWAGA: Koniecznie przeczytaj ROZDZ: 8 w CZĘŚCI: MOLEKULARNE PODŁOŻE ....

Różnorodność białek produkowanych przez jedną komórkę jest ogromna — w przypadku Eucaryota może ich być kilkadziesiąt tysięcy! Jak wiesz, białka zbudowane są z 20 rodzajów aminokwasów. Przyjmijmy teraz w uproszczeniu, że każde z 50 000 białek zawiera jedynie 100 aminokwasów. DNA będzie więc musiało zawierać informację o 5 milionach aminokwasów (wg zasady —jakiś aminokwas z 20 rodzajów jest pierwszy w pierwszym białku, jakiś drugi.... a jakiś aminokwas jest pięćdziesiąty trzeci w sto szóstym białku itd). Ponadto część DNA musi spełniać inne zadania, np. wskazywać miejsca początku i końca kopiowania, wyznaczać granice informacji o jednym białku, umożliwiać dołączanie białek regulacyjnych i enzymów. Gdy przez chwilę zastanowisz się, to łatwo zrozumiesz, dlaczego wielu biologów oczekiwało, że matryca genetyczna będzie bardzo skomplikowaną cząsteczką, jeśli nic strukturą wyższego rzędu! Tymczasem

DNA JEST ZWIĄZKIEM CHEMICZNYM O STOSUNKOWO PROSTEJ BUDOWIE

Jedne z pierwszych badań nad budową DNA przeprowadził P. Levcn, który stwierdził, że kwas dezoksyrybonukleinowy pochodzący z bardzo różnych źródeł (czytaj: organizmów) zawszę składa sic z czterech rodzajów nuklcotydów. Nukleotydy są zaś czymś w rodzaju podstawowych cegiełek budujących wszystkie kwasy nukleinowe (z grubsza rzecz biorąc, są tym, czym aminokwasy dla białek). Każdy nukleotyd zbudowany jest z trzech składników:

L Elementu cukrowego — w przypadku DNA jest to pentoza, a ściślej cząsteczka dczoksyrybozy (deoksyrybozy) (por. Ryc. 5);

2.    Zasady azotowej — pierścieniowego związku organicznego, który w węglowym szkielecie ma wbudowane atomy azotu. W przypadku DNA może to być następująca cząsteczka:

A)    z grupy dwupierścicniowych puryn:

a)    adenina (skrót A);

b)    guanina (skrót G);

B)    z grupy jednopierścieniowych pirymidyn:

a)    cytozyna (skrót. C);

b)    tymina (skrót T);

3.    Reszty fosforanowej.

Deolcsyadcnozyna

Dcoksyguanozyna

nh₂

hoch₂ ^o.

OH H

Deoksycyiydyna

O

OH    H

Dcoksytymidyna

Ryc. 5. Budowa nuklcotydów DNA.

Zwróć uwagę, żc nukleotydy DNA różnią się od siebie jedynie zasadami, stąd w skróconych zapisach często podaje się tylko ich symbole, chociaż dotyczy to całych nukleotydów (por. Ryc. 7).

dna TWORZY BARDZO DŁUGIE. NIEROZGAŁĘZIONE ŁAŃCUCHY POLINUKL.EOTY-DOWE

Początkowo sądzono jednak, żc DNA jest w istocie kompleksem zbudowanym z niewielkich cząsteczek, zawierających zawsze cztery nukleotydy (była to tzw. hipoteza tetranuklcotydo-^Wa — nic musisz jej znać). Masa takiego pojedynczego tctranukleotydu powinna więc wynosić °k 2 000 Da. Tymczasem już pierwsze doświadczenia wykazały, że masa DNA jest znacznie ^w«ększa (por. niżej). Ponadto dalsza analiza dowiodła, żc spodziewane, równe proporcje wszystkich rodzajów zasad (1:1:1:1) są wyraźnie różne.

W rzeczywistości poszczególne nukleotydy mogą się łączyć ze sobą wiązaniami fosfo-die-strowymi (por. Ryc. 6 i 7) w długie łańcuchy polinuklcotydowc, które nie są nigdzie rozgałezio-02- Założenie to narzuca pierwszy, istotny problem metodologiczny — trudność w dokładnym

17