1109144647

Podstawy genetyki w kardiologii

znakiem prim, odróżniającym je od numerów w cząsteczce zasady. Numeracja atomów węgla jest ważna, ponieważ wskazuje miejsce przyłączenia pozostałych składników nukleotydu do cukru. Wiele nukleotydydów połączonych ze sobą liniowo, przy czym fosforan 5’ jednego nukleotydu tworzy wiązanie 3’-5’-fos-fodiestrowe z węglem 3’ następnego nukleotydu, formuje pojedynczą nić DNA. Łańcuch polinukleotydowy pojedynczej nici DNA na końcu określanym jako koniec 5’ ma wolny 5’-trifosforan, a na drugim końcu — określanym jako koniec 3’ — wolną grupę 3’-hydroksylową. Różnica końców nadaje nici DNA polarność, można więc powiedzieć, że cząsteczka DNA biegnie w kierunku 5’-3’ lub 3’-5\ Dwie równoległe nici DNA biegnące w przeciwstawnych kierunkach (antyrównolegle) — jedna 5’-3’ i druga 3’-5’ — oplatające się wzajemnie i skręcone wokół własnej osi, tworzą charakterystyczny kształt cząsteczki DNA w formie prawoskrętnej podwójnej spirali (helisy). Część cukrowo-fosforanowa tworzy szkielet i jest usytuowana na zewnątrz cząsteczki. Zasady są skierowane do wnętrza helisy i układają się jedna nad drugą. Dwunicowa helisa DNA jest absolutnie regularna, ma średnicę 2 nm, na jej jeden obrót przypada zawsze 10 par zasad, a jej skok wynosi 3,4 nm. Nici DNA splatają się w ten sposób, że wzdłuż helisy biegną zawsze dwa regularne rowki — mały i duży. Odległość między obiema antyrównoległymi nićmi helisy DNA jest taka, że aby zachować symetrię cząsteczki dwupierścieniowe puryny mogą oddziaływać tylko z jednopier-ścieniowymi pirymidynami. Dlatego zasady obu nici łączą się ze sobą zawsze zgodnie z regułą komplementarności, co oznacza, iż tymina (T) zawsze tworzy parę z adeniną (A), a cytozyna (C) z guaniną (G), czyli puryna zawsze łączy się z pirymidyną. Między A i T powstają dwa wiązania wodorowe, a między G i C — trzy. Konsekwencją takiej budowy jest możliwość odtworzenia cząsteczki DNA na podstawie sekwencji tylko pojedynczej nici. Stanowi to podstawowy mechanizm zachowania informacji i jej przekazywania komórkom potomnym.

Replikacja DNA

Proces kopiowania cząsteczek DNA w komórkach nazywa się replikacją. Zapewnia on przekazywanie informacji genetycznej z komórek rodzicielskich do komórek potomnych w sposób niemal idealnie zapewniający zachowanie niezmienionej budowy własnego DNA. Do powielania DNA dochodzi najczęściej przed podziałem komórki, tak by obie potomne komórki mogły otrzymać taką samą ilość pełnowartościowej informacji genetycznej. Podwójna helisa DNA ulega rozpleceniu i każda z dwóch pojedynczych nici stanowi matrycę, na której układane są nukleotydy nowo syntetyzowanej nici zgodnie z zasadą komplementarności. Rozdzielające się w miejscu syntezy łańcuchy DNA tworzą strukturę „widełek replikacyjnych” (ryc. 1.2). Polimeraza DNA, główny enzym odpowiedzialny za proces replikacji, może prowadzić syntezę nowej nici DNA tylko w jednym kierunku — od końca 5’ do końca 3’. Ponieważ obie nici matrycowe,

4