Indhold
- De fire nitrogenholdige baser
- Chargaffs-regel
- Chargaffs-regel forklaret
- Brug af supplerende baseparringsregler
Deoxyribonukleinsyre (DNA) er det, der koder for alle cellulære genetisk information på Jorden. Alt cellulært liv fra de mindste bakterier til den største hval i havet bruger DNA som deres genetiske materiale.
Bemærk: Nogle vira bruger DNA som deres genetiske materiale. Dog bruger nogle vira i stedet RNA.
DNA er en type nukleinsyre, der består af mange underenheder kaldet nukleotider. Hvert nukleotid har tre dele: en 5-carbon ribosesukker, en phosphatgruppe og en nitrogenholdig base. To komplementære strenge af DNA samles takket være brintbinding mellem nitrogenholdige baser, der gør det muligt for DNA at fremstille en stigen-lignende form, der snor sig ind i den berømte dobbelt-helix.
Dets binding mellem de nitrogenholdige baser, der muliggør dannelse af denne struktur. I DNA er der fire nitrogenbaserede muligheder: adenin (A), thymin (T), cytosin (C) og guanin (G). Hver base kan kun binde med hinanden, A med T og C med G. Dette kaldes komplementær basisparringsregel eller Chargaffs-regel.
De fire nitrogenholdige baser
I DNA-nukleotidsubenheder er der fire nitrogenholdige baser:
Hver af disse baser kan opdeles i to kategorier: purinbaser og pyrimidinbaser.
Adenin og guanin er eksempler på purinbaser. Dette betyder, at deres struktur er en nitrogenholdig seks atomring, der er forbundet med en nitrogenholdig fem atomring, der deler to atomer for at kombinere de to ringe.
Thymin og cytosin er eksempler på pyrimidinbaser. Disse baser består af en enkelt nitrogenholdig seks atomring.
Bemærk: RNA erstatter thymin med en anden pyrimidinbase kaldet uracil (U).
Chargaffs-regel
Chargaffs-regel, også kendt som den komplementære baseparringsregel, siger, at DNA-basepar altid er adenin med thymin (A-T) og cytosin med guanin (C-G). En purin kobles altid sammen med en pyrimidin og vice versa. A parrer dog ikke med C, på trods af at det er en purin og en pyrimidin.
Denne regel er opkaldt efter videnskabsmanden Erwin Chargaff, der opdagede, at der i det væsentlige er lige store koncentrationer af adenin og thymin såvel som guanin og cytosin i næsten alle DNA-molekyler. Disse forhold kan variere mellem organismer, men den faktiske koncentration af A er altid i det væsentlige lig med T og den samme med G og C. For mennesker er der for eksempel ca.
Dette understøtter den komplementære regel, at A skal parre med T og C skal parre med G.
Chargaffs-regel forklaret
Hvorfor er dette dog tilfældet?
Det har begge at gøre med hydrogenbinding der forbinder de komplementære DNA-strenge sammen med ledig plads mellem de to tråde.
For det første er der ca. 20 Å (angstroms, hvor en angstrom er lig med 10-10 meter) mellem to komplementære DNA-strenge. To puriner og to pyrimidiner sammen ville simpelthen tage for meget plads til at kunne passe ind i mellemrummet mellem de to tråde. Dette er grunden til, at A ikke kan binde sig til G, og C ikke kan binde sig til T.
Men hvorfor kan du ikke bytte hvilke puriner, der binder til hvilken pyrimidin? Svaret har at gøre med hydrogenbinding der forbinder baserne og stabiliserer DNA-molekylet.
De eneste par, der kan skabe brintbindinger i dette rum, er adenin med thymin og cytosin med guanin. A og T danner to hydrogenbindinger, mens C og G danner tre. Det er disse brintbindinger, der går sammen med de to strenge og stabiliserer molekylet, hvilket tillader det at danne den stigenlignende dobbelt helix.
Brug af supplerende baseparringsregler
Når du kender denne regel, kan du finde ud af den komplementære streng til en enkelt DNA-streng kun baseret på baseparssekvensen. Lad os for eksempel sige, at du kender sekvensen for en DNA-streng, der er som følger:
AAGCTGGTTTTGACGAC
Ved hjælp af de komplementære baseparringsregler kan du konkludere, at den komplementære streng er:
TTCGACCAAAACTGCTG
RNA-strenge er også komplementære med undtagelsen af, at RNA bruger uracil i stedet for thymin. Så du kan også udlede den mRNA-streng, der ville være produceret fra den første DNA-streng. Det ville være:
UUCGACCAAAACUGCUG