តើអ្វីជារចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA? រចនាសម្ព័ន្ធនិងកម្រិតនៃអង្គការ DNA

ហ្សែនម៉ូលេគុល – សាខានៃហ្សែនដែលទាក់ទងនឹងការសិក្សាអំពីតំណពូជនៅកម្រិតម៉ូលេគុល។

អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក។ ការចម្លង DNA ។ ប្រតិកម្មសំយោគគំរូ

អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ែរ (DNA, RNA) ត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ ១៨៦៨ ដោយអ្នកជីវគីមីជនជាតិស្វីស I.F. មីសឺរ។ អាស៊ីត nucleic គឺជា biopolymers លីនេអ៊ែរដែលមាន monomers - nucleotides ។

DNA - រចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងារ

រចនាសម្ព័នគីមីនៃ DNA ត្រូវបានបកស្រាយនៅឆ្នាំ 1953 ដោយជីវគីមីវិទូជនជាតិអាមេរិក J. Watson និងរូបវិទូអង់គ្លេស F. Crick ។

រចនាសម្ព័ន្ធទូទៅនៃ DNA ។ម៉ូលេគុល DNA មានច្រវាក់ចំនួន 2 ដែលត្រូវបានបង្វិលចូលទៅក្នុងវង់ (រូបភាពទី 11) មួយជុំវិញម្ខាងទៀត និងជុំវិញអ័ក្សរួមមួយ។ ម៉ូលេគុល DNA អាចមានពី 200 ទៅ 2x10 8 គូ nucleotide ។ នៅតាមបណ្តោយ DNA helix នុយក្លេអូទីតដែលនៅជិតគ្នាស្ថិតនៅចម្ងាយ 0.34 nm ពីគ្នាទៅវិញទៅមក។ វេនពេញលេញនៃ helix រួមមាន 10 គូមូលដ្ឋាន។ ប្រវែងរបស់វាគឺ 3.4 nm ។

អង្ករ. 11 . ដ្យាក្រាមរចនាសម្ព័ន្ធ DNA (helix ទ្វេ)

ប៉ូលីមែរនៃម៉ូលេគុល DNA ។ម៉ូលេគុល DNA - bioploimer មានសមាសធាតុស្មុគស្មាញ - nucleotides ។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA nucleotide ។នុយក្លេអូទីត DNA មាន 3 ឯកតា៖ មួយនៃមូលដ្ឋានអាសូត (អាដេនីន, ហ្គានីន, ស៊ីតូស៊ីន, ធីមីន); deoxyribose (monosaccharide); សំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ (រូបភាពទី 12) ។

មូលដ្ឋានអាសូតមាន 2 ក្រុម៖

purines - adenine (A), guanine (G), ដែលមានចិញ្ចៀន benzene ពីរ;

pyrimidine - thymine (T), cytosine (C) ដែលមានចិញ្ចៀន benzene មួយ។

DNA មានប្រភេទនុយក្លេអូទីតដូចខាងក្រោមៈ អាដេនីន (A); ហ្គានីន (G); ស៊ីតូស៊ីន (C); thymine (T) ។ឈ្មោះនៃនុយក្លេអូទីតត្រូវគ្នានឹងឈ្មោះនៃមូលដ្ឋានអាសូតដែលបង្កើតជាពួកវា៖ អាឌីនីន នុយក្លេអូទីត - អាឌីនីនមូលដ្ឋានអាសូត; guanine nucleotide អាសូត មូលដ្ឋាន guanine; cytosine nucleotide អាសូត cytosine មូលដ្ឋាន; thymine nucleotide អាសូតមូលដ្ឋាន thymine ។

ផ្សំ DNA ពីរខ្សែទៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។

នុយក្លេអូទីត A, G, C និង T នៃខ្សែសង្វាក់មួយត្រូវបានតភ្ជាប់រៀងគ្នាទៅនឹង nucleotides T, C, G និង A នៃខ្សែសង្វាក់ផ្សេងទៀត ចំណងអ៊ីដ្រូសែន. ចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង A និង T ហើយចំណងអ៊ីដ្រូសែនបីត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង G និង C (A=T, G≡C) ។

គូនៃមូលដ្ឋាន (នុយក្លេអូទីត) A – T និង G – C ត្រូវបានគេហៅថា បំពេញបន្ថែម ពោលគឺត្រូវគ្នាទៅវិញទៅមក។ ការបំពេញបន្ថែម- នេះគឺជាការឆ្លើយឆ្លងគីមី និង morphological នៃ nucleotides ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA ជាគូ។

5 ’ 3 ’

1 2 3

3’ 5’

អង្ករ។ ១២ផ្នែកនៃ DNA helix ទ្វេ។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃនុយក្លេអូទីត (1 - សំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ; 2 - deoxyribose; 3 - មូលដ្ឋានអាសូត) ។ ការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតដោយប្រើចំណងអ៊ីដ្រូសែន។

ខ្សែសង្វាក់នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល,នោះគឺពួកគេត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ ដូច្នេះចុងបញ្ចប់ 3' នៃខ្សែសង្វាក់មួយស្ថិតនៅទល់មុខ 5' ចុងនៃខ្សែសង្វាក់ផ្សេងទៀត។ ព័ត៌មានហ្សែននៅក្នុង DNA ត្រូវបានសរសេរក្នុងទិសដៅពីចុង 5' ទៅ 3' ។ ខ្សែនេះត្រូវបានគេហៅថា DNA អារម្មណ៍

ដោយសារតែនេះជាកន្លែងដែលហ្សែនស្ថិតនៅ។ ខ្សែទីពីរ – 3’–5’ បម្រើជាស្តង់ដារសម្រាប់រក្សាទុកព័ត៌មានហ្សែន។

ទំនាក់ទំនងរវាងចំនួននៃមូលដ្ឋានផ្សេងគ្នានៅក្នុង DNA ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ E. Chargaff ក្នុងឆ្នាំ 1949 ។ Chargaff បានរកឃើញថានៅក្នុង DNA នៃប្រភេទផ្សេងៗបរិមាណនៃ adenine គឺស្មើនឹងបរិមាណនៃ thymine ហើយបរិមាណ guanine គឺស្មើនឹងបរិមាណនៃ ស៊ីតូស៊ីន។

E. ច្បាប់របស់ Chargaff:

នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ចំនួននុយក្លេអូទីត A (adenine) តែងតែស្មើនឹងចំនួននុយក្លេអូទីត T (thymine) ឬសមាមាត្រនៃ ∑ A ទៅ ∑ T = 1 ។ ផលបូកនៃនុយក្លេអូទីត G (guanine) គឺស្មើនឹងផលបូកនៃ C (cytosine) nucleotides ឬសមាមាត្រនៃ ∑ G ទៅ ∑ C = 1;

ផលបូកនៃមូលដ្ឋាន purine (A + G) គឺស្មើនឹងផលបូកនៃមូលដ្ឋាន pyrimidine (T + C) ឬសមាមាត្រនៃ ∑ (A + G) ទៅ ∑ (T + C) = 1;

វិធីសាស្រ្តនៃការសំយោគ DNA - ការចម្លង. ការចម្លងគឺជាដំណើរការនៃការចម្លងដោយខ្លួនឯងនៃម៉ូលេគុល DNA ដែលធ្វើឡើងនៅក្នុងស្នូលក្រោមការគ្រប់គ្រងរបស់អង់ស៊ីម។ ការពេញចិត្តដោយខ្លួនឯងនៃម៉ូលេគុល DNA កើតឡើង ផ្អែកលើការបំពេញបន្ថែម- ការឆ្លើយឆ្លងយ៉ាងតឹងរឹងនៃនុយក្លេអូទីតទៅគ្នាទៅវិញទៅមកនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA គូ។ នៅដើមដំបូងនៃដំណើរការចម្លង ម៉ូលេគុល DNA បន្ធូរបន្ថយ (ដង្ហើម) នៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់មួយ (រូបភាពទី 13) ហើយចំណងអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបញ្ចេញ។ នៅលើច្រវាក់នីមួយៗដែលបង្កើតឡើងបន្ទាប់ពីការដាច់នៃចំណងអ៊ីដ្រូសែន ដោយមានការចូលរួមពីអង់ស៊ីម DNA polymerasesខ្សែ DNA កូនស្រីត្រូវបានសំយោគ។ សម្ភារៈសម្រាប់ការសំយោគគឺ nucleotides ឥតគិតថ្លៃដែលមាននៅក្នុង cytoplasm នៃកោសិកា។ នុយក្លេអូទីតទាំងនេះត្រូវបានតម្រឹមបំពេញបន្ថែមទៅនឹងនុយក្លេអូទីតនៃខ្សែ DNA ម្តាយទាំងពីរ។ អង់ស៊ីម DNA polymeraseភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតបន្ថែមទៅនឹងខ្សែគំរូ DNA ។ ឧទាហរណ៍ទៅនុយក្លេអូទីត ក polymerase បន្ថែមនុយក្លេអូទីតទៅខ្សែគំរូ ធហើយតាមនោះទៅ nucleotide G - nucleotide C (រូបទី 14)។ ការភ្ជាប់គ្នានៃនុយក្លេអូទីតបំពេញបន្ថែមកើតឡើងដោយមានជំនួយពីអង់ស៊ីមមួយ។ DNA ligases. ដូច្នេះ DNA កូនស្រីពីរនាក់ត្រូវបានសំយោគដោយការចម្លងដោយខ្លួនឯង។

លទ្ធផលម៉ូលេគុល DNA ពីរពីម៉ូលេគុល DNA មួយគឺ គំរូពាក់កណ្តាលអភិរក្សចាប់តាំងពីពួកគេមានម្តាយចាស់ និងខ្សែសង្វាក់កូនស្រីថ្មី ហើយជាច្បាប់ចម្លងពិតប្រាកដនៃម៉ូលេគុលម្តាយ (រូបភាពទី 14)។ អត្ថន័យជីវសាស្រ្តនៃការចម្លងគឺស្ថិតនៅក្នុងការផ្ទេរត្រឹមត្រូវនៃព័ត៌មានតំណពូជពីម៉ូលេគុលម្តាយទៅម៉ូលេគុលកូនស្រី។

អង្ករ. 13 . Unspiralization នៃម៉ូលេគុល DNA ដោយប្រើអង់ស៊ីម

1

អង្ករ. 14 . ការចម្លងគឺជាការបង្កើតម៉ូលេគុល DNA ពីរពីម៉ូលេគុល DNA មួយ: 1 - ម៉ូលេគុល DNA កូនស្រី; ២- ម៉ូលេគុល DNA មាតា (មាតាបិតា) ។

អង់ស៊ីម DNA polymerase អាចផ្លាស់ទីតាមខ្សែ DNA ក្នុងទិសដៅ 3'–> 5' ប៉ុណ្ណោះ។ ដោយសារខ្សែសង្វាក់បំពេញបន្ថែមនៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ ហើយអង់ស៊ីម DNA polymerase អាចផ្លាស់ទីតាមខ្សែសង្វាក់ DNA តែក្នុងទិសដៅ 3'–>5' ការសំយោគខ្សែសង្វាក់ថ្មីដំណើរការប្រឆាំងនឹងប៉ារ៉ាឡែល ( យោងទៅតាមគោលការណ៍នៃការប្រឆាំង).

កន្លែងធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម DNA. DNA ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងស្នូលកោសិកា និងនៅក្នុងម៉ាទ្រីសនៃ mitochondria និង chloroplasts ។

បរិមាណ DNA នៅក្នុងកោសិកាមួយគឺថេរ ហើយមានចំនួន 6.6x10 -12 ក្រាម។

មុខងារ DNA៖

ការផ្ទុកនិងការបញ្ជូនព័ត៌មានហ្សែនពីជំនាន់ទៅម៉ូលេគុលនិង - RNA;

រចនាសម្ព័ន្ធ។

DNA គឺជាមូលដ្ឋានរចនាសម្ព័ន្ធនៃក្រូម៉ូសូម (ក្រូម៉ូសូមគឺ 40% DNA) ។ប្រភេទជាក់លាក់នៃ DNA

. សមាសធាតុនុយក្លេអូទីតនៃ DNA បម្រើជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យប្រភេទ។

RNA រចនាសម្ព័ន្ធនិងមុខងារ។.

រចនាសម្ព័ន្ធទូទៅ

RNA គឺជា biopolymer លីនេអ៊ែរដែលមានខ្សែសង្វាក់ polynucleotide មួយ។ មានរចនាសម្ព័ន្ធបឋមនិងអនុវិទ្យាល័យនៃ RNA ។ រចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃ RNA គឺជាម៉ូលេគុលខ្សែតែមួយ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំមានរាងជាឈើឆ្កាង និងជាលក្ខណៈនៃ t-RNA ។ប៉ូលីមែរនៃម៉ូលេគុល RNA

. ម៉ូលេគុល RNA អាចមាននុយក្លេអូទីតពី 70 ទៅ 30,000 នុយក្លេអូទីត។ នុយក្លេអូទីតដែលបង្កើតជា RNA មានដូចខាងក្រោម៖ adenyl (A), guanyl (G), cytidyl (C), uracil (U) ។ នៅក្នុង RNA, thymine nucleotide ត្រូវបានជំនួសដោយ uracil (U) ។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃ RNA nucleotide ។

នុយក្លេអូទីត RNA រួមមាន 3 ឯកតា៖

មូលដ្ឋានអាសូត (អាដេនីន, ហ្គានីន, ស៊ីតូស៊ីន, អ៊ុយរ៉ាស៊ីល);

monosaccharide - ribose (ribose មានអុកស៊ីសែននៅអាតូមកាបូននីមួយៗ);

សំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ។វិធីសាស្រ្តនៃការសំយោគ RNA - ប្រតិចារិក . ប្រតិចារិក ដូចជាការចម្លង គឺជាប្រតិកម្មនៃការសំយោគគំរូ។ ម៉ាទ្រីសគឺជាម៉ូលេគុល DNA ។ ប្រតិកម្ម​ដំណើរការ​ទៅ​តាម​គោលការណ៍​នៃ​ការ​បំពេញ​បន្ថែម​លើ​ខ្សែ DNA មួយ (រូបភាព 15) ។ ដំណើរការប្រតិចារិកចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការបំផ្លិចបំផ្លាញនៃម៉ូលេគុល DNA នៅកន្លែងជាក់លាក់មួយ។ ខ្សែ DNA ដែលបានចម្លងមានអ្នកផ្សព្វផ្សាយ - ក្រុមនៃ DNA nucleotides ដែលការសំយោគនៃម៉ូលេគុល RNA ចាប់ផ្តើម។ អង់ស៊ីមមួយភ្ជាប់ទៅនឹងអ្នកផ្សព្វផ្សាយ. អង់ស៊ីមធ្វើឱ្យដំណើរការប្រតិចារិកសកម្ម។ យោងទៅតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម នុយក្លេអូទីតដែលចេញមកពី cytoplasm កោសិកាទៅកាន់ខ្សែសង្វាក់ DNA ដែលបានចម្លងត្រូវបានបញ្ចប់។ RNA polymerase ធ្វើឱ្យសកម្មការតម្រឹមនុយក្លេអូទីតទៅជាខ្សែសង្វាក់តែមួយ និងការបង្កើតម៉ូលេគុល RNA ។

មាន 4 ដំណាក់កាលនៅក្នុងដំណើរការចម្លង: 1) ការចងនៃ RNA polymerase ទៅនឹងការផ្សព្វផ្សាយ; 2) ការចាប់ផ្តើមនៃការសំយោគ (ការចាប់ផ្តើម); 3) ការពន្លូត - ការលូតលាស់នៃខ្សែសង្វាក់ RNA ពោលគឺ nucleotides ត្រូវបានបន្ថែមជាបន្តបន្ទាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។ 4) ការបញ្ចប់ - ការបញ្ចប់ការសំយោគ mRNA ។

អង្ករ. 15 . គ្រោងការណ៍ចម្លង

1 - ម៉ូលេគុល DNA (ខ្សែទ្វេ); 2 - ម៉ូលេគុល RNA; 3-codons; ៤- អ្នកផ្សព្វផ្សាយ។

នៅឆ្នាំ 1972 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាមេរិក - អ្នកឯកទេសខាងមេរោគ H.M. Temin និងអ្នកជីវវិទូម៉ូលេគុល D. Baltimore បានរកឃើញការចម្លងបញ្ច្រាសដោយប្រើមេរោគនៅក្នុងកោសិកាដុំសាច់។ ប្រតិចារិកបញ្ច្រាស- សរសេរព័ត៌មានហ្សែនឡើងវិញពី RNA ទៅ DNA ។ ដំណើរការកើតឡើងដោយមានជំនួយពីអង់ស៊ីម ប្រតិចារិកបញ្ច្រាស.

ប្រភេទនៃ RNA តាមមុខងារ

Messenger RNA (i-RNA ឬ m-RNA) ផ្ទេរព័ត៌មានហ្សែនពីម៉ូលេគុល DNA ទៅកាន់កន្លែងសំយោគប្រូតេអ៊ីន - ribosome ។ វាត្រូវបានសំយោគនៅក្នុងស្នូលដោយមានការចូលរួមពីអង់ស៊ីម RNA polymerase ។ វាបង្កើតបាន 5% នៃប្រភេទ RNA ទាំងអស់នៅក្នុងកោសិកាមួយ។

mRNA រួមបញ្ចូលពី 300 nucleotides ទៅ 30,000 nucleotides (ខ្សែសង្វាក់វែងបំផុតក្នុងចំណោម RNAs) ។

ផ្ទេរ RNA (tRNA) ដឹកជញ្ជូនអាស៊ីតអាមីណូទៅកាន់កន្លែងសំយោគប្រូតេអ៊ីន ribosome ។វាមានរាងជាឈើឆ្កាង (រូបភាពទី 16) និងមាននុយក្លេអូទីត 70–85 ។ បរិមាណរបស់វានៅក្នុងកោសិកាគឺ 10-15% នៃ RNA របស់កោសិកា។

អង្ករ។ ១៦.

គ្រោងការណ៍នៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃ t-RNA: A-G - គូនៃ nucleotides តភ្ជាប់ដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន; ឃ - កន្លែងភ្ជាប់អាស៊ីតអាមីណូ (កន្លែងទទួល); អ៊ី - អង់ទីកូដុន។

3. Ribosomal RNA (r-RNA) ត្រូវបានសំយោគនៅក្នុង nucleolus និងជាផ្នែកមួយនៃ ribosomes ។ រួមបញ្ចូលនុយក្លេអូទីតប្រហែល 3000 ។ បង្កើតបាន 85% នៃ RNA របស់កោសិកា។ ប្រភេទនៃ RNA នេះត្រូវបានគេរកឃើញនៅក្នុងស្នូល, នៅក្នុង ribosomes, នៅលើ reticulum endoplasmic, នៅក្នុង chromosomes, ក្នុង mitochondrial matrix និងនៅក្នុង plastids ផងដែរ។

មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ cytology ។ ការដោះស្រាយបញ្ហាធម្មតា។

បញ្ហា 1តើមាន thymine និង adenine nucleotides ប៉ុន្មាននៅក្នុង DNA ប្រសិនបើ 50 cytosine nucleotides ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងនោះ ដែលជា 10% នៃ nucleotides ទាំងអស់។

ដំណោះស្រាយ។

យោងតាមច្បាប់នៃការបំពេញបន្ថែមនៅក្នុងខ្សែទ្វេនៃ DNA ស៊ីតូស៊ីនតែងតែបំពេញបន្ថែមទៅនឹងហ្គានីន។ 50 cytosine nucleotides បង្កើតបាន 10% ដូច្នេះយោងទៅតាមច្បាប់របស់ Chargaff 50 guanine nucleotides ក៏បង្កើតបាន 10% ឬ (ប្រសិនបើ ∑C = 10% បន្ទាប់មក ∑G = 10%) ។

ដើម្បីស្វែងយល់ថាតើនុយក្លេអូទីត thymine និង adenine មានប៉ុន្មាននៅក្នុង DNA អ្នកត្រូវធ្វើសមាមាត្រដូចខាងក្រោមៈ

50 cytosine nucleotides → 10%

X (T + A) → 80%

X = 50x80:10 = 400 បំណែក

យោងតាមច្បាប់របស់ Chargaff ∑A = ∑T ដូច្នេះ ∑A = 200 និង ∑T = 200 ។

ចម្លើយ៖ចំនួននៃ thymine និង adenine nucleotides នៅក្នុង DNA គឺ 200 ។

បញ្ហា ២

នុយក្លេអូទីត thymine នៅក្នុង DNA បង្កើតបាន 18% នៃចំនួនសរុបនៃ nucleotides ។ កំណត់ភាគរយនៃប្រភេទនុយក្លេអូទីតផ្សេងទៀតដែលមាននៅក្នុង DNA ។

បញ្ហា 1∑Т=18%។ យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Chargaff ∑T=∑A ដូច្នេះចំណែកនៃ nucleotides adenine ក៏មាន 18% (∑A=18%) ផងដែរ។

ផលបូកនៃគូនុយក្លេអូទីត T + A គឺ 36% (18% + 18% = 36%) ។ ក្នុងមួយគូនៃនុយក្លេអូទីត GiC មាន៖ G+C = 100% -36% = 64% ។ ចាប់តាំងពី guanine តែងតែបំពេញបន្ថែមទៅនឹង cytosine មាតិការបស់ពួកគេនៅក្នុង DNA នឹងស្មើគ្នា។

ឧ. ∑ Г= ∑Ц=32% ។

ចម្លើយ៖ មាតិកា guanine ដូចជា cytosine គឺ 32% ។

បញ្ហា ៣

នុយក្លេអូទីត cytosine 20 នៃ DNA បង្កើតបាន 10% នៃចំនួនសរុបនៃ nucleotides ។ តើមាននុយក្លេអូទីត adenine ប៉ុន្មាននៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA?

បញ្ហា 1នៅក្នុងខ្សែពីរនៃ DNA បរិមាណនៃ cytosine គឺស្មើនឹងបរិមាណនៃ guanine ដូច្នេះផលបូករបស់ពួកគេគឺ: C + G = 40 nucleotides ។ រកចំនួនសរុបនៃនុយក្លេអូទីត៖

20 cytosine nucleotides → 10%

X (ចំនួននុយក្លេអូទីតសរុប) → 100%

X = 20x100:10 = 200 បំណែក

A + T = 200 - 40 = 160 បំណែក

ដោយសារ adenine គឺបំពេញបន្ថែមទៅនឹង thymine មាតិការបស់ពួកគេនឹងស្មើគ្នា។

ឧ. 160 ដុំ៖ 2=80 ដុំ ឬ ∑A=∑T=80។

ចម្លើយ៖ មាននុយក្លេអូទីត adenine ចំនួន 80 នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ។

បញ្ហា ៤

បន្ថែមនុយក្លេអូទីតនៃខ្សែសង្វាក់ខាងស្តាំនៃ DNA ប្រសិនបើនុយក្លេអូទីតនៃខ្សែសង្វាក់ខាងឆ្វេងរបស់វាត្រូវបានគេស្គាល់៖ AGA – TAT – GTG – TCT

បញ្ហា 1ការសាងសង់ខ្សែ DNA ខាងស្តាំតាមបណ្តោយខ្សែខាងឆ្វេងដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានអនុវត្តតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម - ការឆ្លើយឆ្លងយ៉ាងតឹងរឹងនៃនុយក្លេអូទីតចំពោះគ្នាទៅវិញទៅមក: adenony - thymine (A-T), guanine - cytosine (G-C) ។ ដូច្នេះ nucleotides នៃ strand ខាងស្តាំ DNA គួរតែមានដូចខាងក្រោម: TCT - ATA - CAC - AGA ។

ចម្លើយ៖ នុយក្លេអូទីតនៃខ្សែ DNA ខាងស្តាំ៖ TCT – ATA – TsAC – AGA ។

បញ្ហា ៥

សរសេរប្រតិចារិកប្រសិនបើខ្សែ DNA ដែលបានចម្លងមានលំដាប់នុយក្លេអូទីតដូចខាងក្រោមៈ AGA - TAT - TGT - TCT ។

ដំណោះស្រាយ. ម៉ូលេគុល mRNA ត្រូវបានសំយោគតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែមលើខ្សែសង្វាក់មួយនៃម៉ូលេគុល DNA ។ យើងដឹងពីលំដាប់នៃនុយក្លេអូទីតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA ដែលបានចម្លង។ ដូច្នេះវាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើតខ្សែសង្វាក់បន្ថែមនៃ mRNA ។ គួរចងចាំថាជំនួសឱ្យ thymine ម៉ូលេគុល RNA មានផ្ទុក uracil ។ ដូច្នេះ៖

ខ្សែសង្វាក់ DNA៖ AGA - TAT - TGT - TCT

ខ្សែសង្វាក់ mRNA៖ UCU – AUA – ACA – AGA ។

ចម្លើយ៖ លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃ i-RNA មានដូចខាងក្រោម៖ UCU – AUA – ACA – AGA ។

បញ្ហា ៦

សរសេរការចម្លងបញ្ច្រាស ពោលគឺ បង្កើតបំណែកនៃម៉ូលេគុល DNA ដែលមានខ្សែពីរ ដោយផ្អែកលើបំណែកដែលបានស្នើឡើងនៃ i-RNA ប្រសិនបើខ្សែសង្វាក់ i-RNA មានលំដាប់នុយក្លេអូទីតដូចខាងក្រោមៈ

GCG - ACA - UUU - UCG - TsGU - AGU - AGA

បញ្ហា 1ការចម្លងបញ្ច្រាសគឺជាការសំយោគនៃម៉ូលេគុល DNA ដោយផ្អែកលើកូដហ្សែននៃ mRNA ។ mRNA អ៊ិនកូដម៉ូលេគុល DNA មានលំដាប់នុយក្លេអូទីតដូចខាងក្រោម៖ GCH - ACA - UUU - UCG - TsGU - AGU - AGA ។ ខ្សែសង្វាក់ DNA ដែលបំពេញបន្ថែមសម្រាប់វាគឺ៖ CGC - TGT - AAA - AGC - GCA - TCA - TCT ។ ខ្សែ DNA ទីពីរ៖ HCH-ACA-TTT-TCG-CHT-AGT-AGA ។

ចម្លើយ៖ ជាលទ្ធផលនៃការចម្លងបញ្ច្រាស ខ្សែសង្វាក់ពីរនៃម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានសំយោគ៖ CGC - TTG - AAA - AGC - GCA - TCA និង GCH - ACA - TTT - TCG - CTG - AGT - AGA ។

កូដហ្សែន។ ជីវសំយោគប្រូតេអ៊ីន។

ហ្សែន- ផ្នែកមួយនៃម៉ូលេគុល DNA ដែលមានព័ត៌មានហ្សែនអំពីរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់មួយ។

រចនាសម្ព័ន្ធ Exon-intron នៃហ្សែនមួយ។eukaryotes

អ្នកផ្សព្វផ្សាយ- ផ្នែកមួយនៃ DNA (រហូតដល់ 100 nucleotides វែង) ដែលអង់ស៊ីមភ្ជាប់ ក្រុមនៃ DNA nucleotides ដែលការសំយោគនៃម៉ូលេគុល RNA ចាប់ផ្តើម។ អង់ស៊ីមមួយភ្ជាប់ទៅនឹងអ្នកផ្សព្វផ្សាយចាំបាច់សម្រាប់ការចម្លង;

2) តំបន់បទប្បញ្ញត្តិ- តំបន់ដែលប៉ះពាល់ដល់សកម្មភាពហ្សែន;

3) ផ្នែករចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែន- ព័ត៌មានហ្សែនអំពីរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃប្រូតេអ៊ីន។

លំដាប់នៃ DNA nucleotides ដែលផ្ទុកព័ត៌មានហ្សែនអំពីរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃប្រូតេអ៊ីន - exon. ពួកគេក៏ជាផ្នែកមួយនៃ mRNA ផងដែរ។ លំដាប់នៃ DNA nucleotides ដែលមិនផ្ទុកព័ត៌មានហ្សែនអំពីរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃប្រូតេអ៊ីនមួយ។ - បញ្ចូល. ពួកគេមិនមែនជាផ្នែកនៃ mRNA ទេ។ ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិចារិក ដោយមានជំនួយពីអង់ស៊ីមពិសេស ច្បាប់ចម្លងនៃ introns ត្រូវបានកាត់ចេញពី i-RNA ហើយច្បាប់ចម្លងនៃ exons ត្រូវបានដេរភ្ជាប់គ្នាដើម្បីបង្កើតជាម៉ូលេគុល i-RNA (រូបភាព 20) ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា ការបំបែក.

អង្ករ. 20 . លំនាំបំបែក (ការបង្កើត mRNA ចាស់ទុំនៅក្នុង eukaryotes)

កូដហ្សែន -ប្រព័ន្ធនៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតនៅក្នុង DNA ឬ RNA ម៉ូលេគុលដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងលំដាប់នៃអាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ polypeptide ។

លក្ខណៈសម្បត្តិនៃកូដហ្សែន៖

បីដង(ACA - GTG - GCH ... )

កូដហ្សែនគឺ បីដង,ចាប់តាំងពីអាស៊ីតអាមីណូ 20 នីមួយៗត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយលំដាប់នៃនុយក្លេអូទីតបី ( បីដង, codon).

មាននុយក្លេអូទីតបីប្រភេទ (4 3 = 64) ។

ភាពមិនច្បាស់លាស់ (ភាពជាក់លាក់)

កូដហ្សែនគឺមិនច្បាស់ទេព្រោះ នុយក្លេអូទីតបី (codon) នីមួយៗសម្រាប់តែអាស៊ីតអាមីណូមួយ ឬកូដុនមួយតែងតែត្រូវនឹងអាស៊ីតអាមីណូមួយ (តារាងទី 3)។

ពហុភាព (ភាពលែងត្រូវការតទៅទៀត ឬភាពចុះខ្សោយ)

អាស៊ីតអាមីណូដូចគ្នាអាចត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយបីដង (ពី 2 ទៅ 6) ចាប់តាំងពីមានអាស៊ីតអាមីណូបង្កើតប្រូតេអ៊ីន 20 និង 64 បី។

ការបន្ត

ការអានព័ត៌មានហ្សែនកើតឡើងក្នុងទិសដៅមួយពីឆ្វេងទៅស្តាំ។ ប្រសិនបើនុយក្លេអូទីតមួយត្រូវបានបាត់បង់ នោះនៅពេលអាន កន្លែងរបស់វានឹងត្រូវបានយកដោយនុយក្លេអូទីតដែលនៅជិតបំផុតពីបីដែលនៅជិតខាង ដែលនឹងនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរព័ត៌មានហ្សែន។

ភាពប៉ិនប្រសប់

កូដហ្សែនគឺជារឿងធម្មតាសម្រាប់សារពាង្គកាយមានជីវិតទាំងអស់ ហើយលេខកូដបីដូចគ្នាសម្រាប់អាស៊ីតអាមីណូដូចគ្នានៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតទាំងអស់។

មានការចាប់ផ្តើម និងស្ថានីយបី(ចាប់ផ្តើម triplet - AUG, terminal triplets UAA, UGA, UAG) ។ ប្រភេទនៃកូនបីទាំងនេះមិនសរសេរកូដសម្រាប់អាស៊ីតអាមីណូទេ។

ភាពមិនត្រួតស៊ីគ្នា

លេខកូដហ្សែនគឺមិនត្រួតស៊ីគ្នាទេ ដោយសារនុយក្លេអូទីតដូចគ្នាមិនអាចជាផ្នែកនៃកូនបីដែលនៅជិតខាងនោះទេ។ Nucleotides អាច​ជា​កម្មសិទ្ធិ​របស់ triplet តែ​មួយ​ប៉ុណ្ណោះ ហើយ​ប្រសិន​បើ​ពួកវា​ត្រូវ​បាន​រៀបចំ​ឡើង​វិញ​ទៅ​ជា triplet ផ្សេង នោះ​ព័ត៌មាន​ហ្សែន​នឹង​ផ្លាស់​ប្តូរ។

តារាងទី 3 - តារាងលេខកូដហ្សែន

		មូលដ្ឋាន Codon

ចំណាំ៖ ឈ្មោះអក្សរកាត់នៃអាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានផ្តល់ឱ្យស្របតាមវាក្យស័ព្ទអន្តរជាតិ។

ជីវសំយោគប្រូតេអ៊ីន

ជីវសំយោគប្រូតេអ៊ីន - ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរផ្លាស្ទិចសារធាតុនៅក្នុងកោសិកាដែលកើតឡើងនៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតក្រោមសកម្មភាពរបស់អង់ស៊ីម។ ជីវសំយោគប្រូតេអ៊ីនត្រូវបាននាំមុខដោយប្រតិកម្មសំយោគម៉ាទ្រីស (ការចម្លង - ការសំយោគ DNA; ប្រតិចារិក - ការសំយោគ RNA; ការបកប្រែ - ការប្រមូលផ្តុំម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីននៅលើ ribosomes) ។ មាន 2 ដំណាក់កាលនៃដំណើរការសំយោគប្រូតេអ៊ីន៖

ប្រតិចារិក

ការចាក់ផ្សាយ

ក្នុងអំឡុងពេលចម្លងព័ត៌មានហ្សែនដែលមាននៅក្នុង DNA ដែលមានទីតាំងនៅក្រូម៉ូសូមនៃស្នូលត្រូវបានផ្ទេរទៅម៉ូលេគុល RNA ។ នៅពេលបញ្ចប់ដំណើរការប្រតិចារិក mRNA ចូលទៅក្នុង cytoplasm កោសិកាតាមរយៈរន្ធញើសនៅក្នុងភ្នាសនុយក្លេអ៊ែរដែលមានទីតាំងនៅចន្លោះ 2 អនុរង ribosomal និងចូលរួមក្នុងការសំយោគប្រូតេអ៊ីន។

ការបកប្រែគឺជាដំណើរការនៃការបកប្រែកូដហ្សែនទៅជាលំដាប់នៃអាស៊ីតអាមីណូ។ការបកប្រែកើតឡើងនៅក្នុង cytoplasm នៃកោសិកានៅលើ ribosomes ដែលមានទីតាំងនៅលើផ្ទៃនៃ ER (endoplasmic reticulum) ។ Ribosomes គឺជាគ្រាប់រាងស្វ៊ែរដែលមានអង្កត់ផ្ចិតជាមធ្យម 20 nm ដែលមានផ្នែករងធំ និងតូច។ ម៉ូលេគុល mRNA ស្ថិតនៅចន្លោះផ្នែករង ribosomal ពីរ។ ដំណើរការបកប្រែរួមមានអាស៊ីតអាមីណូ ATP mRNA t-RNA និងអង់ស៊ីម amino-acyl t-RNA synthetase ។

ខូដុន- ផ្នែកមួយនៃម៉ូលេគុល DNA ឬ mRNA ដែលមាននុយក្លេអូទីតចំនួនបីដែលមានទីតាំងជាប់គ្នា ដោយបានអ៊ិនកូដអាស៊ីតអាមីណូមួយ។

ថ្នាំ Anticodon- ផ្នែកមួយនៃម៉ូលេគុល t-RNA ដែលមាននុយក្លេអូទីតបីជាប់គ្នា និងបំពេញបន្ថែមទៅកូដុននៃម៉ូលេគុល i-RNA ។ codons បំពេញបន្ថែមទៅនឹង anticodons ដែលត្រូវគ្នា ហើយត្រូវបានភ្ជាប់ទៅពួកវាដោយប្រើចំណងអ៊ីដ្រូសែន (រូបភាពទី 21)។

ការសំយោគប្រូតេអ៊ីនចាប់ផ្តើមជាមួយ ចាប់ផ្តើម codon AUG. ពីវា ribosome

ផ្លាស់ទីតាមម៉ូលេគុល mRNA បីដងដោយ triplet ។ អាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ដោយយោងទៅតាមកូដហ្សែន។ ការរួមបញ្ចូលរបស់ពួកគេទៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ polypeptide នៅលើ ribosome កើតឡើងដោយមានជំនួយពី t-RNA ។ រចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃ t-RNA (ខ្សែសង្វាក់) បំប្លែងទៅជារចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំដែលស្រដៀងនឹងឈើឆ្កាងនៅក្នុងរូបរាង ហើយនៅពេលជាមួយគ្នានោះការបំពេញបន្ថែមនៃនុយក្លេអូទីតត្រូវបានរក្សានៅក្នុងវា។ នៅផ្នែកខាងក្រោមនៃ tRNA មានកន្លែងទទួលយកដែលអាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានភ្ជាប់ (រូបភាព 16) ។ ការធ្វើឱ្យសកម្មនៃអាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើអង់ស៊ីម aminoacyl tRNA សំយោគ. ខ្លឹមសារនៃដំណើរការនេះគឺថាអង់ស៊ីមនេះមានអន្តរកម្មជាមួយអាស៊ីតអាមីណូ និង ATP ។ ក្នុងករណីនេះស្មុគស្មាញ ternary ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលតំណាងដោយអង់ស៊ីមនេះអាស៊ីតអាមីណូនិង ATP ។ អាស៊ីតអាមីណូ សំបូរទៅដោយថាមពល ធ្វើឱ្យសកម្ម និងទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតចំណង peptide ជាមួយអាស៊ីតអាមីណូជិតខាង។ បើគ្មានដំណើរការនៃអាស៊ីតអាមីណូ ខ្សែសង្វាក់ polypeptide ពីអាស៊ីតអាមីណូមិនអាចបង្កើតបានទេ។

ទល់មុខផ្នែកខាងលើនៃម៉ូលេគុល tRNA មាននុយក្លេអូទីតបី ថ្នាំ anticodonដោយមានជំនួយពី tRNA ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹង codon បំពេញបន្ថែមរបស់វា (រូបភាព 22) ។

ម៉ូលេគុល t-RNA ដំបូងដែលមានអាស៊ីតអាមីណូសកម្មភ្ជាប់ទៅវា ភ្ជាប់អង់ទីកូដុនរបស់វាទៅនឹង i-RNA codon ហើយអាស៊ីតអាមីណូមួយបញ្ចប់នៅក្នុង ribosome ។ បន្ទាប់មក tRNA ទីពីរត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ anticodon របស់វាទៅនឹង codon ដែលត្រូវគ្នានៃ mRNA ។ ក្នុងករណីនេះ ribosome មានអាស៊ីដអាមីណូ 2 រួចហើយ ដែលរវាងចំណង peptide ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ tRNA ដំបូងចាកចេញពី ribosome ភ្លាមៗនៅពេលដែលវាបរិច្ចាគអាស៊ីតអាមីណូទៅខ្សែសង្វាក់ polypeptide នៅលើ ribosome ។ បន្ទាប់មកអាស៊ីតអាមីណូទី 3 ត្រូវបានបន្ថែមទៅ dipeptide វាត្រូវបាននាំមកដោយ tRNA ទីបី។

1 - mRNA codon; codonsUCGUCG; CUACUA; CGU -សាកលវិទ្យាល័យរដ្ឋកណ្តាល;

2- tRNA anticodon; anticodon GAT - GAT

អង្ករ. 21 . ដំណាក់កាលបកប្រែ៖ codon នៃ mRNA ត្រូវបានទាក់ទាញទៅ anticodon នៃ tRNA ដោយ nucleotides ដែលត្រូវគ្នា (មូលដ្ឋាន)

អាស៊ីត nucleic គឺជាសារធាតុម៉ូលេគុលខ្ពស់ដែលមាន mononucleotides ដែលត្រូវបានតភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់វត្ថុធាតុ polymer ដោយប្រើចំណង phosphodiester 3", 5" ហើយត្រូវបានខ្ចប់នៅក្នុងកោសិកាតាមរបៀបជាក់លាក់មួយ។

អាស៊ីត nucleic គឺជា biopolymers មានពីរប្រភេទគឺ អាស៊ីត ribonucleic (RNA) និងអាស៊ីត deoxyribonucleic (DNA) ។ biopolymer នីមួយៗមាន nucleotides ដែលខុសគ្នានៅក្នុងសំណល់កាបូអ៊ីដ្រាត (ribose, deoxyribose) និងមួយនៃមូលដ្ឋានអាសូត (uracil, thymine) ។ យោងតាមភាពខុសគ្នាទាំងនេះអាស៊ីត nucleic បានទទួលឈ្មោះរបស់ពួកគេ។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃអាស៊ីត deoxyribonucleic

អាស៊ីត nucleic មានរចនាសម្ព័ន្ធបឋម អនុវិទ្យាល័យ និងទីបី។

រចនាសម្ព័ន្ធបឋមនៃ DNA

រចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃ DNA គឺជាខ្សែសង្វាក់ polynucleotide លីនេអ៊ែរដែល mononucleotides ត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណង phosphodiester 3 ", 5" ។ សម្ភារៈចាប់ផ្តើមសម្រាប់ការផ្គុំខ្សែសង្វាក់អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកនៅក្នុងកោសិកាគឺ 5"-triphosphate nucleoside ដែលជាលទ្ធផលនៃការយកចេញនៃសំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ β និងγ មានសមត្ថភាពភ្ជាប់អាតូមកាបូន 3" នៃ nucleoside មួយផ្សេងទៀត។ . ដូច្នេះ អាតូមកាបូន 3" នៃ deoxyribose មួយត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងអាតូមកាបូន 5" នៃ deoxyribose មួយផ្សេងទៀតតាមរយៈសំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រតែមួយ ហើយបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់ polynucleotide លីនេអ៊ែរនៃអាស៊ីត nucleic ។ ដូច្នេះឈ្មោះ: ចំណង phosphodiester 3", 5" ។ មូលដ្ឋានអាសូតមិនចូលរួមក្នុងការភ្ជាប់នុយក្លេអូទីតនៃខ្សែសង្វាក់តែមួយទេ (រូបភាព 1.)។

ការតភ្ជាប់បែបនេះរវាងសំណល់ម៉ូលេគុលអាស៊ីតផូស្វ័រនៃនុយក្លេអូទីតមួយ និងកាបូអ៊ីដ្រាតមួយទៀតនាំទៅដល់ការបង្កើតគ្រោងឆ្អឹង pentose-phosphate នៃម៉ូលេគុល polynucleotide ដែលមូលដ្ឋានអាសូតត្រូវបានភ្ជាប់ទៅផ្នែកម្ខាងៗ។ លំដាប់នៃការរៀបចំរបស់ពួកគេនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់នៃម៉ូលេគុលអាស៊ីត nucleic គឺជាក់លាក់យ៉ាងតឹងរឹងសម្រាប់កោសិកានៃសារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នា ពោលគឺឧ។ មានតួអក្សរជាក់លាក់មួយ (ច្បាប់របស់ Chargaff) ។

ខ្សែសង្វាក់ DNA លីនេអ៊ែរ ដែលប្រវែងអាស្រ័យលើចំនួននុយក្លេអូទីតដែលរួមបញ្ចូលក្នុងខ្សែសង្វាក់ មានចុងពីរ៖ មួយហៅថាចុង 3" និងមានអ៊ីដ្រូស៊ីលសេរី ហើយមួយទៀតហៅថាចុង 5" និងមានផូស្វ័រ។ សំណល់អាស៊ីត។ សៀគ្វីគឺប៉ូល ហើយអាចមានទិសដៅ 5"->3" និង 3"->5"។ ករណីលើកលែងគឺ DNA រាងជារង្វង់។

ហ្សែន "អត្ថបទ" នៃ DNA ត្រូវបានផ្សំឡើងដោយកូដ "ពាក្យ" - បីដងនៃនុយក្លេអូទីតហៅថា codons ។ ផ្នែកនៃ DNA ដែលមានព័ត៌មានអំពីរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងនៃ RNA គ្រប់ប្រភេទត្រូវបានគេហៅថាហ្សែនរចនាសម្ព័ន្ធ។

ខ្សែសង្វាក់ DNA Polynucleotide ឈានដល់ទំហំដ៏ធំសម្បើម ដូច្នេះពួកវាត្រូវបានខ្ចប់តាមរបៀបជាក់លាក់មួយនៅក្នុងកោសិកា។

នៅពេលសិក្សាសមាសភាពនៃ DNA Chargaff (1949) បានបង្កើតគំរូសំខាន់ៗទាក់ទងនឹងខ្លឹមសារនៃមូលដ្ឋាន DNA នីមួយៗ។ ពួកគេបានជួយបង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA ។ លំនាំទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថាច្បាប់របស់ Chargaff ។ ក្បួនច្បាប់ ផលបូកនៃនុយក្លេអូទីត purine គឺស្មើនឹងផលបូកនៃនុយក្លេអូទីត pyrimidine ពោលគឺ A+G/C+T = 1 មាតិកា adenine គឺស្មើនឹងមាតិកា thymine (A = T ឬ A / T = 1); មាតិកា guanine គឺស្មើនឹងមាតិកា cytosine (G = C, ឬ G / C = 1); ចំនួននៃក្រុម 6-amino គឺស្មើនឹងចំនួននៃក្រុម 6-keto នៃមូលដ្ឋានដែលមាននៅក្នុង DNA: G + T = A + C; មានតែផលបូកនៃ A + T និង G + C ប៉ុណ្ណោះដែលអាចប្រែប្រួល ប្រសិនបើ A + T > G-C នោះនេះគឺជាប្រភេទ AT នៃ DNA ។ ប្រសិនបើ G+C > A+T នោះគឺជាប្រភេទ GC នៃ DNA ។ ច្បាប់ទាំងនេះបង្ហាញថានៅពេលបង្កើត DNA ការឆ្លើយឆ្លងដ៏តឹងរឹងគួរសម (ការផ្គូផ្គង) ត្រូវតែត្រូវបានសង្កេតឃើញ មិនមែនជាមូលដ្ឋាន purine និង pyrimidine ជាទូទៅទេ ប៉ុន្តែជាពិសេសគឺ thymine ជាមួយ adenine និង cytosine ជាមួយ guanine ។ ដោយផ្អែកលើច្បាប់ទាំងនេះ នៅឆ្នាំ 1953 Watson និង Crick បានស្នើគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA ដែលហៅថា helix ទ្វេ (រូបភាព) ។

រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA

រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA គឺជា helix ទ្វេ ដែលជាគំរូដែលត្រូវបានស្នើឡើងដោយ D. Watson និង F. Crick ក្នុងឆ្នាំ 1953 ។

តម្រូវការជាមុនសម្រាប់ការបង្កើតគំរូ DNA

ជាលទ្ធផលនៃការវិភាគដំបូង វាត្រូវបានគេជឿថា DNA នៃប្រភពដើមណាមួយមាន nucleotides ទាំងបួនក្នុងបរិមាណស្មើគ្នា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1940 លោក E. Chargaff និងសហការីរបស់គាត់ ជាលទ្ធផលនៃការវិភាគ DNA ដាច់ដោយឡែកពីសារពាង្គកាយជាច្រើន បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាពួកគេមានមូលដ្ឋានអាសូតក្នុងសមាមាត្របរិមាណខុសៗគ្នា។ Chargaff បានរកឃើញថាទោះបីជាសមាមាត្រទាំងនេះគឺដូចគ្នាសម្រាប់ DNA ពីកោសិកាទាំងអស់នៃប្រភេទដូចគ្នានៃសារពាង្គកាយក៏ដោយ DNA ពីប្រភេទផ្សេងៗគ្នាអាចខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងខ្លឹមសារនៃ nucleotides ជាក់លាក់។ នេះបានបង្ហាញថាភាពខុសគ្នានៃសមាមាត្រនៃមូលដ្ឋានអាសូតអាចត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងប្រភេទនៃកូដជីវសាស្រ្តមួយចំនួន។ ទោះបីជាសមាមាត្រនៃមូលដ្ឋាន purine និង pyrimidine នីមួយៗនៅក្នុងសំណាក DNA ផ្សេងគ្នាបានប្រែទៅជាខុសគ្នាក៏ដោយ នៅពេលប្រៀបធៀបលទ្ធផលតេស្ត គំរូជាក់លាក់មួយបានលេចចេញមក៖ នៅក្នុងគំរូទាំងអស់ ចំនួនសរុបនៃ purines គឺស្មើនឹងចំនួនសរុបនៃ pyrimidines (A + G = T + C) បរិមាណ adenine គឺស្មើនឹងបរិមាណ thymine (A = T) ហើយបរិមាណ guanine គឺជាបរិមាណនៃ cytosine (G = C) ។ DNA ដាច់ដោយឡែកពីកោសិកាថនិកសត្វ ជាទូទៅសម្បូរទៅដោយ adenine និង thymine ហើយខ្សោយជាងនៅក្នុង guanine និង cytosine ចំណែកឯ DNA ពីបាក់តេរីគឺសម្បូរទៅដោយ guanine និង cytosine ហើយទាបជាងនៅក្នុង adenine និង thymine ។ ទិន្នន័យទាំងនេះបានបង្កើតជាផ្នែកសំខាន់មួយនៃសម្ភារៈជាក់ស្តែងដោយផ្អែកលើគំរូ Watson-Crick នៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលក្រោយ។

ការចង្អុលបង្ហាញដោយប្រយោលដ៏សំខាន់មួយទៀតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ដែលអាចធ្វើទៅបានត្រូវបានផ្តល់ដោយទិន្នន័យរបស់ L. Pauling ស្តីពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន។ Pauling បានបង្ហាញថាការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស្ថេរភាពផ្សេងៗគ្នានៃខ្សែសង្វាក់អាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីនគឺអាចធ្វើទៅបាន។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធខ្សែសង្វាក់ peptide ទូទៅមួយគឺ α-helix គឺជារចនាសម្ព័ន្ធ helical ធម្មតា។ ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនេះ ការបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងអាស៊ីដអាមីណូ ដែលមានទីតាំងនៅជាប់គ្នានៃខ្សែសង្វាក់គឺអាចធ្វើទៅបាន។ Pauling បានពិពណ៌នាអំពីការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ α-helical នៃខ្សែសង្វាក់ polypeptide ក្នុងឆ្នាំ 1950 ហើយបានស្នើថា ម៉ូលេគុល DNA ប្រហែលជាមានរចនាសម្ព័ន្ធ helical ដែលរក្សាដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ព័ត៌មានដ៏មានតម្លៃបំផុតអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានផ្តល់ដោយលទ្ធផលនៃការវិភាគការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិច។ កាំរស្មីអ៊ិចឆ្លងកាត់គ្រីស្តាល់ DNA ឆ្លងកាត់ការបង្វែរ ពោលគឺពួកវាត្រូវបានផ្លាតតាមទិសដៅជាក់លាក់។ កម្រិតនិងធម្មជាតិនៃការផ្លាតរបស់កាំរស្មីអាស្រ័យលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលខ្លួនឯង។ គំរូនៃការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិច (រូបភាពទី 3) ផ្តល់ឱ្យភ្នែកដែលមានបទពិសោធន៍នូវការចង្អុលបង្ហាញដោយប្រយោលមួយចំនួនទាក់ទងនឹងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលនៃសារធាតុដែលកំពុងសិក្សា។ ការវិភាគលើគំរូនៃការបំភាយកាំរស្មី X នៃ DNA បាននាំឱ្យមានការសន្និដ្ឋានថា មូលដ្ឋានអាសូត (ដែលមានរាងសំប៉ែត) ត្រូវបានរៀបចំដូចជង់ចាន។ គំរូនៃការសាយភាយកាំរស្មីអ៊ិចបានបង្ហាញរយៈពេលសំខាន់ៗចំនួនបីនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA គ្រីស្តាល់៖ 0.34, 2 និង 3.4 nm ។

ម៉ូដែល Watson-Crick DNA

ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យវិភាគរបស់ Chargaff គំរូកាំរស្មី X របស់ Wilkins និងការស្រាវជ្រាវរបស់អ្នកគីមីវិទ្យាដែលផ្តល់ព័ត៌មានអំពីចម្ងាយច្បាស់លាស់រវាងអាតូមក្នុងម៉ូលេគុល មុំរវាងចំណងនៃអាតូមដែលបានផ្តល់ឱ្យ និងទំហំនៃអាតូម Watson និង Crick បានចាប់ផ្តើមបង្កើតគំរូរូបវន្តនៃធាតុផ្សំនីមួយៗនៃម៉ូលេគុល DNA ក្នុងមាត្រដ្ឋានជាក់លាក់មួយ ហើយ "កែតម្រូវ" ពួកវាទៅគ្នាទៅវិញទៅមកតាមរបៀបដែលប្រព័ន្ធលទ្ធផលត្រូវគ្នាទៅនឹងទិន្នន័យពិសោធន៍ផ្សេងៗ។ [បង្ហាញ] .

វាត្រូវបានគេដឹងសូម្បីតែមុននេះថានុយក្លេអូទីតដែលនៅជិតខាងនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA ត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយស្ពាន phosphodiester ដោយភ្ជាប់អាតូម 5"-carbon deoxyribose នៃនុយក្លេអូទីតមួយជាមួយនឹងអាតូម 3"-carbon deoxyribose នៃ nucleotide បន្ទាប់។ Watson និង Crick មានការងឿងឆ្ងល់ថារយៈពេលនៃ 0.34 nm ត្រូវគ្នាទៅនឹងចម្ងាយរវាង nucleotides ជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងខ្សែ DNA ។ លើសពីនេះទៀតវាអាចត្រូវបានសន្មត់ថារយៈពេលនៃ 2 nm ត្រូវគ្នាទៅនឹងកម្រាស់នៃខ្សែសង្វាក់។ ហើយដើម្បីពន្យល់ពីរចនាសម្ព័នពិតប្រាកដមួយណាដែលកំឡុងពេលនៃ 3.4 nm ត្រូវគ្នាទៅនឹង Watson និង Crick ក៏ដូចជា Pauling មុននេះ បានផ្តល់យោបល់ថាខ្សែសង្វាក់ត្រូវបានរមួលក្នុងទម្រង់ជាវង់មួយ (ឬច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត បង្កើតជាបន្ទាត់រាងមូល ចាប់តាំងពី វង់នៅក្នុងន័យដ៏តឹងរឹងនៃពាក្យនេះត្រូវបានទទួលនៅពេលដែលឧបករណ៏បង្កើតជារាងសាជីជាជាងផ្ទៃស៊ីឡាំងក្នុងលំហ)។ បន្ទាប់មករយៈពេលនៃ 3.4 nm នឹងត្រូវគ្នាទៅនឹងចម្ងាយរវាងវេនជាបន្តបន្ទាប់នៃ helix នេះ។ វង់បែបនេះអាចក្រាស់ខ្លាំង ឬលាតសន្ធឹងបន្តិច ពោលគឺវេនរបស់វាអាចមានរាងសំប៉ែត ឬចោត។ ដោយសារកំឡុងពេលនៃ 3.4 nm គឺពិតជា 10 ដងនៃចម្ងាយរវាង nucleotides បន្តបន្ទាប់គ្នា (0.34 nm) វាច្បាស់ណាស់ថារាល់វេនពេញលេញនៃ helix មាន 10 nucleotides ។ ពីទិន្នន័យទាំងនេះ Watson និង Crick អាចគណនាដង់ស៊ីតេនៃខ្សែសង្វាក់ polynucleotide បត់ចូលទៅក្នុង helix ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 2 nm ជាមួយនឹងចម្ងាយរវាងវេននៃ 3.4 nm ។ វាបានប្រែក្លាយថាខ្សែសង្វាក់បែបនេះនឹងមានដង់ស៊ីតេដែលស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃដង់ស៊ីតេពិតប្រាកដនៃ DNA ដែលត្រូវបានគេស្គាល់រួចហើយ។ ខ្ញុំត្រូវសន្មត់ថា ម៉ូលេគុល DNA មានច្រវាក់ពីរ - ថាវាជា helix ពីរនៃ nucleotides ។

ភារកិច្ចបន្ទាប់គឺជាការពិតណាស់ ដើម្បីបញ្ជាក់ទំនាក់ទំនងលំហររវាងខ្សែសង្វាក់ទាំងពីរដែលបង្កើតជា helix ទ្វេ។ ដោយបានសាកល្បងជម្រើសមួយចំនួនសម្រាប់ការរៀបចំខ្សែសង្វាក់លើគំរូរាងកាយរបស់ពួកគេ Watson និង Crick បានរកឃើញថាទិន្នន័យដែលមានទាំងអស់ត្រូវបានផ្គូផ្គងយ៉ាងល្អបំផុតដោយជម្រើសដែល helices polynucleotide ពីរទៅទិសដៅផ្ទុយគ្នា។ ក្នុងករណីនេះ ច្រវាក់ដែលមានសំណល់ជាតិស្ករ និងផូស្វាតបង្កើតជាផ្ទៃនៃ helix ទ្វេ ហើយ purines និង pyrimidines មានទីតាំងនៅខាងក្នុង។ មូលដ្ឋានដែលមានទីតាំងនៅទល់មុខគ្នាដែលជាកម្មសិទ្ធិរបស់ខ្សែសង្វាក់ពីរត្រូវបានភ្ជាប់ជាគូដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន; វាគឺជាចំណងអ៊ីដ្រូសែនទាំងនេះដែលកាន់ច្រវាក់ជាមួយគ្នា ដូច្នេះជួសជុលការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងមូលនៃម៉ូលេគុល។

helix ទ្វេរដងនៃ DNA អាចត្រូវបានគេស្រមៃថាជាជណ្ដើរខ្សែពួរដែលរមួលក្នុងលក្ខណៈជារាងអេលីប ដូច្នេះហើយជួររបស់វានៅតែផ្ដេក។ បន្ទាប់មកខ្សែបណ្តោយទាំងពីរនឹងទាក់ទងទៅខ្សែសង្វាក់នៃសំណល់ជាតិស្ករ និងផូស្វាត ហើយរបារឆ្លងកាត់នឹងត្រូវគ្នាទៅនឹងគូនៃមូលដ្ឋានអាសូតដែលតភ្ជាប់ដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន។

ជាលទ្ធផលនៃការសិក្សាបន្ថែមទៀតអំពីគំរូដែលអាចធ្វើទៅបាន Watson និង Crick បានសន្និដ្ឋានថា "ឈើឆ្កាង" នីមួយៗគួរតែមានសារធាតុ purine និង pyrimidine មួយ។ នៅកំឡុងពេល 2 nm (ដែលត្រូវនឹងអង្កត់ផ្ចិតនៃ helix ទ្វេ) វានឹងមិនមានទំហំគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ purines ពីរទេ ហើយ pyrimidines ទាំងពីរមិនអាចនៅជិតគ្នាគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនបានត្រឹមត្រូវ។ ការសិក្សាស៊ីជម្រៅនៃគំរូលម្អិតបានបង្ហាញថា អាដេនីន និងស៊ីតូស៊ីន ខណៈពេលដែលបង្កើតជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃទំហំសមស្របមួយ នៅតែមិនអាចកំណត់ទីតាំងតាមរបៀបដែលចំណងអ៊ីដ្រូសែននឹងបង្កើតរវាងពួកវា។ របាយការណ៍ស្រដៀងគ្នានេះបានបង្ខំឱ្យដកចេញនូវការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ guanine - thymine ខណៈពេលដែលការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ adenine - thymine និង guanine - cytosine ប្រែទៅជាអាចទទួលយកបាន។ ធម្មជាតិនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនគឺដូចជា adenine បង្កើតជាគូជាមួយ thymine និង guanine ជាមួយ cytosine ។ គំនិតនៃការផ្គូផ្គងមូលដ្ឋានជាក់លាក់នេះបានធ្វើឱ្យវាអាចពន្យល់ពី "ច្បាប់ Chargaff" យោងទៅតាមដែលនៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ណាមួយបរិមាណនៃ adenine គឺតែងតែស្មើនឹងមាតិកានៃ thymine ហើយបរិមាណនៃ guanine គឺតែងតែស្មើនឹងបរិមាណ។ នៃ cytosine ។ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាង adenine និង thymine និងបីរវាង guanine និង cytosine ។ ដោយសារតែភាពជាក់លាក់នេះ ការបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនប្រឆាំងនឹងអាដេនីននីមួយៗនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់មួយបណ្តាលឱ្យ thymine បង្កើតនៅលើផ្សេងទៀត; ដូចគ្នាដែរ មានតែ cytosine ប៉ុណ្ណោះដែលអាចទល់មុខ guanine នីមួយៗ។ ដូច្នេះ ខ្សែសង្វាក់គឺបំពេញគ្នាទៅវិញទៅមក ពោលគឺ លំដាប់នៃនុយក្លេអូទីតក្នុងខ្សែសង្វាក់មួយ កំណត់លំដាប់របស់វានៅក្នុងខ្សែសង្វាក់មួយទៀត។ ខ្សែសង្វាក់ទាំងពីរដំណើរការក្នុងទិសដៅផ្ទុយគ្នា ហើយក្រុមផូស្វាតស្ថានីយរបស់ពួកគេគឺនៅចុងម្ខាងនៃ helix ទ្វេ។

ជាលទ្ធផលនៃការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេ នៅឆ្នាំ 1953 Watson និង Crick បានស្នើគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA (រូបភាពទី 3) ដែលនៅតែមានជាប់ទាក់ទងរហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន។ យោងតាមគំរូម៉ូលេគុល DNA មានខ្សែសង្វាក់ polynucleotide បំពេញបន្ថែមពីរ។ ខ្សែ DNA នីមួយៗ​គឺ​ជា​សារធាតុ polynucleotide ដែល​មាន​នុយក្លេអូទីត​រាប់ម៉ឺន​។ នៅក្នុងនោះ នុយក្លេអូទីតដែលនៅជិតខាងបង្កើតជាឆ្អឹងខ្នង pentose-phosphate ធម្មតាដោយសារតែការភ្ជាប់នៃសំណល់អាស៊ីត phosphoric និង deoxyribose ដោយចំណង covalent ដ៏រឹងមាំ។ មូលដ្ឋានអាសូតនៃខ្សែសង្វាក់ polynucleotide មួយត្រូវបានរៀបចំតាមលំដាប់ដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងទល់មុខនឹងមូលដ្ឋានអាសូតនៃផ្សេងទៀត។ ការជំនួសនៃមូលដ្ឋានអាសូតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ polynucleotide គឺមិនទៀងទាត់។

ការរៀបចំមូលដ្ឋានអាសូតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA គឺជាការបំពេញបន្ថែម (ពីភាសាក្រិច "បំពេញបន្ថែម" - បន្ថែម) ឧ។ thymine (T) តែងតែប្រឆាំងនឹង adenine (A) ហើយមានតែ cytosine (C) ប៉ុណ្ណោះដែលប្រឆាំងនឹង guanine (G) ។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា A និង T ក៏ដូចជា G និង C ត្រូវគ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹងទៅគ្នាទៅវិញទៅមក i.e. បំពេញគ្នាទៅវិញទៅមក។ ការឆ្លើយឆ្លងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធគីមីនៃមូលដ្ឋានដែលអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងគូ purine និង pyrimidine ។ មានការតភ្ជាប់ពីររវាង A និង T និងបីរវាង G និង C ។ ចំណងទាំងនេះផ្តល់នូវស្ថេរភាពផ្នែកខ្លះនៃម៉ូលេគុល DNA នៅក្នុងលំហ។ ស្ថេរភាពនៃ helix ទ្វេគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងចំនួននៃសញ្ញាប័ណ្ណ G≡C ដែលមានស្ថេរភាពជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងចំណង A = T ។

លំដាប់ដែលគេស្គាល់នៃការរៀបចំនុយក្លេអូទីតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA មួយធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបាន យោងទៅតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម ដើម្បីបង្កើតនុយក្លេអូទីតនៃខ្សែសង្វាក់មួយទៀត។

លើសពីនេះទៀត វាត្រូវបានគេបង្កើតឡើងថា មូលដ្ឋានអាសូតដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធក្លិនក្រអូបនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous មានទីតាំងនៅខាងលើមួយទៀត បង្កើតបានជាជង់កាក់។ ដំណើរការនៃការបង្កើតជង់នៃម៉ូលេគុលសរីរាង្គត្រូវបានគេហៅថាជង់។ ខ្សែសង្វាក់ polynucleotide នៃម៉ូលេគុល DNA នៃគំរូ Watson-Crick ដែលស្ថិតក្រោមការពិចារណាមានស្ថានភាពរូបវិទ្យាស្រដៀងគ្នា មូលដ្ឋានអាសូតរបស់ពួកគេត្រូវបានរៀបចំក្នុងទម្រង់ជាជង់កាក់ រវាងយន្តហោះដែលអន្តរកម្ម Van der Waals (អន្តរកម្មជង់) កើតឡើង។

ចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងមូលដ្ឋានបំពេញបន្ថែម (ផ្ដេក) និងជង់អន្តរកម្មរវាងយន្តហោះនៃមូលដ្ឋាននៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ polynucleotide ដោយសារតែកងកម្លាំង van der Waals (បញ្ឈរ) ផ្តល់នូវម៉ូលេគុល DNA ជាមួយនឹងស្ថេរភាពបន្ថែមនៅក្នុងលំហ។

ឆ្អឹងខ្នងផូស្វ័រស្ករនៃសង្វាក់ទាំងពីរបែរមុខទៅខាងក្រៅ ហើយមូលដ្ឋានបែរមុខទៅខាងក្នុង ឆ្ពោះទៅរកគ្នាទៅវិញទៅមក។ ទិសដៅនៃច្រវាក់នៅក្នុង DNA គឺប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល (មួយក្នុងចំណោមពួកគេមានទិសដៅ 5"-> 3", ផ្សេងទៀត - 3"->5", ពោលគឺ ចុង 3" នៃខ្សែសង្វាក់មួយស្ថិតនៅទល់មុខ 5" ចុងនៃ ផ្សេងទៀត។ ) ច្រវាក់បង្កើតជាវង់ដៃស្តាំដែលមានអ័ក្សធម្មតា។ វេនមួយនៃ helix គឺ 10 nucleotides, ទំហំនៃវេនគឺ 3.4 nm, កម្ពស់នៃ nucleotide គ្នាគឺ 0.34 nm, អង្កត់ផ្ចិតនៃ helix គឺ 2.0 nm ។ ជាលទ្ធផលនៃការបង្វិលខ្សែមួយជុំវិញមួយទៀត ចង្អូរធំមួយ (ប្រហែល 20 Å អង្កត់ផ្ចិត) និងចង្អូរតូច (ប្រហែល 12 Å អង្កត់ផ្ចិត) នៃ helix ទ្វេ DNA ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ទម្រង់នៃ helix ពីរ Watson-Crick នេះត្រូវបានគេហៅថា B-form ។ នៅក្នុងកោសិកា DNA ជាធម្មតាមាននៅក្នុងទម្រង់ B ដែលមានស្ថេរភាពបំផុត។

មុខងាររបស់ DNA

គំរូដែលបានស្នើឡើងបានពន្យល់អំពីលក្ខណៈសម្បត្តិជីវសាស្រ្តជាច្រើននៃអាស៊ីត deoxyribonucleic រួមទាំងការផ្ទុកព័ត៌មានហ្សែន និងភាពចម្រុះនៃហ្សែនដែលផ្តល់ដោយភាពខុសគ្នាដ៏ធំទូលាយនៃការរួមបញ្ចូលគ្នាជាបន្តបន្ទាប់នៃ 4 nucleotides និងការពិតនៃអត្ថិភាពនៃកូដហ្សែន សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតឡើងវិញដោយខ្លួនឯង និងបញ្ជូនព័ត៌មានហ្សែនដែលផ្តល់ដោយដំណើរការចម្លង និងការអនុវត្តព័ត៌មានហ្សែនក្នុងទម្រង់ជាប្រូតេអ៊ីន ក៏ដូចជាសមាសធាតុផ្សេងទៀតដែលបង្កើតឡើងដោយជំនួយពីប្រូតេអ៊ីនអង់ស៊ីម។

មុខងារជាមូលដ្ឋាននៃ DNA ។

1. DNA គឺជាអ្នកបញ្ជូនព័ត៌មានហ្សែន ដែលត្រូវបានធានាដោយការពិតនៃអត្ថិភាពនៃកូដហ្សែន។
2. ការបន្តពូជ និងការបញ្ជូនព័ត៌មានហ្សែនឆ្លងគ្រប់ជំនាន់នៃកោសិកា និងសារពាង្គកាយ។ មុខងារនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយដំណើរការចម្លង។
3. ការអនុវត្តព័ត៌មានហ្សែននៅក្នុងទម្រង់នៃប្រូតេអ៊ីនក៏ដូចជាសមាសធាតុផ្សេងទៀតដែលបង្កើតឡើងដោយជំនួយពីប្រូតេអ៊ីនអង់ស៊ីម។ មុខងារនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយដំណើរការនៃការចម្លង និងការបកប្រែ។

ទម្រង់នៃការរៀបចំ DNA ខ្សែទ្វេ

DNA អាចបង្កើតជាដុំពកទ្វេរជាច្រើនប្រភេទ (រូបភាពទី ៤)។ បច្ចុប្បន្ននេះទម្រង់ចំនួនប្រាំមួយត្រូវបានគេស្គាល់រួចហើយ (ពី A ដល់ E និង Z-form) ។

ទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA ដូចដែល Rosalind Franklin ត្រូវបានបង្កើតឡើង អាស្រ័យលើការតិត្ថិភាពនៃម៉ូលេគុលអាស៊ីត nucleic ជាមួយនឹងទឹក។ នៅក្នុងការសិក្សាអំពីសរសៃ DNA ដោយប្រើការវិភាគការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិច វាត្រូវបានបង្ហាញថា គំរូកាំរស្មីអ៊ិចអាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងទៅលើសំណើមដែលទាក់ទងនៅកម្រិតណានៃតិត្ថិភាពទឹកនៃសរសៃនេះ ដែលការពិសោធន៍ធ្វើឡើង។ ប្រសិនបើជាតិសរសៃត្រូវបានឆ្អែតគ្រប់គ្រាន់ជាមួយនឹងទឹក នោះកាំរស្មីមួយត្រូវបានទទួល។ នៅពេលស្ងួត គំរូកាំរស្មីអ៊ិចខុសគ្នាទាំងស្រុងបានលេចចេញមក ខុសពីគំរូកាំរស្មីអ៊ិចនៃជាតិសរសៃសំណើមខ្ពស់។

ម៉ូលេគុល DNA សំណើមខ្ពស់ត្រូវបានគេហៅថា B-form. នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសរីរវិទ្យា (កំហាប់អំបិលទាប កម្រិតជាតិទឹកខ្ពស់) ប្រភេទរចនាសម្ព័ន្ធលេចធ្លោនៃ DNA គឺទម្រង់ B (ទម្រង់សំខាន់នៃ DNA ខ្សែទ្វេ - គំរូ Watson-Crick) ។ ទីលាន helix នៃម៉ូលេគុលបែបនេះគឺ 3.4 nm ។ មាន 10 គូបំពេញបន្ថែមក្នុងមួយវេនក្នុងទម្រង់ជាជង់រមួលនៃ "កាក់" - មូលដ្ឋានអាសូត។ ជង់ត្រូវបានតោងជាប់គ្នាដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាង "កាក់" ដែលប្រឆាំងពីរនៃជង់ ហើយត្រូវបាន "របួស" ដោយខ្សែបូពីរនៃឆ្អឹងខ្នង phosphodiester បត់ចូលទៅក្នុង helix ខាងស្តាំ។ យន្តហោះនៃមូលដ្ឋានអាសូតគឺកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្សនៃ helix ។ គូបំពេញបន្ថែមដែលនៅជាប់គ្នាត្រូវបានបង្វិលទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកដោយ 36° ។ អង្កត់ផ្ចិតនៃ helix គឺ 20Å ជាមួយនឹង nucleotide purine កាន់កាប់ 12Å និង pyrimidine nucleotide 8Å ។

ម៉ូលេគុល DNA សំណើមទាបត្រូវបានគេហៅថា A-form. ទម្រង់ A ត្រូវបានបង្កើតឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃជាតិទឹកតិច និងនៅមាតិកាខ្ពស់នៃ Na + ឬ K + ions ។ ការអនុលោមតាមកែងដៃស្តាំដ៏ធំទូលាយនេះមាន 11 គូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេន។ យន្តហោះនៃមូលដ្ឋានអាសូតមានទំនោរទៅអ័ក្ស helix កាន់តែខ្លាំង ពួកវាត្រូវបានបង្វែរពីធម្មតាទៅអ័ក្ស helix ដោយ 20° ។ នេះបង្កប់ន័យវត្តមាននៃការចាត់ទុកជាមោឃៈខាងក្នុងដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 5Å ។ ចម្ងាយរវាងនុយក្លេអូទីតនៅជាប់គ្នាគឺ 0.23 nm ប្រវែងវេនគឺ 2.5 nm និងអង្កត់ផ្ចិតនៃ helix គឺ 2.3 nm ។

ទម្រង់ A នៃ DNA ត្រូវបានគិតដំបូងថាមិនសូវសំខាន់។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្រោយមកវាបានច្បាស់ថា A-form នៃ DNA ដូចជា B-form មានសារៈសំខាន់ជីវសាស្រ្តដ៏ធំសម្បើម។ RNA-DNA helix នៅក្នុង template-primer complex មានទម្រង់ A ក៏ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធ RNA-RNA helix និង RNA hairpin (ក្រុម 2'-hydroxyl នៃ ribose រារាំងម៉ូលេគុល RNA ពីការបង្កើតទម្រង់ B) ។ ទម្រង់ A នៃ DNA ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង spores ។ វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថា A-form នៃ DNA មានភាពធន់នឹងកាំរស្មី UV ជាង 10 ដងនៃទម្រង់ B ។

ទម្រង់ A និង B ត្រូវបានគេហៅថាទម្រង់ Canonical នៃ DNA ។

ទម្រង់ C-Eដៃស្តាំផងដែរ ការបង្កើតរបស់ពួកគេអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញតែនៅក្នុងការពិសោធន៍ពិសេសប៉ុណ្ណោះ ហើយជាក់ស្តែង ពួកវាមិនមាននៅក្នុង vivo ទេ។ ទម្រង់ C នៃ DNA មានរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងនឹង B DNA ។ ចំនួនគូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេនគឺ 9.33 ប្រវែងនៃវេន helix គឺ 3.1 nm ។ គូមូលដ្ឋានមានទំនោរនៅមុំ 8 ដឺក្រេទាក់ទងទៅនឹងទីតាំងកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្ស។ ចង្អូរមានទំហំប្រហាក់ប្រហែលនឹងចង្អូរនៃ B-DNA ។ ក្នុងករណីនេះ ចង្អូរសំខាន់គឺរាក់បន្តិច ហើយចង្អូរតូចគឺកាន់តែជ្រៅ។ polynucleotides DNA ធម្មជាតិ និងសំយោគអាចបំប្លែងទៅជាទម្រង់ C ។

តារាងទី 1. លក្ខណៈនៃប្រភេទមួយចំនួននៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA
ប្រភេទវង់	ក	ខ	Z
ទីលានវង់	0.32 nm	3.38 nm	4.46 nm
បង្វិលវង់	ត្រូវហើយ។	ត្រូវហើយ។	ឆ្វេង
ចំនួនគូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេន	11	10	12
ចម្ងាយរវាងយន្តហោះមូលដ្ឋាន	0.256 nm	0.338 nm	0.371 nm
ការអនុលោមតាមចំណង glycosidic	ប្រឆាំង	ប្រឆាំង	ប្រឆាំង C sin-G
ការអនុលោមតាមក្រវ៉ាត់ furanose	C3"-endo	C2"-endo	C3"-endo-G C2"-endo-C
ទទឹងចង្អូរតូច/ធំ	1.11/0.22 nm	0.57/1.17 nm	0.2/0.88 nm
ជម្រៅចង្អូរតូច/ធំ	0.26/1.30 nm	0.82/0.85 nm	1.38/0.37 nm
អង្កត់ផ្ចិតវង់	2.3 nm	2.0 nm	1.8 nm

ធាតុរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA
(រចនាសម្ព័ន្ធ DNA ដែលមិនមែនជា Canonical)

ធាតុរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA រួមមានរចនាសម្ព័ន្ធមិនធម្មតាដែលកំណត់ដោយលំដាប់ពិសេសមួយចំនួន៖

DNA ទម្រង់ Z - ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅកន្លែងនៃ DNA ទម្រង់ B ដែល purines ឆ្លាស់គ្នាជាមួយ pyrimidines ឬនៅក្នុងពាក្យដដែលៗដែលមានផ្ទុក methylated cytosine ។ Palindromes គឺជាលំដាប់បញ្ច្រាស ការធ្វើឡើងវិញបញ្ច្រាសនៃលំដាប់មូលដ្ឋានដែលមានស៊ីមេទ្រីលំដាប់ទីពីរទាក់ទងទៅនឹងខ្សែ DNA ពីរ ហើយបង្កើតជា " hairpins" និង "crosses" ។ ទម្រង់ H នៃ DNA និង DNA helices បីដងត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលមានផ្នែកមួយដែលមានតែ purines នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់មួយនៃ Watson-Crick duplex ធម្មតា ហើយនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ទីពីរ រៀងគ្នា pyrimidines បំពេញបន្ថែមពួកគេ។ G-quadruplex (G-4) គឺជា helix DNA បួនខ្សែ ដែលមូលដ្ឋាន 4 guanine ពីខ្សែសង្វាក់ផ្សេងៗគ្នា បង្កើតជា G-quartets (G-tetrads) ដែលភ្ជាប់ជាមួយគ្នាដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនដើម្បីបង្កើតជា G-quadruplexes ។

DNA រាង Zត្រូវបានគេរកឃើញនៅឆ្នាំ 1979 ពេលកំពុងសិក្សា hexanucleotide d (CG)3 - ។ វាត្រូវបានគេរកឃើញដោយសាស្រ្តាចារ្យ MIT Alexander Rich និងសហការីរបស់គាត់។ ទម្រង់ Z បានក្លាយជាធាតុរចនាសម្ព័ន្ធដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃ DNA ដោយសារតែការបង្កើតរបស់វាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងតំបន់ DNA ដែល purines ឆ្លាស់គ្នាជាមួយ pyrimidines (ឧទាហរណ៍ 5'-GCGCGC-3') ឬនៅក្នុងការធ្វើម្តងទៀត 5' CGCGCG-3' មានផ្ទុក methylated cytosine ។ លក្ខខណ្ឌសំខាន់មួយសម្រាប់ការបង្កើត និងស្ថេរភាពនៃ Z-DNA គឺវត្តមាននៃនុយក្លេអូទីត purine នៅក្នុងវានៅក្នុងការអនុលោមតាម syn ជំនួសដោយមូលដ្ឋាន pyrimidine ក្នុងការប្រឆាំងនឹងការអនុលោម។

ម៉ូលេគុល DNA ធម្មជាតិមានជាចម្បងនៅក្នុងទម្រង់ B-ដៃស្តាំ លុះត្រាតែពួកវាមានលំដាប់ដូចជា (CG)n ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រសិនបើលំដាប់បែបនេះជាផ្នែកនៃ DNA នោះផ្នែកទាំងនេះ នៅពេលដែលកម្លាំងអ៊ីយ៉ុងនៃដំណោះស្រាយ ឬ cations ដែលបន្សាបបន្ទុកអវិជ្ជមានលើក្របខ័ណ្ឌ phosphodiester ផ្លាស់ប្តូរ ផ្នែកទាំងនេះអាចបំលែងទៅជាទម្រង់ Z ខណៈពេលដែលផ្នែកផ្សេងទៀតនៃ DNA នៅក្នុង ខ្សែសង្វាក់នៅតែស្ថិតក្នុងទម្រង់ B បុរាណ។ លទ្ធភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះបង្ហាញថា ខ្សែទាំងពីរនៅក្នុង helix ទ្វេ DNA គឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពថាមវន្ត និងអាចបន្ធូរបន្ថយទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមក ដោយផ្លាស់ប្តូរពីទម្រង់ដៃស្តាំទៅដៃឆ្វេង និងផ្ទុយមកវិញ។ ផលវិបាកជីវសាស្រ្តនៃ lability បែបនេះ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់នៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA មិនទាន់យល់ច្បាស់នៅឡើយ។ វាត្រូវបានគេជឿថាផ្នែកនៃ Z-DNA ដើរតួនាទីជាក់លាក់ក្នុងការគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញហ្សែនជាក់លាក់ និងចូលរួមក្នុងការផ្សំហ្សែនឡើងវិញ។

ទម្រង់ Z នៃ DNA គឺជា helix ពីរផ្នែកខាងឆ្វេង ដែលឆ្អឹងខ្នង phosphodiester មានទីតាំងនៅតាមលំនាំ zigzag តាមអ័ក្សនៃម៉ូលេគុល។ ដូច្នេះឈ្មោះនៃម៉ូលេគុល (zigzag)-DNK ។ Z-DNA មានភាពបត់បែនតិចបំផុត (12 គូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេន) និង DNA ស្តើងបំផុតដែលគេស្គាល់នៅក្នុងធម្មជាតិ។ ចម្ងាយរវាងនុយក្លេអូទីតនៅជាប់គឺ 0.38 nm ប្រវែងវេនគឺ 4.56 nm និងអង្កត់ផ្ចិត Z-DNA គឺ 1.8 nm ។ លើសពីនេះទៀតរូបរាងនៃម៉ូលេគុល DNA នេះត្រូវបានសម្គាល់ដោយវត្តមាននៃចង្អូរតែមួយ។

ទម្រង់ Z នៃ DNA ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងកោសិកា prokaryotic និង eukaryotic ។ ឥឡូវនេះអង្គបដិប្រាណត្រូវបានគេទទួលបានដែលអាចបែងចែកទម្រង់ Z ពីទម្រង់ B នៃ DNA ។ អង្គបដិប្រាណទាំងនេះភ្ជាប់ទៅនឹងតំបន់មួយចំនួននៃក្រូម៉ូសូមយក្សនៃកោសិកាក្រពេញទឹកមាត់របស់ Drosophila (វេជ្ជបណ្ឌិត melanogaster) ។ ប្រតិកម្ម​ចង​គឺ​ងាយ​ស្រួល​ក្នុង​ការ​ត្រួត​ពិនិត្យ​ដោយ​សារ​តែ​រចនាសម្ព័ន្ធ​ខុស​ប្រក្រតី​នៃ​ក្រូម៉ូសូម​ទាំង​នេះ ដែល​ក្នុង​នោះ​តំបន់​ក្រាស់ (ថាស) ផ្ទុយ​ពី​តំបន់​ក្រាស់​តិច (អន្តរឌីស)។ តំបន់ Z-DNA មានទីតាំងនៅ interdisks ។ វាកើតឡើងពីនេះដែលទម្រង់ Z ពិតជាមាននៅក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មជាតិ ទោះបីជាទំហំនៃផ្នែកនីមួយៗនៃទម្រង់ Z នៅតែមិនស្គាល់ក៏ដោយ។

(អាំងវឺតទ័រ) គឺជាលំដាប់មូលដ្ឋានដែលគេស្គាល់ និងកើតឡើងញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុង DNA ។ Palindrome គឺជាពាក្យ ឬឃ្លាដែលអានដូចគ្នាពីឆ្វេងទៅស្តាំ និងច្រាសមកវិញ។ ឧទាហរណ៍នៃពាក្យ ឬឃ្លាបែបនេះគឺ៖ HUT, COSSACK, FLOOD, AND THE ROSE FALLED ON AZOR'S PAW ។ នៅពេលអនុវត្តចំពោះផ្នែក DNA ពាក្យនេះ (palindrome) មានន័យថាការជំនួសដូចគ្នានៃនុយក្លេអូទីតតាមខ្សែសង្វាក់ពីស្តាំទៅឆ្វេង និងពីឆ្វេងទៅស្តាំ (ដូចជាអក្សរនៅក្នុងពាក្យ “ខ្ទម” ជាដើម)។

palindrome ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយវត្តមាននៃការធ្វើឡើងវិញបញ្ច្រាសនៃលំដាប់មូលដ្ឋានដែលមានស៊ីមេទ្រីលំដាប់ទីពីរទាក់ទងទៅនឹងខ្សែ DNA ពីរ។ លំដាប់បែបនេះ សម្រាប់ហេតុផលជាក់ស្តែង គឺជាការបំពេញបន្ថែមដោយខ្លួនឯង ហើយមានទំនោរបង្កើតជា hairpin ឬរចនាសម្ព័ន្ធឈើឆ្កាង (រូបភព)។ Hairpins ជួយប្រូតេអ៊ីននិយតកម្មទទួលស្គាល់កន្លែងដែលអត្ថបទហ្សែននៃក្រូម៉ូសូម DNA ត្រូវបានចម្លង។

នៅពេលដែលការធ្វើឡើងវិញបញ្ច្រាសមានវត្តមាននៅលើ strand DNA ដូចគ្នា លំដាប់ត្រូវបានគេហៅថា ការធ្វើឡើងវិញដោយកញ្ចក់។ ការ​ធ្វើ​ឡើងវិញ​ដោយ​កញ្ចក់​មិនមាន​លក្ខណៈសម្បត្តិ​បំពេញបន្ថែម​ដោយ​ខ្លួន​ឯង​ទេ ហើយ​ដូច្នេះ​ហើយ​មិន​មាន​សមត្ថភាព​ក្នុង​ការ​បង្កើត​រូប​សក់ ឬ​រចនាសម្ព័ន្ធ​ឈើឆ្កាង​ឡើយ។ លំដាប់នៃប្រភេទនេះត្រូវបានរកឃើញនៅស្ទើរតែគ្រប់ម៉ូលេគុល DNA ធំៗទាំងអស់ ហើយអាចមានចាប់ពីគូគោលពីរបីដល់គូគោលរាប់ពាន់។

វត្តមានរបស់ palindromes នៅក្នុងទម្រង់នៃរចនាសម្ព័ន្ធ cruciform នៅក្នុងកោសិកា eukaryotic មិនត្រូវបានគេបង្ហាញឱ្យឃើញនោះទេ ទោះបីជាចំនួនជាក់លាក់នៃរចនាសម្ព័ន្ធ cruciform ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង vivo នៅក្នុងកោសិកា E. coli ក៏ដោយ។ វត្តមាននៃការបំពេញបន្ថែមដោយខ្លួនឯងនៅក្នុង RNA ឬ DNA ខ្សែតែមួយគឺជាហេតុផលចម្បងសម្រាប់ការបត់នៃខ្សែសង្វាក់អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកនៅក្នុងដំណោះស្រាយទៅជារចនាសម្ព័ន្ធលំហជាក់លាក់ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយការបង្កើត "សក់" ជាច្រើន។

ទម្រង់ H-DNAគឺជា helix ដែលបង្កើតឡើងដោយខ្សែ DNA បី - DNA helix បី។ វាគឺជាស្មុគ្រស្មាញនៃ helix ពីរ Watson-Crick ដែលមានខ្សែ DNA តែមួយខ្សែទីបី ដែលសមនឹងចូលទៅក្នុងចង្អូរដ៏សំខាន់របស់វា បង្កើតបានជាគូ Hoogsteen ។

ការបង្កើត triplex បែបនេះកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការបត់នៃ helix ទ្វេ DNA តាមរបៀបដែលពាក់កណ្តាលនៃផ្នែករបស់វានៅតែជាទម្រង់នៃ helix ពីរហើយពាក់កណ្តាលទៀតត្រូវបានបំបែក។ ក្នុងករណីនេះ កែងជើងមួយដែលត្រូវបានផ្តាច់ចេញបង្កើតបានជារចនាសម្ព័ន្ធថ្មីមួយជាមួយនឹងពាក់កណ្តាលទីមួយនៃ helix ពីរ - helix បីដង ហើយទីពីរប្រែទៅជាមិនមានរចនាសម្ព័ន្ធនៅក្នុងទម្រង់នៃផ្នែកដែលមានខ្សែតែមួយ។ លក្ខណៈពិសេសនៃការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធនេះគឺការពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងរបស់វាទៅលើ pH របស់ឧបករណ៍ផ្ទុក ដែលប្រូតុងដែលធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធថ្មីមានស្ថេរភាព។ ដោយសារតែលក្ខណៈពិសេសនេះ រចនាសម្ព័ន្ធថ្មីត្រូវបានគេហៅថា H-form នៃ DNA ការបង្កើតដែលត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង supercoiled plasmids ដែលមានតំបន់ homopurine-homopyrimidine ដែលជាកញ្ចក់ម្តងទៀត។

នៅក្នុងការសិក្សាបន្ថែម វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថា វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអនុវត្តការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធនៃ polynucleotides ពីរខ្សែ homopurine-homopyrimidine មួយចំនួនជាមួយនឹងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធបីខ្សែដែលមាន:

• homopurine មួយ និង homopyrimidine strands ពីរ ( Py-Pu-Py triplex) [អន្តរកម្ម Hoogsteen] ។

  ប្លុកធាតុផ្សំនៃ Py-Pu-Py triplex គឺ canonical isomorphic CGC+ និង TAT triads ។ ស្ថេរភាពនៃ triplex តម្រូវឱ្យមាន protonation នៃ CGC + triad ដូច្នេះ triplexes ទាំងនេះអាស្រ័យលើ pH នៃដំណោះស្រាយ។

• មួយ homopyrimidine និងខ្សែ homopurine ពីរ ( Py-Pu-Pu triplex) [អន្តរកម្ម Hoogsteen បញ្ច្រាស] ។

  ប្លុកធាតុផ្សំនៃ Py-Pu-Pu triplex គឺ canonical isomorphic CGG និង TAA triads ។ ទ្រព្យសម្បត្តិសំខាន់មួយរបស់ Py-Pu-Pu triplexes គឺជាការពឹងផ្អែកនៃស្ថេរភាពរបស់វាទៅលើវត្តមាននៃអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកទ្វេដង ហើយអ៊ីយ៉ុងផ្សេងគ្នាត្រូវបានទាមទារដើម្បីធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាព triplexes នៃលំដាប់ផ្សេងគ្នា។ ចាប់តាំងពីការបង្កើត Py-Pu-Pu triplexes មិនតម្រូវឱ្យមានប្រូតុងនៃនុយក្លេអូទីតធាតុផ្សំរបស់ពួកគេទេ triplexes បែបនេះអាចមាននៅ pH អព្យាក្រឹត។

  ចំណាំ៖ អន្តរកម្ម Hoogsteen ដោយផ្ទាល់ និងបញ្ច្រាសត្រូវបានពន្យល់ដោយស៊ីមេទ្រីនៃ 1-methylthymine៖ ការបង្វិល 180° លទ្ធផលនៅក្នុងអាតូម O2 ជំនួសអាតូម O4 ខណៈពេលដែលប្រព័ន្ធនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានរក្សាទុក។

ពីរប្រភេទនៃ helices បីត្រូវបានគេស្គាល់:

1. helices បីស្របគ្នាដែលបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃខ្សែទីបីស្របគ្នាជាមួយនឹងបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃខ្សែសង្វាក់ homopurine នៃ Watson-Crick duplex
2. antiparallel triple helices ដែលក្នុងនោះប៉ូលនៃខ្សែសង្វាក់ទីបី និង homopurine គឺផ្ទុយគ្នា។

ខ្សែសង្វាក់ដូចគ្នាគីមីនៅក្នុងទាំងបី Py-Pu-Pu និង Py-Pu-Py គឺស្ថិតនៅក្នុងទិសប្រឆាំងគ្នា។ នេះត្រូវបានបញ្ជាក់បន្ថែមដោយទិន្នន័យ spectroscopy NMR ។

G-quadruplex- 4- ខ្សែ DNA ។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងប្រសិនបើមាន guanines បួនដែលបង្កើតបានជា G-quadruplex - ការរាំជុំនៃ guanines បួន។

ការណែនាំដំបូងនៃលទ្ធភាពនៃការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានទទួលជាយូរមកហើយមុនពេលការងារឈានមុខគេរបស់ Watson និង Crick - ត្រឡប់មកវិញនៅឆ្នាំ 1910 ។ បន្ទាប់មកអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិអាឡឺម៉ង់ Ivar Bang បានរកឃើញថាសមាសធាតុមួយនៃ DNA - អាស៊ីត guanosinic - បង្កើតជាជែលនៅកំហាប់ខ្ពស់ខណៈពេលដែលសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៃ DNA មិនមានទ្រព្យសម្បត្តិនេះ។

នៅឆ្នាំ 1962 ដោយប្រើវិធីសាស្ត្របំភាយកាំរស្មី X វាអាចបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធកោសិកានៃជែលនេះ។ វា​បាន​ក្លាយ​ទៅ​ជា​សមាសភាព​នៃ​សំណល់ guanine បួន​ដែល​តភ្ជាប់​គ្នា​ជា​រង្វង់​មួយ​និង​បង្កើត​ជា​ការ៉េ​លក្ខណៈ​មួយ​។ នៅកណ្តាលចំណងត្រូវបានគាំទ្រដោយអ៊ីយ៉ុងដែក (Na, K, Mg) ។ រចនាសម្ព័ន្ធដូចគ្នាអាចបង្កើតបាននៅក្នុង DNA ប្រសិនបើវាមានផ្ទុកសារធាតុ guanine ច្រើន។ ការ៉េផ្ទះល្វែងទាំងនេះ (G-quartets) ត្រូវបានជង់គ្នាដើម្បីបង្កើតជារចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់ និងរឹងមាំ (G-quadruplexes) ។

ខ្សែ DNA ដាច់ដោយឡែកចំនួនបួនអាចត្រូវបានត្បាញចូលទៅក្នុងស្មុគស្មាញបួនខ្សែ ប៉ុន្តែនេះគឺជាករណីលើកលែងមួយ។ ជាញឹកញាប់ជាងនេះទៅទៀត ខ្សែតែមួយនៃអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកត្រូវបានចងជាប់គ្នាយ៉ាងសាមញ្ញ បង្កើតជាលក្ខណៈក្រាស់ៗ (ឧទាហរណ៍ នៅចុងក្រូម៉ូសូម) ឬ DNA ពីរខ្សែនៅតំបន់ដែលសម្បូរទៅដោយហ្គានីនខ្លះបង្កើតបានជា quadruplex ក្នុងតំបន់។

អត្ថិភាពនៃ quadruplexes នៅចុងបញ្ចប់នៃក្រូម៉ូសូម - នៅ telomeres និងនៅក្នុងអ្នកផ្សព្វផ្សាយដុំសាច់ - ត្រូវបានសិក្សាច្រើនបំផុត។

ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រូបភាពពេញលេញនៃការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៃ DNA បែបនេះនៅក្នុងក្រូម៉ូសូមរបស់មនុស្សនៅតែមិនទាន់ដឹងនៅឡើយ។

• រចនាសម្ព័ន្ធ DNA មិនធម្មតាទាំងអស់នេះនៅក្នុងទម្រង់លីនេអ៊ែរគឺមិនស្ថិតស្ថេរបើប្រៀបធៀបទៅនឹង DNA ទម្រង់ B ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ DNA ជាញឹកញាប់មាននៅក្នុងទម្រង់ជារង្វង់នៃភាពតានតឹង topological នៅពេលដែលវាមានអ្វីដែលគេហៅថា supercoiling ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ រចនាសម្ព័ន្ធ DNA ដែលមិនមែនជា Canonical ត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងងាយស្រួល៖ ទម្រង់ Z, "ឈើឆ្កាង" និង "Hairpins", ទម្រង់ H, guanine quadruplexes និង i-motif ។
• ទម្រង់ Supercoiled - ត្រូវបានកត់សម្គាល់នៅពេលដែលបញ្ចេញចេញពីស្នូលកោសិកាដោយមិនធ្វើឱ្យខូចដល់ឆ្អឹងខ្នងផូស្វាត pentose ។ វា​មាន​រាង​ជា​ចិញ្ចៀន​បិទ​ដែល​បង្វិល​ខ្លាំង។ នៅក្នុងស្ថានភាព supercoiled DNA helix ទ្វេត្រូវបាន "បង្វិលលើខ្លួនវា" យ៉ាងហោចណាស់ម្តង ពោលគឺវាមានយ៉ាងហោចណាស់ superturn មួយ (យករូបរាងរបស់តួលេខប្រាំបី) ។
• ស្ថានភាពធូរស្រាលនៃ DNA - សង្កេតឃើញជាមួយនឹងការសម្រាកតែមួយ (បំបែកខ្សែតែមួយ) ។ ក្នុងករណីនេះ supercoils បាត់ហើយ DNA បង្កើតជារង្វង់បិទជិត។

ទម្រង់លីនេអ៊ែរនៃ DNA ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅពេលដែលខ្សែពីរនៃ helix ពីរត្រូវបានខូច។

ទម្រង់ DNA ទាំងបីនេះត្រូវបានបំបែកយ៉ាងងាយស្រួលដោយ gel electrophoresis ។

រចនាសម្ព័ន្ធទីបីនៃ DNAរចនាសម្ព័ន្ធទីបីនៃ DNA

ស្ទើរតែទាំងអស់នៃ DNA នៃ eukaryotes ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងក្រូម៉ូសូមនៃស្នូល; សារធាតុសំខាន់នៃក្រូម៉ូសូមនៃកោសិកា eukaryotic (រួមទាំងក្រូម៉ូសូមរបស់មនុស្ស) គឺក្រូម៉ូសូមដែលមាន DNA ពីរខ្សែ អ៊ីស្តូន និងប្រូតេអ៊ីនមិនមែនអ៊ីស្តូន។

ប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូនក្រូម៉ាទីន

Histones គឺជាប្រូតេអ៊ីនសាមញ្ញដែលបង្កើតបានរហូតដល់ទៅ 50% នៃក្រូម៉ាទីន។ នៅក្នុងកោសិកាសត្វ និងរុក្ខជាតិដែលបានសិក្សាទាំងអស់ ថ្នាក់សំខាន់ៗចំនួនប្រាំនៃអ៊ីស្តូនត្រូវបានរកឃើញ៖ H1, H2A, H2B, H3, H4, ទំហំខុសគ្នា សមាសធាតុអាស៊ីតអាមីណូ និងបន្ទុក (តែងតែវិជ្ជមាន) ។

ថនិកសត្វ H1 មានខ្សែសង្វាក់ polypeptide តែមួយដែលមានអាស៊ីតអាមីណូប្រហែល 215; ទំហំនៃអ៊ីស្តូនផ្សេងទៀតប្រែប្រួលពី 100 ទៅ 135 អាស៊ីតអាមីណូ។ ពួកវាទាំងអស់ត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយ និងបត់ចូលទៅក្នុងរាងពងក្រពើដែលមានអង្កត់ផ្ចិតប្រហែល 2.5 nm និងមានផ្ទុកអាស៊ីតអាមីណូ lysine និង arginine មួយចំនួនធំមិនធម្មតា។ អ៊ីស្តូនអាចត្រូវបាន acetylated, methylated, phosphorylated, poly(ADP)-ribosylated, និង histones H2A និង H2B ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់យ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹង ubiquitin ។ តួនាទីនៃការកែប្រែបែបនេះក្នុងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ និងការអនុវត្តមុខងារដោយ histones មិនទាន់ត្រូវបានបកស្រាយយ៉ាងពេញលេញនៅឡើយ។ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថានេះគឺជាសមត្ថភាពរបស់ពួកគេក្នុងការធ្វើអន្តរកម្មជាមួយ DNA និងផ្តល់នូវយន្តការមួយនៃការគ្រប់គ្រងសកម្មភាពហ្សែន។

អ៊ីស្តូនធ្វើអន្តរកម្មជាមួយ DNA ជាចម្បងតាមរយៈចំណងអ៊ីយ៉ុង (ស្ពានអំបិល) ដែលបង្កើតឡើងរវាងក្រុមផូស្វាតដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាននៃ DNA និងសំណល់ lysine និង arginine ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាននៃអ៊ីស្តូន។

ប្រូតេអ៊ីនក្រូម៉ាទីនដែលមិនមែនជាអ៊ីស្តូន

ប្រូតេអ៊ីនដែលមិនមែនជាអ៊ីស្តូនមិនដូចអ៊ីស្តូនទេគឺមានភាពចម្រុះណាស់។ រហូតដល់ 590 ប្រភាគផ្សេងគ្នានៃប្រូតេអ៊ីនដែលមិនមែនជាអ៊ីស្តូនដែលភ្ជាប់ DNA ត្រូវបានញែកដាច់ពីគ្នា។ ពួកវាត្រូវបានគេហៅថាប្រូតេអ៊ីនអាស៊ីតផងដែរ ចាប់តាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ពួកវាត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយអាស៊ីតអាមីណូអាស៊ីត (ពួកវាជាសារធាតុ polyanion) ។ ភាពសម្បូរបែបនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមិនមែនជា histone ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងបទប្បញ្ញត្តិជាក់លាក់នៃសកម្មភាពក្រូម៉ាទីន។ ឧទាហរណ៍ អង់ស៊ីមដែលត្រូវការសម្រាប់ការចម្លង DNA និងកន្សោមអាចភ្ជាប់ទៅនឹង chromatin បណ្តោះអាសន្ន។ ប្រូតេអ៊ីនផ្សេងទៀតនិយាយថាអ្នកដែលចូលរួមក្នុងដំណើរការនិយតកម្មផ្សេងៗភ្ជាប់ទៅនឹង DNA តែនៅក្នុងជាលិកាជាក់លាក់ឬនៅដំណាក់កាលជាក់លាក់នៃភាពខុសគ្នា។ ប្រូតេអ៊ីននីមួយៗត្រូវបានបំពេញបន្ថែមទៅនឹងលំដាប់ជាក់លាក់នៃ DNA nucleotides (DNA site)។ ក្រុមនេះរួមមាន:

• ក្រុមគ្រួសារនៃប្រូតេអ៊ីនម្រាមដៃស័ង្កសីជាក់លាក់ជាក់លាក់។ "ម្រាមដៃស័ង្កសី" នីមួយៗទទួលស្គាល់ទីតាំងជាក់លាក់មួយដែលមាន 5 គូ nucleotide ។
• ក្រុមគ្រួសារនៃប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់នៃគេហទំព័រ - homodimers ។ បំណែកនៃប្រូតេអ៊ីនបែបនេះដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយ DNA មានរចនាសម្ព័ន្ធ helix-turn-helix ។
• ប្រូតេអ៊ីនជែលចល័តខ្ពស់ (ប្រូតេអ៊ីន HMG) គឺជាក្រុមនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ និងនិយតកម្មដែលជាប់ទាក់ទងជានិច្ចជាមួយក្រូម៉ាទីន។ ពួកវាមានទម្ងន់ម៉ូលេគុលតិចជាង 30 kDa ហើយត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយមាតិកាខ្ពស់នៃអាស៊ីតអាមីណូដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់។ ដោយសារតែទម្ងន់ម៉ូលេគុលទាបរបស់ពួកគេ ប្រូតេអ៊ីន HMG មានភាពចល័តខ្ពស់ក្នុងអំឡុងពេល polyacrylamide gel electrophoresis ។
• ការចម្លង ការចម្លង និងជួសជុលអង់ស៊ីម។

ដោយមានការចូលរួមពីរចនាសម្ព័ន្ធ ប្រូតេអ៊ីន និងអង់ស៊ីមដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការសំយោគ DNA និង RNA ខ្សែស្រឡាយ nucleosome ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាស្មុគស្មាញប្រូតេអ៊ីន និង DNA ។ រចនាសម្ព័ន្ធលទ្ធផលគឺខ្លីជាងម៉ូលេគុល DNA ដើម 10,000 ដង។

ក្រូម៉ាទីន

Chromatin គឺជាស្មុគស្មាញនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមាន DNA នុយក្លេអ៊ែរ និងសារធាតុអសរីរាង្គ។ ភាគច្រើននៃក្រូម៉ាទីនគឺអសកម្ម។ វាមានផ្ទុក DNA បង្រួមយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ នេះគឺជា heterochromatin ។ មានក្រូម៉ាទីនអសកម្មហ្សែន (DNA ផ្កាយរណប) ដែលមានធាតុផ្សំនៃតំបន់ដែលមិនបង្ហាញ និង facultative - អសកម្មក្នុងជំនាន់មួយចំនួន ប៉ុន្តែស្ថិតក្រោមកាលៈទេសៈមួយចំនួនដែលមានសមត្ថភាពបញ្ចេញមតិ។

ក្រូម៉ាទីនសកម្ម (euchromatin) គឺមិនមានជាតិខាប់ ពោលគឺឧ។ ខ្ចប់មិនសូវតឹង។ នៅក្នុងកោសិកាផ្សេងៗគ្នាមាតិការបស់វាមានចាប់ពី 2 ទៅ 11% ។ នៅក្នុងកោសិកាខួរក្បាលវាមានច្រើនបំផុត - 10-11% នៅក្នុងកោសិកាថ្លើម - 3-4 និងកោសិកាតម្រងនោម - 2-3% ។ ប្រតិចារិកសកម្មនៃ euchromatin ត្រូវបានកត់សម្គាល់។ ជាងនេះទៅទៀត អង្គការរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាអនុញ្ញាតឱ្យព័ត៌មានហ្សែនដូចគ្នានៃ DNA ដែលមាននៅក្នុងប្រភេទនៃសារពាង្គកាយមួយត្រូវបានប្រើប្រាស់ខុសៗគ្នានៅក្នុងកោសិកាឯកទេស។

នៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង រូបភាពនៃក្រូម៉ាទីនប្រហាក់ប្រហែលនឹងអង្កាំ៖ ក្រាស់រាងស្វ៊ែរប្រហែល 10 nm ក្នុងទំហំដែលបំបែកដោយស្ពានដូចខ្សែស្រឡាយ។ ភាពក្រាស់ស្វ៊ែរទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា nucleosomes ។ nucleosome គឺជាឯកតារចនាសម្ព័ន្ធនៃក្រូម៉ាទីន។ nucleosome នីមួយៗមាន 146-bp supercoiled segment DNA របួសដើម្បីបង្កើតជា 1.75 បត់ឆ្វេងក្នុងមួយស្នូល nucleosomal ។ ស្នូល nucleosomal គឺជា histone octamer ដែលមានអ៊ីស្តូន H2A, H2B, H3 និង H4 ម៉ូលេគុលពីរនៃប្រភេទនីមួយៗ (រូបភាពទី 9) ដែលមើលទៅដូចជាថាសដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 11 nm និងកម្រាស់ 5.7 nm ។ អ៊ីស្តូនទីប្រាំ H1 មិនមែនជាផ្នែកនៃស្នូល nucleosomal ទេ ហើយមិនជាប់ពាក់ព័ន្ធក្នុងដំណើរការនៃការបង្រួញ DNA ទៅលើ histone octamer នោះទេ។ វាទាក់ទង DNA នៅកន្លែងដែល helix ពីរចូល និងចេញពីស្នូល nucleosomal ។ ទាំងនេះគឺជាផ្នែក intercore (linker) DNA ដែលប្រវែងរបស់វាប្រែប្រួលអាស្រ័យលើប្រភេទកោសិកាពី 40 ទៅ 50 nucleotide គូ។ ជាលទ្ធផលប្រវែងនៃបំណែក DNA ដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុង nucleosomes ក៏ប្រែប្រួលផងដែរ (ពី 186 ទៅ 196 គូ nucleotide) ។

Nucleosomes មាន DNA ប្រហែល 90% ដែលសល់គឺជាតំណភ្ជាប់។ វាត្រូវបានគេជឿថា nucleosomes គឺជាបំណែកនៃ chromatin "ស្ងាត់" ហើយតំណភ្ជាប់គឺសកម្ម។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ nucleosomes អាចលាតត្រដាង និងក្លាយជាលីនេអ៊ែរ។ នុយក្លេអូសូមដែលលាតត្រដាងគឺជាក្រូម៉ាទីនសកម្មរួចហើយ។ នេះបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ពីការពឹងផ្អែកនៃមុខងារលើរចនាសម្ព័ន្ធ។ វាអាចត្រូវបានសន្មត់ថា chromatin កាន់តែច្រើនមាននៅក្នុង nucleosomes globular វាកាន់តែសកម្ម។ ជាក់ស្តែង នៅក្នុងកោសិកាផ្សេងៗគ្នា សមាមាត្រមិនស្មើគ្នានៃក្រូម៉ាទីនសម្រាកត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចំនួននៃ nucleosomes បែបនេះ។

នៅក្នុងរូបថតមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌនៃភាពឯកោ និងកម្រិតនៃការលាតសន្ធឹង ក្រូម៉ាទីនអាចមើលទៅមិនត្រឹមតែជាខ្សែវែងដែលមានក្រាស់ - "អង្កាំ" នៃនុយក្លេអូសូមប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាសរសៃអំបោះខ្លី និងក្រាស់ជាង (សរសៃ) ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត។ 30 nm, ការបង្កើតដែលត្រូវបានសង្កេតឃើញក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្ម histone H1 ភ្ជាប់ទៅនឹងតំបន់តំណភ្ជាប់នៃ DNA និង histone H3 ដែលនាំឱ្យមានការបង្វិលបន្ថែមនៃ helix នៃ nucleosomes ប្រាំមួយក្នុងមួយវេនដើម្បីបង្កើតជា solenoid ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 30 nm ។ ក្នុងករណីនេះ ប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូនអាចរំខានដល់ការចម្លងនៃហ្សែនមួយចំនួន ហើយដូច្នេះគ្រប់គ្រងសកម្មភាពរបស់វា។

ជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃ DNA ជាមួយអ៊ីស្តូនដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ ផ្នែកនៃ helix ទ្វេ DNA នៃ 186 គូគោលដែលមានអង្កត់ផ្ចិតជាមធ្យម 2 nm និងប្រវែង 57 nm ត្រូវបានបំប្លែងទៅជា helix ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 10 nm និង a ប្រវែង 5 nm ។ នៅពេលដែល helix នេះត្រូវបានបង្ហាប់ជាបន្តបន្ទាប់ទៅជាសរសៃដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 30 nm កម្រិតនៃ condensation កើនឡើងប្រាំមួយដង។

ទីបំផុតការវេចខ្ចប់ DNA duplex ដែលមានអ៊ីស្តូនចំនួន 5 នាំឱ្យមានការ condensation 50 ដងនៃ DNA ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សូម្បីតែកម្រិតខ្ពស់នៃ condensation បែបនេះក៏មិនអាចពន្យល់ពីការបង្រួម DNA ជិត 50,000 ទៅ 100,000 ដងនៅក្នុងក្រូម៉ូសូម metaphase ដែរ។ ជាអកុសល ព័ត៌មានលម្អិតនៃការវេចខ្ចប់ chromatin បន្ថែមទៀតរហូតដល់ក្រូម៉ូសូម metaphase មិនត្រូវបានគេដឹងនៅឡើយទេ ដូច្នេះយើងអាចពិចារណាបានតែលក្ខណៈទូទៅនៃដំណើរការនេះ។

កម្រិតនៃការបង្រួម DNA នៅក្នុងក្រូម៉ូសូម

ម៉ូលេគុល DNA នីមួយៗត្រូវបានខ្ចប់ទៅជាក្រូម៉ូសូមដាច់ដោយឡែក។ កោសិកា diploid របស់មនុស្សមានក្រូម៉ូសូមចំនួន 46 ដែលមានទីតាំងនៅស្នូលកោសិកា។ ប្រវែងសរុបនៃ DNA នៃក្រូម៉ូសូមទាំងអស់ក្នុងកោសិកាមួយគឺ 1.74 ម៉ែត្រ ប៉ុន្តែអង្កត់ផ្ចិតនៃស្នូលដែលក្រូម៉ូសូមត្រូវបានខ្ចប់គឺតូចជាងរាប់លានដង។ ការវេចខ្ចប់ DNA បង្រួមបែបនេះនៅក្នុងក្រូម៉ូសូម និងក្រូម៉ូសូមនៅក្នុងស្នូលកោសិកាត្រូវបានធានាដោយភាពខុសគ្នានៃប្រូតេអ៊ីន histone និង non-histone ដែលមានអន្តរកម្មក្នុងលំដាប់ជាក់លាក់មួយជាមួយ DNA (សូមមើលខាងលើ)។ ការបង្រួម DNA នៅក្នុងក្រូម៉ូសូមធ្វើឱ្យវាអាចកាត់បន្ថយវិមាត្រលីនេអ៊ែររបស់វាបានប្រហែល 10,000 ដង - ប្រហែលពី 5 សង់ទីម៉ែត្រទៅ 5 មីក្រូ។ មានកម្រិតជាច្រើននៃការបង្រួម (រូបភាព 10) ។

• DNA double helix គឺជាម៉ូលេគុលចោទប្រកាន់អវិជ្ជមានដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 2 nm និងប្រវែងជាច្រើនសង់ទីម៉ែត្រ។
• កម្រិត nucleosome- chromatin មើលទៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងជាខ្សែសង្វាក់នៃ "អង្កាំ" - nucleosomes - "នៅលើខ្សែស្រឡាយ" ។ nucleosome គឺជាឯកតារចនាសម្ព័ន្ធសកលដែលត្រូវបានរកឃើញទាំង euchromatin និង heterochromatin នៅក្នុងស្នូល interphase និង metaphase chromosomes ។

  កម្រិត nucleosome នៃការបង្រួមត្រូវបានធានាដោយប្រូតេអ៊ីនពិសេស - អ៊ីស្តូន។ ដែនអ៊ីស្តូនដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមានចំនួនប្រាំបីបង្កើតបានជាស្នូលនៃ nucleosome ជុំវិញដែលម៉ូលេគុល DNA ដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់អវិជ្ជមានត្រូវបានរងរបួស។ នេះផ្តល់ឱ្យខ្លី 7 ដងខណៈពេលដែលអង្កត់ផ្ចិតកើនឡើងពី 2 ទៅ 11 nm ។

• កម្រិត solenoid

  កម្រិត solenoid នៃអង្គការក្រូម៉ូសូមត្រូវបានកំណត់ដោយការរមួលនៃសរសៃ nucleosome និងការបង្កើតសរសៃក្រាស់ 20-35 nm នៅក្នុងអង្កត់ផ្ចិត - solenoids ឬ superbids ។ ទីលាន solenoid គឺ 11 nm; មានប្រហែល 6-10 nucleosomes ក្នុងមួយវេន។ ការវេចខ្ចប់ solenoid ត្រូវបានគេចាត់ទុកថាទំនងជាងការវេចខ្ចប់ដ៏វិសេសវិសាល ដែលយោងទៅតាម chromatin fibril ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 20-35 nm គឺជាខ្សែសង្វាក់នៃ granules ឬ superbids ដែលនីមួយៗមាន nucleosomes ប្រាំបី។ នៅកម្រិត solenoid ទំហំលីនេអ៊ែរនៃ DNA ត្រូវបានកាត់បន្ថយ 6-10 ដងអង្កត់ផ្ចិតកើនឡើងដល់ 30 nm ។

• កម្រិតរង្វិលជុំ

  កម្រិតរង្វិលជុំត្រូវបានផ្តល់ដោយប្រូតេអ៊ីនភ្ជាប់ DNA ជាក់លាក់នៃគេហទំព័រដែលមិនមែនជា histone ដែលទទួលស្គាល់ និងចងភ្ជាប់ទៅនឹងលំដាប់ DNA ជាក់លាក់ បង្កើតជារង្វិលជុំប្រហែល 30-300 kb ។ រង្វិលជុំធានានូវកន្សោមហ្សែន i.e. រង្វិលជុំមិនត្រឹមតែជារចនាសម្ព័ន្ធប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏ជាការបង្កើតមុខងារផងដែរ។ ការខ្លីនៅកម្រិតនេះកើតឡើង 20-30 ដង។ អង្កត់ផ្ចិតកើនឡើងដល់ 300 nm ។ រចនាសម្ព័ន្ធរាងជារង្វង់ដូចជា "ចង្កៀង" នៅក្នុង oocytes amphibian អាចមើលឃើញនៅក្នុងការត្រៀមលក្ខណៈ cytological ។ រង្វិលជុំទាំងនេះមើលទៅដូចជា supercoiled និងតំណាងឱ្យដែន DNA ប្រហែលជាត្រូវគ្នាទៅនឹងឯកតានៃការចម្លងនិងការចម្លង chromatin ។ ប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់ជួសជុលមូលដ្ឋាននៃរង្វិលជុំហើយប្រហែលជាផ្នែកខាងក្នុងរបស់វា។ អង្គការដែនដូចរង្វិលជុំលើកកម្ពស់ការបត់នៃក្រូម៉ាទីននៅក្នុងក្រូម៉ូសូម metaphase ទៅជារចនាសម្ព័ន្ធ helical នៃលំដាប់ខ្ពស់ជាង។

• កម្រិតដែន

  កម្រិតដែននៃអង្គការក្រូម៉ូសូមមិនត្រូវបានគេសិក្សាគ្រប់គ្រាន់ទេ។ នៅកម្រិតនេះការបង្កើតដែនរង្វិលជុំត្រូវបានកត់សម្គាល់ - រចនាសម្ព័ន្ធនៃខ្សែស្រឡាយ (សរសៃ) 25-30 nm ក្រាស់ដែលមានប្រូតេអ៊ីន 60% DNA 35% និង 5% RNA គឺមិនអាចមើលឃើញនៅគ្រប់ដំណាក់កាលនៃវដ្តកោសិកាជាមួយ ករណីលើកលែងនៃ mitosis និងត្រូវបានចែកចាយដោយចៃដន្យនៅទូទាំងស្នូលកោសិកា។ រចនាសម្ព័ន្ធរាងជារង្វង់ដូចជា "ចង្កៀង" នៅក្នុង oocytes amphibian អាចមើលឃើញនៅក្នុងការត្រៀមលក្ខណៈ cytological ។

  ដែនរង្វិលជុំត្រូវបានភ្ជាប់នៅមូលដ្ឋានរបស់វាទៅនឹងម៉ាទ្រីសប្រូតេអ៊ីន intranuclear នៅក្នុងតំបន់ដែលហៅថា កន្លែងភ្ជាប់ដែលភ្ជាប់មកជាមួយ ដែលជារឿយៗត្រូវបានគេហៅថាលំដាប់ MAR/SAR (MAR ពីតំបន់ដែលទាក់ទងម៉ាទ្រីសអង់គ្លេស SAR ពីតំបន់ភ្ជាប់រន្ទាភាសាអង់គ្លេស) - បំណែក DNA ជាច្រើនរយនៅក្នុងប្រវែងគូមូលដ្ឋានដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយមាតិកាខ្ពស់ (> 65%) នៃគូ nucleotide A/T ។ ដែននីមួយៗហាក់ដូចជាមានប្រភពដើមតែមួយនៃការចម្លង និងមុខងារជាឯកតា superhelical ស្វយ័ត។ ដែនរង្វិលជុំណាមួយមានឯកតាប្រតិចារិកជាច្រើន មុខងារដែលទំនងជាត្រូវបានសម្របសម្រួល - ដែនទាំងមូលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពសកម្ម ឬអសកម្ម។

  នៅកម្រិតដែនដែលជាលទ្ធផលនៃការវេចខ្ចប់ជាបន្តបន្ទាប់នៃក្រូម៉ាទីនការថយចុះនៃវិមាត្រលីនេអ៊ែរនៃ DNA កើតឡើងប្រហែល 200 ដង (700 nm) ។

• កម្រិតក្រូម៉ូសូម

  នៅកម្រិតក្រូម៉ូសូម ការ condensation នៃក្រូម៉ូសូម prophase ចូលទៅក្នុងក្រូម៉ូសូម metaphase កើតឡើងជាមួយនឹងការបង្រួមនៃដែនរង្វិលជុំជុំវិញក្របខ័ណ្ឌអ័ក្សនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមិនមែនជា histone ។ supercoiling នេះត្រូវបានអមដោយ phosphorylation នៃម៉ូលេគុល H1 ទាំងអស់នៅក្នុងកោសិកា។ ជាលទ្ធផល ក្រូម៉ូសូមមេតាហ្វាសអាចត្រូវបានពិពណ៌នាថាជារង្វិលជុំ solenoid ខ្ចប់យ៉ាងតឹង រួបចូលទៅក្នុងវង់តឹង។ ក្រូម៉ូសូមរបស់មនុស្សធម្មតាអាចមានរហូតដល់ 2,600 រង្វិលជុំ។ កម្រាស់នៃរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះឈានដល់ 1400 nm (ក្រូម៉ាទីពីរ) ហើយម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានខ្លី 104 ដងពោលគឺឧ។ ពី 5 សង់ទីម៉ែត្រលាតសន្ធឹង DNA ទៅ 5 µm ។

មុខងារនៃក្រូម៉ូសូម

នៅក្នុងអន្តរកម្មជាមួយយន្តការ extrachromosomal ក្រូម៉ូសូមផ្តល់

1. ការផ្ទុកព័ត៌មានតំណពូជ
2. ប្រើប្រាស់ព័ត៌មាននេះដើម្បីបង្កើត និងថែរក្សាអង្គការកោសិកា
3. បទប្បញ្ញត្តិនៃការអានព័ត៌មានតំណពូជ
4. ការចម្លងដោយខ្លួនឯងនៃសម្ភារៈហ្សែន
5. ការផ្ទេរសារធាតុហ្សែនពីកោសិកាម្តាយទៅកោសិកាកូនស្រី។

មានភ័ស្តុតាងដែលថានៅពេលដែលតំបន់នៃក្រូម៉ាទីនត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្ម, i.e. ក្នុងអំឡុងពេលប្រតិចារិក អ៊ីស្តូនដំបូង H1 ហើយបន្ទាប់មកអ៊ីស្តូន octet ត្រូវបានដកចេញពីវាបញ្ច្រាស។ នេះបណ្តាលឱ្យ decondensation chromatin ដែលជាការផ្លាស់ប្តូរបន្តបន្ទាប់គ្នានៃ 30-nm chromatin fibril ទៅជា fibril 10-nm និងការលាតត្រដាងបន្ថែមទៀតរបស់វាទៅក្នុងផ្នែកនៃ DNA ឥតគិតថ្លៃ ពោលគឺឧ។ ការបាត់បង់រចនាសម្ព័ន្ធ nucleosome ។

យើងទាំងអស់គ្នាដឹងហើយថា រូបរាងរបស់មនុស្ស ទម្លាប់ខ្លះ និងសូម្បីតែជំងឺក៏ត្រូវបានទទួលមរតក។ ព័ត៌មានទាំងអស់នេះអំពីសត្វមានជីវិតត្រូវបានអ៊ិនកូដនៅក្នុងហ្សែន។ ដូច្នេះ​តើ​ហ្សែន​ដ៏​ល្បី​ល្បាញ​ទាំង​នេះ​មើល​ទៅ​ដូច​ម្តេច ដំណើរការ​ដោយ​របៀប​ណា និង​នៅ​ទីណា?

ដូច្នេះ អ្នកផ្ទុកហ្សែនទាំងអស់របស់មនុស្ស ឬសត្វគឺ DNA ។ សមាសធាតុនេះត្រូវបានរកឃើញនៅឆ្នាំ 1869 ដោយ Johann Friedrich Miescher តាមគីមី DNA គឺជាអាស៊ីត deoxyribonucleic ។ តើនេះមានន័យយ៉ាងណា? តើ​អាស៊ីត​នេះ​អនុវត្ត​កូដ​ហ្សែន​នៃ​ជីវិត​ទាំងអស់​នៅលើ​ភពផែនដី​យើង​យ៉ាងដូចម្តេច?

ចូរចាប់ផ្តើមដោយរកមើលកន្លែងដែល DNA ស្ថិតនៅ។ កោសិកាមនុស្សមានសរីរាង្គជាច្រើនដែលបំពេញមុខងារផ្សេងៗ។ DNA មានទីតាំងនៅក្នុងស្នូល។ ស្នូលគឺជាសរីរាង្គតូចមួយ ដែលត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយភ្នាសពិសេស ហើយនៅក្នុងនោះ សារធាតុហ្សែនទាំងអស់ - DNA - ត្រូវបានរក្សាទុក។

តើអ្វីជារចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA?

ជាដំបូង យើងក្រឡេកមើលថាតើ DNA ជាអ្វី? DNA គឺជាម៉ូលេគុលដ៏វែងមួយដែលមានធាតុផ្សំរចនាសម្ព័ន្ធ - nucleotides ។ នុយក្លេអូទីតមាន ៤ ប្រភេទគឺ អាដេនីន (A), ធីមីន (T), ហ្គានីន (G) និងស៊ីតូស៊ីន (C) ។ ខ្សែសង្វាក់នៃនុយក្លេអូទីតមើលទៅដូចនេះ៖ GGAATTCTAAG... លំដាប់នៃនុយក្លេអូទីតនេះគឺជាខ្សែសង្វាក់ DNA ។

រចនាសម្ព័ននៃ DNA ត្រូវបានបកស្រាយជាលើកដំបូងនៅឆ្នាំ 1953 ដោយ James Watson និង Francis Crick ។

នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA មួយមានខ្សែសង្វាក់ពីរនៃនុយក្លេអូទីត ដែលត្រូវបានបង្វិលជុំវិញគ្នាទៅវិញទៅមក។ តើខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអូទីតទាំងនេះនៅជាប់គ្នា និងបង្វិលទៅជាវង់ដោយរបៀបណា? បាតុភូតនេះគឺដោយសារតែទ្រព្យសម្បត្តិនៃការបំពេញបន្ថែម។ ការបំពេញបន្ថែមមានន័យថា មានតែនុយក្លេអូទីតមួយចំនួន (បំពេញបន្ថែម) ដែលអាចមានទីតាំងនៅទល់មុខគ្នាក្នុងខ្សែសង្វាក់ពីរ។ ដូច្នេះ ទល់មុខ adenine តែងតែមាន thymine ហើយទល់មុខ guanine តែងតែមាន cytosine ប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ guanine គឺបំពេញបន្ថែមទៅនឹង cytosine ហើយ adenine គឺបំពេញបន្ថែមទៅនឹង thymine គូនៃ nucleotides ទល់មុខគ្នានៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានគេហៅថា បំពេញបន្ថែមផងដែរ។

វាអាចត្រូវបានបង្ហាញតាមគ្រោងការណ៍ដូចខាងក្រោមៈ

G - C
ធី - អេ
ធី - អេ
គ - ជី

គូបំពេញបន្ថែមទាំងនេះ A - T និង G - C បង្កើតជាចំណងគីមីរវាង nucleotides នៃគូ ហើយចំណងរវាង G និង C គឺខ្លាំងជាងរវាង A និង T ។ ចំណងត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងរវាងមូលដ្ឋានបំពេញបន្ថែម ពោលគឺការបង្កើត ចំណងរវាង G និង A ដែលមិនបំពេញបន្ថែមគឺមិនអាចទៅរួចទេ។

"ការវេចខ្ចប់" នៃ DNA តើខ្សែ DNA ក្លាយជាក្រូម៉ូសូមយ៉ាងដូចម្តេច?

ហេតុអ្វីបានជាខ្សែសង្វាក់ DNA nucleotide ទាំងនេះក៏វិលជុំវិញគ្នាទៅវិញទៅមក? ហេតុអ្វីចាំបាច់? ការពិតគឺថាចំនួននុយក្លេអូទីតមានទំហំធំ ហើយត្រូវការកន្លែងទំនេរច្រើនដើម្បីផ្ទុកខ្សែសង្វាក់វែងបែបនេះ។ សម្រាប់ហេតុផលនេះ ខ្សែ DNA ពីរបានបង្វិលជុំវិញគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងលក្ខណៈ helical ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា spiralization ។ ជាលទ្ធផលនៃការតំរៀបស្លឹក ច្រវ៉ាក់ DNA ត្រូវបានខ្លី 5-6 ដង។

ម៉ូលេគុល DNA មួយចំនួនត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងសកម្មដោយរាងកាយ ខណៈខ្លះទៀតកម្រប្រើណាស់។ បន្ថែមពីលើការតំរៀបស្លឹក ម៉ូលេគុល DNA ដែលកម្រប្រើបានឆ្លងកាត់ "ការវេចខ្ចប់" កាន់តែបង្រួម។ ការវេចខ្ចប់តូចនេះត្រូវបានគេហៅថា supercoiling និងធ្វើឱ្យខ្សែ DNA ខ្លី 25-30 ដង!

តើ DNA helices ខ្ចប់ដោយរបៀបណា?

Supercoiling ប្រើប្រូតេអ៊ីន histone ដែលមានរូបរាង និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃដំបង ឬស្ពូលនៃខ្សែស្រឡាយ។ ខ្សែ DNA ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយត្រូវបានរុំលើ "ខ្សែ" ទាំងនេះ - ប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូន។ ដូច្នេះ ខ្សែវែង​នឹង​ត្រូវ​ខ្ចប់​យ៉ាង​ណែន ហើយ​ប្រើ​កន្លែង​តិច​តួច។

ប្រសិនបើចាំបាច់ត្រូវប្រើម៉ូលេគុល DNA មួយ ឬមួយផ្សេងទៀត ដំណើរការនៃការ "បន្ធូរបន្ថយ" កើតឡើង មានន័យថា ខ្សែ DNA ត្រូវបាន "ដោះចេញ" ពី "spool" ដែលជាប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូន (ប្រសិនបើវាត្រូវបានរបួសនៅលើវា) និងបន្ធូរបន្ថយពី helix ចូលទៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ប៉ារ៉ាឡែលពីរ។ ហើយនៅពេលដែលម៉ូលេគុល DNA ស្ថិតក្នុងសភាពមិនរអាក់រអួល នោះព័ត៌មានហ្សែនចាំបាច់អាចត្រូវបានអានពីវា។ លើសពីនេះ ព័ត៌មានហ្សែនត្រូវបានអានតែពីខ្សែ DNA ដែលមិនធ្លាប់មាន!

សំណុំនៃក្រូម៉ូសូម supercoiled ត្រូវបានគេហៅថា ថ្នាំ heterochromatinហើយក្រូម៉ូសូមដែលមានសម្រាប់ការអានព័ត៌មានគឺ euchromatin.

តើហ្សែនជាអ្វី តើវាមានទំនាក់ទំនងអ្វីជាមួយ DNA?

ឥឡូវនេះសូមក្រឡេកមើលថាតើហ្សែនអ្វីខ្លះ។ វាត្រូវបានគេដឹងថាមានហ្សែនដែលកំណត់ប្រភេទឈាម ពណ៌ភ្នែក សក់ ស្បែក និងលក្ខណៈសម្បត្តិជាច្រើនទៀតនៃរាងកាយរបស់យើង។ ហ្សែនគឺជាផ្នែកដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៃ DNA ដែលមានចំនួនជាក់លាក់នៃនុយក្លេអូទីតដែលត្រូវបានរៀបចំនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ទីតាំងនៅក្នុងផ្នែក DNA ដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងមានន័យថា ហ្សែនជាក់លាក់មួយត្រូវបានចាត់តាំងកន្លែងរបស់វា ហើយវាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការផ្លាស់ប្តូរកន្លែងនេះ។ វាជាការសមស្របក្នុងការធ្វើការប្រៀបធៀបខាងក្រោម៖ មនុស្សម្នាក់រស់នៅលើផ្លូវជាក់លាក់មួយ នៅក្នុងផ្ទះ និងអាផាតមិនជាក់លាក់មួយ ហើយមនុស្សម្នាក់មិនអាចផ្លាស់ទីដោយស្ម័គ្រចិត្តទៅផ្ទះ ផ្ទះល្វែង ឬផ្លូវផ្សេងទៀតបានទេ។ ចំនួនជាក់លាក់នៃនុយក្លេអូទីតនៅក្នុងហ្សែនមានន័យថា ហ្សែននីមួយៗមានចំនួនជាក់លាក់នៃនុយក្លេអូទីត ហើយពួកវាមិនអាចក្លាយជាច្រើន ឬតិចនោះទេ។ ឧទាហរណ៍ការផលិតអាំងស៊ុយលីនអ៊ិនកូដហ្សែនមាន 60 គូ nucleotide; ហ្សែនដែលបានអ៊ិនកូដការផលិតអរម៉ូនអុកស៊ីតូស៊ីន - នៃ 370 គូ nucleotide ។

លំដាប់នុយក្លេអូទីតដ៏តឹងរឹងគឺមានតែមួយគត់សម្រាប់ហ្សែននីមួយៗ និងកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ជាឧទាហរណ៍ លំដាប់ AATTAATA គឺជាបំណែកនៃហ្សែនដែលសរសេរកូដសម្រាប់ការផលិតអាំងស៊ុយលីន។ ដើម្បីទទួលបានអាំងស៊ុយលីន លំដាប់នេះត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងពិតប្រាកដ ដើម្បីទទួលបានឧទាហរណ៍ អាដ្រេណាលីន ការរួមផ្សំគ្នានៃនុយក្លេអូទីតត្រូវបានប្រើ។ វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលត្រូវយល់ថាមានតែការរួមផ្សំជាក់លាក់នៃនុយក្លេអូទីតប៉ុណ្ណោះដែលអ៊ិនកូដ "ផលិតផល" ជាក់លាក់មួយ (អាដ្រេណាលីន អាំងស៊ុយលីន។ល។)។ ការរួមបញ្ចូលគ្នាតែមួយគត់នៃចំនួនជាក់លាក់នៃនុយក្លេអូទីតដែលឈរនៅក្នុង "កន្លែងរបស់វា" - នេះគឺជា ហ្សែន.

បន្ថែមពីលើហ្សែន ខ្សែសង្វាក់ DNA ផ្ទុកនូវអ្វីដែលហៅថា "លំដាប់មិនសរសេរកូដ"។ លំដាប់នុយក្លេអូទីតដែលមិនសរសេរកូដបែបនេះគ្រប់គ្រងដំណើរការនៃហ្សែន ជួយក្នុងការបង្វិលក្រូម៉ូសូម និងសម្គាល់ចំណុចចាប់ផ្តើម និងបញ្ចប់នៃហ្សែនមួយ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន តួនាទីនៃលំដាប់មិនសរសេរកូដភាគច្រើននៅតែមិនច្បាស់លាស់។

តើក្រូម៉ូសូមជាអ្វី? ក្រូម៉ូសូមផ្លូវភេទ

ការប្រមូលផ្តុំហ្សែនរបស់បុគ្គលម្នាក់ត្រូវបានគេហៅថាហ្សែន។ តាមធម្មជាតិ ហ្សែនទាំងមូលមិនអាចមាននៅក្នុង DNA តែមួយបានទេ។ ហ្សែននេះត្រូវបានបែងចែកទៅជា 46 គូនៃម៉ូលេគុល DNA ។ មួយគូនៃម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានគេហៅថាក្រូម៉ូសូម។ ដូច្នេះមនុស្សមានក្រូម៉ូសូមចំនួន 46 ។ ក្រូម៉ូសូមនីមួយៗផ្ទុកនូវសំណុំហ្សែនដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង ឧទាហរណ៍ ក្រូម៉ូសូម 18 មានហ្សែនដែលបំប្លែងពណ៌ភ្នែក។ល។ ក្រូម៉ូសូមខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងប្រវែង និងរូបរាង។ រូបរាងទូទៅបំផុតគឺ X ឬ Y ប៉ុន្តែក៏មានផ្សេងទៀតផងដែរ។ មនុស្ស​មាន​ក្រូម៉ូសូម​ពីរ​ដែល​មាន​រូបរាង​ដូចគ្នា​ដែល​គេ​ហៅថា​គូ។ ដោយសារតែភាពខុសគ្នាបែបនេះ ក្រូម៉ូសូមដែលបានផ្គូផ្គងទាំងអស់ត្រូវបានដាក់លេខរៀងៗខ្លួន - មាន 23 គូ។ នេះមានន័យថាមានក្រូម៉ូសូមគូលេខ 1 គូលេខ 2 លេខ 3 ។ល។ ហ្សែននីមួយៗដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះលក្ខណៈជាក់លាក់មួយមានទីតាំងនៅលើក្រូម៉ូសូមដូចគ្នា។ ការណែនាំសម័យទំនើបសម្រាប់អ្នកឯកទេសអាចបង្ហាញពីទីតាំងនៃហ្សែនឧទាហរណ៍ដូចខាងក្រោម: ក្រូម៉ូសូម 22 ដៃវែង។

តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងក្រូម៉ូសូម?

តើក្រូម៉ូសូមខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកយ៉ាងដូចម្តេច? តើពាក្យ ស្មាវែង មានន័យដូចម្តេច? ចូរយើងយកក្រូម៉ូសូមនៃទម្រង់ X។ ចំនុចប្រសព្វនៃខ្សែ DNA អាចកើតឡើងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅកណ្តាល (X) ឬវាអាចកើតឡើងមិនចំកណ្តាល។ នៅពេលដែលចំនុចប្រសព្វនៃខ្សែ DNA បែបនេះមិនកើតឡើងនៅចំកណ្តាលទេ បន្ទាប់មកទាក់ទងទៅនឹងចំនុចប្រសព្វ ចុងបញ្ចប់ខ្លះវែងជាង ខ្លះទៀតខ្លីជាង។ ចុងវែងបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ដៃវែងនៃក្រូម៉ូសូម ហើយចុងខ្លីត្រូវបានគេហៅថាដៃខ្លី។ នៅក្នុងក្រូម៉ូសូមនៃទម្រង់ Y ដៃភាគច្រើនត្រូវបានកាន់កាប់ដោយដៃវែង ហើយដៃខ្លីគឺតូចណាស់ (ពួកវាមិនត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញសូម្បីតែនៅក្នុងរូបភាពគ្រោងការណ៍) ។

ទំហំនៃក្រូម៉ូសូមប្រែប្រួល៖ ធំជាងគេគឺក្រូម៉ូសូមនៃគូលេខ 1 និងលេខ 3 ដែលជាក្រូម៉ូសូមតូចបំផុតនៃគូលេខ 17 លេខ 19 ។

បន្ថែមពីលើរូបរាង និងទំហំរបស់វា ក្រូម៉ូសូមខុសគ្នានៅក្នុងមុខងារដែលពួកគេអនុវត្ត។ ក្នុងចំណោម 23 គូ 22 គូគឺ somatic និង 1 គូគឺផ្លូវភេទ។ តើវាមានន័យយ៉ាងណា? ក្រូម៉ូសូម Somatic កំណត់លក្ខណៈខាងក្រៅទាំងអស់របស់បុគ្គល លក្ខណៈនៃប្រតិកម្មអាកប្បកិរិយារបស់គាត់ ប្រភេទចិត្តសាស្ត្រតំណពូជ ពោលគឺលក្ខណៈ និងលក្ខណៈទាំងអស់របស់មនុស្សម្នាក់ៗ។ ក្រូម៉ូសូមភេទមួយគូកំណត់ភេទរបស់មនុស្ស៖ ប្រុស ឬស្រី។ ក្រូម៉ូសូមភេទរបស់មនុស្សមានពីរប្រភេទគឺ X (X) និង Y (Y) ។ ប្រសិនបើពួកគេត្រូវបានផ្សំជា XX (x - x) - នេះគឺជាស្ត្រីហើយប្រសិនបើ XY (x - y) - យើងមានបុរស។

ជំងឺតំណពូជ និងការខូចខាតក្រូម៉ូសូម

ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ "ការបំបែក" នៃហ្សែនកើតឡើងហើយបន្ទាប់មកជំងឺហ្សែនត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងមនុស្ស។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលមានក្រូម៉ូសូមចំនួនបីនៅក្នុងគូទី 21 នៃក្រូម៉ូសូមជំនួសឱ្យពីរ មនុស្សម្នាក់កើតមកមានជម្ងឺ Down ។

មាន "ការបំបែក" តូចៗជាច្រើននៃសម្ភារៈហ្សែនដែលមិននាំឱ្យកើតជំងឺ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញ ផ្តល់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អ។ "ការបំបែក" នៃសម្ភារៈហ្សែនទាំងអស់ត្រូវបានគេហៅថាការផ្លាស់ប្តូរ។ ការផ្លាស់ប្តូរដែលនាំទៅដល់ជំងឺ ឬការខ្សោះជីវជាតិនៃលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់រាងកាយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាអវិជ្ជមាន ហើយការផ្លាស់ប្តូរដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតលក្ខណៈសម្បត្តិដែលមានប្រយោជន៍ថ្មីត្រូវបានចាត់ទុកថាជាវិជ្ជមាន។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាមួយនឹងជំងឺភាគច្រើនដែលមនុស្សទទួលរងពីសព្វថ្ងៃនេះ វាមិនមែនជាជំងឺដែលត្រូវបានទទួលមរតកទេ ប៉ុន្តែគ្រាន់តែជាការគិតទុកជាមុនប៉ុណ្ណោះ។ ជាឧទាហរណ៍ ឪពុករបស់កូនស្រូបជាតិស្ករយឺតៗ។ នេះមិនមែនមានន័យថា កូននឹងកើតមកមានជំងឺទឹកនោមផ្អែមទេ ប៉ុន្តែកូននឹងកើតមកមានចំណង់។ នេះមានន័យថា ប្រសិនបើកុមារបំពានផលិតផលផ្អែម និងម្សៅ នោះគាត់នឹងវិវត្តទៅជាជំងឺទឹកនោមផ្អែម។

សព្វថ្ងៃនេះគេហៅថា ព្យាករណ៍ថ្នាំ។ ជាផ្នែកមួយនៃការអនុវត្តផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តនេះ ការព្យាករណ៍របស់មនុស្សត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណ (ផ្អែកលើការកំណត់អត្តសញ្ញាណហ្សែនដែលត្រូវគ្នា) ហើយបន្ទាប់មកគាត់ត្រូវបានផ្តល់អនុសាសន៍ - របបអាហារអ្វីដែលត្រូវអនុវត្តតាម របៀបជំនួសការងារ និងសម្រាកឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ដើម្បីកុំឱ្យឈឺ។

តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីអានព័ត៌មានដែលបានអ៊ិនកូដនៅក្នុង DNA?

តើអ្នកអាចអានព័ត៌មានដែលមាននៅក្នុង DNA យ៉ាងដូចម្តេច? តើរាងកាយរបស់វាប្រើវាដោយរបៀបណា? DNA ខ្លួនវាគឺជាប្រភេទម៉ាទ្រីស ប៉ុន្តែមិនសាមញ្ញទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានអ៊ិនកូដ។ ដើម្បីអានព័ត៌មានពីម៉ាទ្រីស DNA វាត្រូវបានផ្ទេរដំបូងទៅក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនពិសេស - RNA ។ RNA គឺជាអាស៊ីត ribonucleic គីមី។ វាខុសពី DNA ដែលវាអាចឆ្លងកាត់ភ្នាសនុយក្លេអ៊ែរចូលទៅក្នុងកោសិកា ខណៈពេលដែល DNA ខ្វះសមត្ថភាពនេះ (វាអាចត្រូវបានរកឃើញតែនៅក្នុងស្នូលប៉ុណ្ណោះ)។ ព័ត៌មានដែលបានអ៊ិនកូដត្រូវបានប្រើនៅក្នុងក្រឡាខ្លួនឯង។ ដូច្នេះ RNA គឺជាអ្នកបញ្ជូនព័ត៌មានដែលបានអ៊ិនកូដពីស្នូលទៅកោសិកា។

តើការសំយោគ RNA កើតឡើងយ៉ាងដូចម្តេច តើប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានសំយោគដោយ RNA យ៉ាងដូចម្តេច?

ខ្សែ DNA ដែលព័ត៌មានចាំបាច់ត្រូវ "អាន" បន្ធូរបន្ថយ អង់ស៊ីម "អ្នកបង្កើត" ពិសេសចូលទៅជិតពួកគេ ហើយសំយោគខ្សែសង្វាក់ RNA បំពេញបន្ថែមស្របទៅនឹងខ្សែ DNA ។ ម៉ូលេគុល RNA ក៏មាននុយក្លេអូទីត 4 ប្រភេទផងដែរ - អាឌីនីន (A), អ៊ុយរ៉ាស៊ីល (យូ), ហ្គានីន (G) និងស៊ីតូស៊ីន (C) ។ ក្នុងករណីនេះគូខាងក្រោមគឺជាការបំពេញបន្ថែម: adenine - uracil, guanine - cytosine ។ ដូចដែលអ្នកអាចឃើញមិនដូច DNA ទេ RNA ប្រើ uracil ជំនួសឱ្យ thymine ។ នោះគឺអង់ស៊ីម "អ្នកបង្កើត" ដំណើរការដូចខាងក្រោម: ប្រសិនបើវាឃើញ A នៅក្នុងខ្សែ DNA នោះវាភ្ជាប់ Y ទៅខ្សែ RNA ប្រសិនបើ G នោះវាភ្ជាប់ C ជាដើម។ ដូច្នេះគំរូមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងពីហ្សែនសកម្មនីមួយៗក្នុងអំឡុងពេលប្រតិចារិក - ច្បាប់ចម្លងនៃ RNA ដែលអាចឆ្លងកាត់ភ្នាសនុយក្លេអ៊ែរ។

តើការសំយោគប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយហ្សែនជាក់លាក់មួយកើតឡើងយ៉ាងដូចម្តេច?

បន្ទាប់ពីចាកចេញពីស្នូល RNA ចូលទៅក្នុង cytoplasm ។ រួចទៅហើយនៅក្នុង cytoplasm, RNA អាចត្រូវបានបង្កប់ជាម៉ាទ្រីសចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមពិសេស (ribosomes) ដែលអាចសំយោគ, ដឹកនាំដោយព័ត៌មាន RNA, លំដាប់ដែលត្រូវគ្នានៃអាស៊ីតអាមីណូប្រូតេអ៊ីន។ ដូចដែលអ្នកបានដឹងហើយថាម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីនមានអាស៊ីតអាមីណូ។ តើ ribosome គ្រប់គ្រងដោយរបៀបណាដើម្បីដឹងថាតើអាស៊ីតអាមីណូមួយណាដែលត្រូវបន្ថែមទៅខ្សែសង្វាក់ប្រូតេអ៊ីនដែលកំពុងលូតលាស់? នេះត្រូវបានធ្វើដោយផ្អែកលើកូដ triplet ។ កូដ triplet មានន័យថាលំដាប់នៃនុយក្លេអូទីតបីនៃខ្សែសង្វាក់ RNA ( បីដង,ឧទាហរណ៍ GGU) កូដសម្រាប់អាស៊ីតអាមីណូតែមួយ (ក្នុងករណីនេះ glycine) ។ អាស៊ីតអាមីណូនីមួយៗត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយ triplet ជាក់លាក់មួយ។ ដូច្នេះហើយ ribosome "អាន" triplet កំណត់ថាតើអាស៊ីតអាមីណូណាមួយគួរតែត្រូវបានបន្ថែមបន្ទាប់នៅពេលវាអានព័ត៌មាននៅក្នុង RNA ។ នៅពេលដែលខ្សែសង្វាក់នៃអាស៊ីតអាមីណូត្រូវបានបង្កើតឡើង វាត្រូវចំណាយពេលលើរូបរាងលំហជាក់លាក់មួយ ហើយក្លាយជាប្រូតេអ៊ីនដែលមានសមត្ថភាពបំពេញមុខងារអង់ស៊ីម សំណង់ អរម៉ូន និងមុខងារផ្សេងៗទៀតដែលផ្តល់ឲ្យវា។

ប្រូតេអ៊ីនសម្រាប់សារពាង្គកាយមានជីវិតគឺជាផលិតផលនៃហ្សែនមួយ។ វាគឺជាប្រូតេអ៊ីនដែលកំណត់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិ គុណភាព និងការបង្ហាញខាងក្រៅនៃហ្សែន។

អក្សរកាត់ DNA កោសិកាគឺស៊ាំទៅនឹងមនុស្សជាច្រើនពីវគ្គសិក្សាជីវវិទ្យាសាលា ប៉ុន្តែមានមនុស្សតិចណាស់អាចឆ្លើយបានយ៉ាងងាយថាវាជាអ្វី។ មានតែគំនិតមិនច្បាស់លាស់នៃតំណពូជ និងហ្សែនប៉ុណ្ណោះ ដែលនៅតែមាននៅក្នុងការចងចាំភ្លាមៗបន្ទាប់ពីបញ្ចប់ការសិក្សា។ ការដឹងថា DNA ជាអ្វី និងផលប៉ះពាល់អ្វីខ្លះដល់ជីវិតរបស់យើង ពេលខ្លះអាចជារឿងចាំបាច់បំផុត។

ម៉ូលេគុល DNA

ជីវគីមីវិទ្យាបែងចែកម៉ាក្រូម៉ូលេគុលបីប្រភេទ៖ DNA, RNA និងប្រូតេអ៊ីន។ អាស៊ីត deoxyribonucleic គឺជា biopolymer ដែលទទួលខុសត្រូវក្នុងការបញ្ជូនទិន្នន័យអំពីលក្ខណៈតំណពូជ លក្ខណៈ និងការអភិវឌ្ឍន៍នៃប្រភេទសត្វពីជំនាន់មួយទៅជំនាន់មួយ។ ម៉ូណូមឺររបស់វាគឺជានុយក្លេអូទីត។ តើម៉ូលេគុល DNA ជាអ្វី? វាគឺជាសមាសធាតុសំខាន់នៃក្រូម៉ូសូម និងមានលេខកូដហ្សែន។

រចនាសម្ព័ន្ធ DNA

ពីមុនអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្រមៃថាគំរូរចនាសម្ព័ន្ធ DNA មានលក្ខណៈតាមកាលកំណត់ ដែលក្រុមនុយក្លេអូទីតដូចគ្នាបេះបិទ (ការរួមផ្សំនៃម៉ូលេគុលផូស្វាត និងស្ករ) ត្រូវបានធ្វើម្តងទៀត។ ការរួមបញ្ចូលគ្នាជាក់លាក់នៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតផ្តល់នូវសមត្ថភាពក្នុងការ "អ៊ិនកូដ" ព័ត៌មាន។ អរគុណចំពោះការស្រាវជ្រាវ វាបានក្លាយទៅជាច្បាស់ថារចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នានៅក្នុងសារពាង្គកាយផ្សេងៗគ្នា។

អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាមេរិក Alexander Rich, David Davis និង Gary Felsenfeld មានភាពល្បីល្បាញជាពិសេសក្នុងការសិក្សាសំណួរថាតើ DNA ជាអ្វី។ ពួកគេបានបង្ហាញពីការពិពណ៌នាអំពីអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក 3-helix ក្នុងឆ្នាំ 1957 ។ 28 ឆ្នាំក្រោយមក អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ Maxim Davidovich Frank-Kamenitsky បានបង្ហាញពីរបៀបដែលអាស៊ីត deoxyribonucleic ដែលមានពីរដុំបត់ចូលទៅក្នុងរាងអក្សរ H ដែលមាន 3 ខ្សែ។

រចនាសម្ព័ននៃអាស៊ីត deoxyribonucleic គឺជាប់ពីរដង។ នៅក្នុងនោះ នុយក្លេអូទីតត្រូវបានភ្ជាប់ជាគូដើម្បីបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់ polynucleotide វែង។ ខ្សែសង្វាក់ទាំងនេះធ្វើឱ្យមានលទ្ធភាពបង្កើត helix ពីរដោយប្រើចំណងអ៊ីដ្រូសែន។ ករណីលើកលែងគឺមេរោគដែលមានហ្សែនតែមួយ។ មាន DNA លីនេអ៊ែរ (មេរោគមួយចំនួន បាក់តេរី) និងរាងជារង្វង់ (មីតូខនឌ្រី ក្លរ៉ូផ្លាស្ទ័រ)។

សមាសភាព DNA

បើគ្មានចំណេះដឹងអំពីអ្វីដែល DNA ត្រូវបានផលិតនោះ វានឹងមិនមានភាពជឿនលឿនផ្នែកវេជ្ជសាស្រ្តទេ។ នុយក្លេអូទីតនីមួយៗមានបីផ្នែក៖ សំណល់ស្ករ pentose មូលដ្ឋានអាសូត និងសំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ។ ដោយផ្អែកលើលក្ខណៈនៃសមាសធាតុអាស៊ីតអាចត្រូវបានគេហៅថា deoxyribonucleic ឬ ribonucleic ។ DNA ផ្ទុកនូវចំនួនដ៏ច្រើននៃ mononucleotides នៃមូលដ្ឋានពីរគឺ cytosine និង thymine ។ លើសពីនេះទៀតវាមានផ្ទុកសារធាតុ pyrimidine, adenine និង guanine ។

មាននិយមន័យនៅក្នុងជីវវិទ្យាហៅថា DNA - DNA ឥតប្រយោជន៍។ មុខងាររបស់វានៅតែមិនស្គាល់។ កំណែជំនួសនៃឈ្មោះគឺ "មិនសរសេរកូដ" ដែលមិនត្រឹមត្រូវទេ ពីព្រោះ វាមានប្រូតេអ៊ីនសរសេរកូដ និង transposons ប៉ុន្តែគោលបំណងរបស់ពួកគេក៏ជាអាថ៌កំបាំងផងដែរ។ សម្មតិកម្មមួយដែលធ្វើការបង្ហាញថាបរិមាណជាក់លាក់នៃម៉ាក្រូម៉ូលេគុលនេះរួមចំណែកដល់ស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែនទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរ។

នៅឯណា

ទីតាំងនៅខាងក្នុងកោសិកាអាស្រ័យលើលក្ខណៈនៃប្រភេទសត្វ។ នៅក្នុងសារពាង្គកាយកោសិកាតែមួយ DNA មានទីតាំងនៅក្នុងភ្នាស។ នៅក្នុងសត្វមានជីវិតផ្សេងទៀតវាមានទីតាំងនៅ nucleus, plastids និង mitochondria ។ ប្រសិនបើយើងនិយាយអំពី DNA របស់មនុស្ស វាត្រូវបានគេហៅថាក្រូម៉ូសូម។ ពិត នេះមិនមែនជាការពិតទាំងស្រុងនោះទេ ព្រោះក្រូម៉ូសូមគឺជាស្មុគស្មាញនៃក្រូម៉ាទីន និងអាស៊ីត deoxyribonucleic ។

តួនាទីនៅក្នុងទ្រុង

តួនាទីសំខាន់នៃ DNA នៅក្នុងកោសិកាគឺការបញ្ជូនហ្សែនតំណពូជ និងការរស់រានមានជីវិតនៃមនុស្សជំនាន់ក្រោយ។ មិន​ត្រឹម​តែ​ទិន្នន័យ​ខាង​ក្រៅ​របស់​បុគ្គល​នា​ពេល​អនាគត​ប៉ុណ្ណោះ​ទេ ប៉ុន្តែ​ក៏​អាស្រ័យ​លើ​អត្តចរិត និង​សុខភាព​របស់​វា​ដែរ។ អាស៊ីត deoxyribonucleic ស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព supercoiled ប៉ុន្តែសម្រាប់ដំណើរការជីវិតដែលមានគុណភាពខ្ពស់វាត្រូវតែត្រូវបាន untwisted ។ អង់ស៊ីមជួយនាងក្នុងរឿងនេះ - topoisomerases និង helicases ។

Topoisomerases ជាកម្មសិទ្ធិរបស់ nucleases; មុខងារមួយទៀតរបស់ពួកគេគឺការចូលរួមក្នុងការចម្លង និងការចម្លង (ការបែងចែកកោសិកា)។ Helicases បំបែកចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងមូលដ្ឋាន។ មានអង់ស៊ីម ligase ដែល "តំណភ្ជាប់ឆ្លង" ចំណងដែលខូច និងសារធាតុប៉ូលីមេរ៉ាស ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការសំយោគខ្សែសង្វាក់ polynucleotide ថ្មី។

របៀបដែល DNA ត្រូវបានឌិគ្រីប

អក្សរកាត់សម្រាប់ជីវវិទ្យានេះគឺធ្លាប់ស្គាល់។ ឈ្មោះពេញរបស់ DNA គឺអាស៊ីត deoxyribonucleic ។ មិនមែនគ្រប់គ្នាអាចនិយាយនេះជាលើកដំបូងនោះទេ ដូច្នេះការឌិកូដ DNA ជារឿយៗត្រូវបានលុបចោលនៅក្នុងការនិយាយ។ វាក៏មានគំនិតនៃ RNA - អាស៊ីត ribonucleic ដែលមានលំដាប់អាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងប្រូតេអ៊ីន។ ពួកវាទាក់ទងដោយផ្ទាល់ ហើយ RNA គឺជាម៉ាក្រូម៉ូលេគុលសំខាន់ទីពីរ។

DNA មនុស្ស

ក្រូម៉ូសូមរបស់មនុស្សត្រូវបានបំបែកនៅក្នុងស្នូលដែលធ្វើឱ្យ DNA របស់មនុស្សក្លាយជាអ្នកបញ្ជូនព័ត៌មានពេញលេញបំផុត។ កំឡុងពេលផ្សំហ្សែនឡើងវិញ helices ត្រូវបានបំបែកចេញផ្នែកត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរហើយបន្ទាប់មកការតភ្ជាប់ត្រូវបានស្តារឡើងវិញ។ ដោយសារការខូចខាត DNA ការរួមផ្សំនិងលំនាំថ្មីត្រូវបានបង្កើតឡើង។ យន្តការទាំងមូលលើកកម្ពស់ការជ្រើសរើសធម្មជាតិ។ វានៅតែមិនទាន់ដឹងថាតើវាទទួលខុសត្រូវចំពោះការចម្លងហ្សែនរយៈពេលប៉ុន្មាន និងការវិវត្តន៍មេតាបូលីសរបស់វានោះទេ។

អ្នកណាបើក

ការរកឃើញដំបូងនៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ត្រូវបានសន្មតថាជាអ្នកជីវវិទូជនជាតិអង់គ្លេស James Watson និង Francis Crick ដែលក្នុងឆ្នាំ 1953 បានបង្ហាញពីលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល។ វាត្រូវបានគេរកឃើញដោយវេជ្ជបណ្ឌិតជនជាតិស្វីស Friedrich Miescher ក្នុងឆ្នាំ 1869 ។ គាត់បានសិក្សាពីសមាសធាតុគីមីនៃកោសិកាសត្វដោយប្រើ leukocytes ដែលប្រមូលផ្តុំ enmasse នៅក្នុងដំបៅ purulent ។

Miescher កំពុងសិក្សាពីវិធីសាស្ត្រលាងសម្អាតកោសិកាឈាមស ប្រូតេអ៊ីនដាច់ដោយឡែក នៅពេលដែលគាត់បានរកឃើញថាមានអ្វីផ្សេងទៀតក្រៅពីពួកវា។ កំណកកំបោរដែលបង្កើតនៅបាតចានកំឡុងពេលដំណើរការ។ ដោយបានពិនិត្យមើលប្រាក់បញ្ញើទាំងនេះនៅក្រោមមីក្រូទស្សន៍ វេជ្ជបណ្ឌិតវ័យក្មេងបានរកឃើញស្នូលដែលនៅសេសសល់បន្ទាប់ពីការព្យាបាលដោយអាស៊ីត hydrochloric ។ វាមានសមាសធាតុដែល Friedrich ហៅថា nuclein (មកពីឡាតាំង nucleus - core)។

ម៉ូលេគុល DNA មានខ្សែពីរបង្កើតជា helix ពីរ។ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាត្រូវបានបកស្រាយជាលើកដំបូងដោយ Francis Crick និង James Watson ក្នុងឆ្នាំ 1953 ។

ដំបូងឡើយ ម៉ូលេគុល DNA ដែលមានខ្សែសង្វាក់នុយក្លេអូទីតមួយគូ រមួលជុំវិញគ្នាទៅវិញទៅមក បានចោទជាសំណួរអំពីមូលហេតុដែលវាមានរាងពិសេសនេះ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រហៅបាតុភូតនេះថា ការបំពេញបន្ថែម ដែលមានន័យថា មានតែនុយក្លេអូទីតមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះដែលអាចត្រូវបានរកឃើញទល់មុខគ្នានៅក្នុងខ្សែរបស់វា។ ឧទាហរណ៍ អាឌីនីនតែងតែផ្ទុយពី thymine ហើយ guanine តែងតែផ្ទុយពី cytosine ។ នុយក្លេអូទីតទាំងនេះនៃម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានគេហៅថា បំពេញបន្ថែម។

តាមគ្រោងការណ៍វាត្រូវបានពិពណ៌នាដូចនេះ:

ធី - អេ

គ - ជី

គូទាំងនេះបង្កើតជាចំណងគីមី nucleotide ដែលកំណត់លំដាប់នៃអាស៊ីតអាមីណូ។ ក្នុងករណីដំបូងវាខ្សោយជាងបន្តិច។ ការតភ្ជាប់រវាង C និង G គឺខ្លាំងជាង។ នុយក្លេអូទីតដែលមិនបំពេញបន្ថែមមិនបង្កើតជាគូជាមួយគ្នាទេ។

អំពីអគារ

ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA គឺពិសេស។ វាមានរាងនេះសម្រាប់ហេតុផលមួយ៖ ការពិតគឺថាចំនួននុយក្លេអូទីតមានទំហំធំណាស់ ហើយត្រូវការកន្លែងទំនេរច្រើនដើម្បីផ្ទុកខ្សែសង្វាក់វែងៗ។ វាគឺសម្រាប់ហេតុផលនេះដែលខ្សែសង្វាក់ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយការបង្វិលវង់។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថា spiralization វាអនុញ្ញាតឱ្យខ្សែស្រឡាយខ្លីប្រហែល 5 ទៅ 6 ដង។

រាងកាយប្រើម៉ូលេគុលមួយចំនួននៃប្រភេទនេះយ៉ាងសកម្ម ខ្លះទៀតកម្រណាស់។ ក្រោយមកទៀត បន្ថែមពីលើការតំរៀបស្លឹក ក៏ឆ្លងកាត់ "ការវេចខ្ចប់បង្រួម" ដូចជា superspiralization ផងដែរ។ ហើយបន្ទាប់មកប្រវែងនៃម៉ូលេគុល DNA ថយចុះ 25-30 ដង។

តើអ្វីទៅជា "ការវេចខ្ចប់" នៃម៉ូលេគុលមួយ?

ដំណើរការនៃការ supercoiling ពាក់ព័ន្ធនឹងប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូន។ ពួកវាមានរចនាសម្ព័ននិងរូបរាងនៃសរសៃអំបោះឬដំបង។ ខ្សែស្ពែរត្រូវបានរុំលើពួកវា ដែលភ្លាមៗក្លាយជា "ខ្ចប់យ៉ាងតូច" ហើយយកកន្លែងទំនេរតិចតួច។ នៅពេលដែលតម្រូវការកើតឡើងដើម្បីប្រើខ្សែមួយ ឬខ្សែផ្សេងទៀត វាមិនត្រូវរបួសពីស្ពូល ឧទាហរណ៍ ប្រូតេអ៊ីនអ៊ីស្តូន ហើយ helix ចូលទៅក្នុងច្រវាក់ស្របគ្នាពីរ។ នៅពេលដែលម៉ូលេគុល DNA ស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនេះ ទិន្នន័យហ្សែនចាំបាច់អាចត្រូវបានអានពីវា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយមានលក្ខខណ្ឌមួយ។ ការទទួលបានព័ត៌មានគឺអាចធ្វើទៅបានលុះត្រាតែរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA មិនត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ។ ក្រូម៉ូសូមដែលអាចចូលបានសម្រាប់ការអានត្រូវបានគេហៅថា euchromatins ហើយប្រសិនបើពួកគេត្រូវបាន supercoiled នោះវាគឺជា heterochromatins រួចទៅហើយ។

អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក

អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក ដូចជាប្រូតេអ៊ីន គឺជាជីវប៉ូលីមឺរ។ មុខងារសំខាន់គឺការផ្ទុក ការអនុវត្ត និងការបញ្ជូនតំណពូជ (ព័ត៌មានហ្សែន)។ ពួកវាមានពីរប្រភេទគឺ DNA និង RNA (deoxyribonucleic និង ribonucleic) ។ ម៉ូណូមឺរនៅក្នុងពួកវាគឺជានុយក្លេអូទីត ដែលនីមួយៗមានសំណល់អាស៊ីតផូស្វ័រ ស្ករកាបូនប្រាំ (deoxyribose/ribose) និងមូលដ្ឋានអាសូត។ កូដ DNA រួមមាន នុយក្លេអូទីត 4 ប្រភេទ - adenine (A) / guanine (G) / cytosine (C) / thymine (T) ។ ពួកវាខុសគ្នានៅក្នុងមូលដ្ឋានអាសូតដែលពួកគេមាន។

នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ចំនួននុយក្លេអូទីតអាចមានទំហំធំ - ពីជាច្រើនពាន់ទៅរាប់សិបលាន។ ម៉ូលេគុលយក្សបែបនេះអាចត្រូវបានពិនិត្យតាមរយៈមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង។ ក្នុងករណីនេះ អ្នកនឹងអាចមើលឃើញខ្សែសង្វាក់ពីរនៃខ្សែ polynucleotide ដែលត្រូវបានតភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែននៃមូលដ្ឋានអាសូតនៃ nucleotides ។

ស្រាវជ្រាវ

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការស្រាវជ្រាវ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានរកឃើញថា ប្រភេទនៃម៉ូលេគុល DNA មានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតផ្សេងៗគ្នា។ វាត្រូវបានគេរកឃើញផងដែរថា guanine នៃខ្សែសង្វាក់តែមួយអាចភ្ជាប់ទៅនឹង cytosine និង thymine ទៅ adenine ។ ការរៀបចំនុយក្លេអូទីតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់មួយត្រូវគ្នាយ៉ាងតឹងរឹងទៅនឹងខ្សែប៉ារ៉ាឡែលមួយ។ សូមអរគុណចំពោះការបំពេញបន្ថែមនៃសារធាតុ polynucleotides នេះ ម៉ូលេគុល DNA មានសមត្ថភាពទ្វេដង និងបន្តពូជដោយខ្លួនឯង។ ប៉ុន្តែជាដំបូង ខ្សែសង្វាក់បំពេញបន្ថែម ក្រោមឥទ្ធិពលនៃអង់ស៊ីមពិសេសដែលបំផ្លាញនុយក្លេអូទីតដែលបានផ្គូផ្គង បង្វែរចេញ ហើយបន្ទាប់មកនៅក្នុងពួកវានីមួយៗ ការសំយោគខ្សែសង្វាក់ដែលបាត់ចាប់ផ្តើម។ វាកើតឡើងដោយសារតែ nucleotides ឥតគិតថ្លៃដែលមានក្នុងបរិមាណច្រើននៅក្នុងកោសិកានីមួយៗ។ ជាលទ្ធផល ជំនួសឱ្យ "ម៉ូលេគុលម្តាយ" "កូនស្រី" ពីរត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលដូចគ្នាបេះបិទនៅក្នុងសមាសភាព និងរចនាសម្ព័ន្ធ ហើយលេខកូដ DNA ក្លាយជាដើម។ ដំណើរការនេះគឺជាបុព្វហេតុនៃការបែងចែកកោសិកា។ វាធានានូវការបញ្ជូនទិន្នន័យតំណពូជទាំងអស់ពីកោសិកាម្តាយទៅកោសិកាកូនស្រី ក៏ដូចជាគ្រប់ជំនាន់បន្តបន្ទាប់ទៀត។

តើលេខកូដហ្សែនត្រូវបានអានយ៉ាងដូចម្តេច?

សព្វថ្ងៃនេះ មិនត្រឹមតែម៉ាស់នៃម៉ូលេគុល DNA មួយប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានគណនានោះទេ - វាក៏អាចរកឃើញទិន្នន័យស្មុគ្រស្មាញបន្ថែមទៀត ដែលពីមុនអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនអាចចូលទៅដល់បាន។ ឧទាហរណ៍ អ្នកអាចអានព័ត៌មានអំពីរបៀបដែលសារពាង្គកាយប្រើកោសិការបស់វា។ ជាការពិតណាស់ ដំបូងព័ត៌មាននេះស្ថិតក្នុងទម្រង់ដែលបានអ៊ិនកូដ និងមានទម្រង់ម៉ាទ្រីសជាក់លាក់មួយ ដូច្នេះហើយ វាត្រូវតែត្រូវបានបញ្ជូនទៅឧបករណ៍ផ្ទុកពិសេសមួយ ដែលជា RNA ។ អាស៊ីត Ribonucleic អាចជ្រាបចូលទៅក្នុងកោសិកាតាមរយៈភ្នាសនុយក្លេអ៊ែរ និងអានព័ត៌មានដែលបានអ៊ិនកូដនៅខាងក្នុង។ ដូច្នេះ RNA គឺជាក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនទិន្នន័យលាក់កំបាំងពីស្នូលទៅកោសិកា ហើយវាខុសពី DNA ដែលវាមានផ្ទុក ribose ជំនួសឱ្យ deoxyribose និង uracil ជំនួសឱ្យ thymine ។ លើសពីនេះទៀត RNA គឺជាខ្សែតែមួយ។

ការសំយោគ RNA

ការវិភាគស៊ីជម្រៅនៃ DNA បានបង្ហាញថាបន្ទាប់ពី RNA ចាកចេញពីស្នូល វាចូលទៅក្នុង cytoplasm ដែលវាអាចត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាម៉ាទ្រីសចូលទៅក្នុង ribosomes (ប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមពិសេស)។ ដឹកនាំដោយព័ត៌មានដែលទទួលបាន ពួកគេអាចសំយោគនូវលំដាប់សមស្របនៃអាស៊ីតអាមីណូប្រូតេអ៊ីន។ ribosome រៀនពីលេខកូដ triplet ដែលប្រភេទនៃសមាសធាតុសរីរាង្គត្រូវភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែសង្វាក់ប្រូតេអ៊ីន។ អាស៊ីតអាមីណូនីមួយៗមាន triplet ជាក់លាក់របស់វា ដែលអ៊ិនកូដវា។

បន្ទាប់ពីការបង្កើតខ្សែសង្វាក់នេះត្រូវបានបញ្ចប់ វាទទួលបានទម្រង់លំហជាក់លាក់មួយ ហើយប្រែទៅជាប្រូតេអ៊ីនដែលមានសមត្ថភាពអនុវត្តមុខងារអ័រម៉ូន សំណង់ អង់ស៊ីម និងមុខងារផ្សេងៗទៀតរបស់វា។ សម្រាប់សារពាង្គកាយណាមួយវាគឺជាផលិតផលហ្សែន។ វាគឺមកពីវាដែលគ្រប់ប្រភេទនៃគុណភាព លក្ខណៈសម្បត្តិ និងការបង្ហាញនៃហ្សែនត្រូវបានកំណត់។

ហ្សែន

ដំណើរការលំដាប់លំដោយត្រូវបានបង្កើតឡើងជាចម្បងដើម្បីទទួលបានព័ត៌មានអំពីចំនួនហ្សែនដែលម៉ូលេគុល DNA មាននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។ ហើយទោះបីជាការស្រាវជ្រាវបានអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមានការរីកចម្រើនយ៉ាងខ្លាំងក្នុងរឿងនេះក៏ដោយក៏វាមិនទាន់អាចដឹងពីចំនួនពិតប្រាកដរបស់ពួកគេនៅឡើយទេ។

កាលពីប៉ុន្មានឆ្នាំមុនវាត្រូវបានគេសន្មត់ថាម៉ូលេគុល DNA មានប្រហែល 100 ពាន់ហ្សែន។ បន្តិចក្រោយមក តួលេខនេះបានថយចុះមកត្រឹម 80,000 នាក់ ហើយនៅឆ្នាំ 1998 អ្នកឯកទេសខាងពន្ធុវិទ្យាបានបញ្ជាក់ថា មានតែហ្សែន 50,000 ប៉ុណ្ណោះដែលមានវត្តមាននៅក្នុង DNA តែមួយ ដែលមានត្រឹមតែ 3% នៃប្រវែង DNA សរុបប៉ុណ្ណោះ។ ប៉ុន្តែ​ការ​សន្និដ្ឋាន​ចុង​ក្រោយ​របស់​អ្នក​សេនេទិច​គឺ​មាន​ភាព​ទាក់ទាញ។ ឥឡូវនេះពួកគេអះអាងថាហ្សែនរួមមាន 25-40 ពាន់នៃគ្រឿងទាំងនេះ។ វាប្រែថាមានតែ 1.5% នៃក្រូម៉ូសូម DNA ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការសរសេរកូដប្រូតេអ៊ីន។

ការស្រាវជ្រាវមិនបានបញ្ឈប់នៅទីនោះទេ។ ក្រុមស្របគ្នានៃអ្នកឯកទេសវិស្វកម្មហ្សែនបានរកឃើញថាចំនួនហ្សែននៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយគឺពិតជា 32 ពាន់។ ដូចដែលអ្នកអាចឃើញវានៅតែមិនអាចទទួលបានចម្លើយច្បាស់លាស់។ មានភាពផ្ទុយគ្នាច្រើនពេក។ អ្នកស្រាវជ្រាវទាំងអស់ពឹងផ្អែកតែលើលទ្ធផលរបស់ពួកគេប៉ុណ្ណោះ។

តើមានការវិវត្តន៍ទេ?

ទោះបីជាការពិតដែលថាមិនមានភស្តុតាងនៃការវិវត្តនៃម៉ូលេគុល (ចាប់តាំងពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA មានភាពផុយស្រួយនិងមានទំហំតូច) អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅតែធ្វើការសន្មតមួយ។ ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យមន្ទីរពិសោធន៍ ពួកគេបានបញ្ចេញនូវកំណែដូចខាងក្រោមៈ នៅដំណាក់កាលដំបូងនៃរូបរាងរបស់វា ម៉ូលេគុលមានទម្រង់ជា peptide ចម្លងដោយខ្លួនឯងសាមញ្ញ ដែលរួមបញ្ចូលអាស៊ីតអាមីណូរហូតដល់ 32 ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងមហាសមុទ្របុរាណ។

បន្ទាប់ពីការចម្លងដោយខ្លួនឯង អរគុណចំពោះកម្លាំងនៃការជ្រើសរើសធម្មជាតិ ម៉ូលេគុលទទួលបានសមត្ថភាពក្នុងការការពារខ្លួនពីធាតុខាងក្រៅ។ ពួកគេចាប់ផ្តើមរស់នៅបានយូរ និងបន្តពូជក្នុងបរិមាណកាន់តែច្រើន។ ម៉ូលេគុល​ដែល​រក​ឃើញ​ខ្លួន​ឯង​នៅ​ក្នុង​ពពុះ​ខ្លាញ់​មាន​ឱកាស​បន្ត​ពូជ​ខ្លួន​ឯង។ ជាលទ្ធផលនៃវដ្តបន្តបន្ទាប់គ្នា ពពុះ lipid ទទួលបានទម្រង់នៃភ្នាសកោសិកា ហើយបន្ទាប់មក - ភាគល្អិតល្បី។ គួរកត់សម្គាល់ថាសព្វថ្ងៃនេះផ្នែកណាមួយនៃម៉ូលេគុល DNA គឺជារចនាសម្ព័ន្ធស្មុគស្មាញ និងដំណើរការយ៉ាងច្បាស់ លក្ខណៈពិសេសទាំងអស់ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមិនទាន់បានសិក្សាពេញលេញនៅឡើយ។

ពិភពលោកទំនើប

ថ្មីៗនេះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រមកពីប្រទេសអ៊ីស្រាអែលបានបង្កើតកុំព្យូទ័រដែលអាចដំណើរការបានរាប់ពាន់លានក្នុងមួយវិនាទី។ សព្វថ្ងៃនេះវាគឺជារថយន្តដែលលឿនបំផុតនៅលើផែនដី។ អាថ៌កំបាំងទាំងមូលគឺថាឧបករណ៍ច្នៃប្រឌិតត្រូវបានបំពាក់ដោយ DNA ។ សាស្ត្រាចារ្យ​និយាយ​ថា នៅ​ពេល​អនាគត​ដ៏​ខ្លី​កុំព្យូទ័រ​បែប​នេះ​នឹង​អាច​បង្កើត​ថាមពល​បាន​ទៀត​ផង។

កាលពីមួយឆ្នាំមុន អ្នកឯកទេសមកពីវិទ្យាស្ថាន Weizmann ក្នុងទីក្រុង Rehovot (អ៊ីស្រាអែល) បានប្រកាសពីការបង្កើតម៉ាស៊ីនគណនាម៉ូលេគុលដែលអាចសរសេរកម្មវិធីបាន ដែលរួមមានម៉ូលេគុល និងអង់ស៊ីម។ ពួកគេបានជំនួសមីក្រូឈីបស៊ីលីកុនជាមួយពួកគេ។ មក​ដល់​ពេល​នេះ ក្រុម​មាន​ការ​រីក​ចម្រើន​បន្ថែម​ទៀត។ ឥឡូវនេះមានតែម៉ូលេគុល DNA មួយប៉ុណ្ណោះដែលអាចផ្តល់កុំព្យូទ័រជាមួយនឹងទិន្នន័យចាំបាច់ និងប្រេងឥន្ធនៈចាំបាច់។

ជីវគីមី "ណាណូកុំព្យូទ័រ" មិនមែនជារឿងប្រឌិតទេ ពួកវាមាននៅក្នុងធម្មជាតិ ហើយត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងគ្រប់សត្វមានជីវិត។ ប៉ុន្តែជារឿយៗពួកគេមិនត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយមនុស្សទេ។ មនុស្សម្នាក់មិនអាចដំណើរការលើហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិណាមួយដើម្បីគណនាលេខ "Pi" បានទេ។

គំនិតនៃការប្រើប្រាស់ DNA សម្រាប់រក្សាទុក / ដំណើរការទិន្នន័យដំបូងបានមកដល់គំនិតរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនៅឆ្នាំ 1994 ។ ពេលនោះហើយដែលម៉ូលេគុលមួយត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាគណិតវិទ្យាដ៏សាមញ្ញមួយ។ ចាប់តាំងពីពេលនោះមក ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយចំនួនបានស្នើគម្រោងផ្សេងៗទាក់ទងនឹងកុំព្យូទ័រ DNA ។ ប៉ុន្តែនៅទីនេះការប៉ុនប៉ងទាំងអស់ត្រូវបានផ្អែកលើម៉ូលេគុលថាមពលប៉ុណ្ណោះ។ អ្នកមិនអាចមើលកុំព្យូទ័របែបនេះដោយភ្នែកទទេបានទេ។ មិនមានផ្នែកមេកានិចនៅក្នុងវាទេប៉ុន្តែមានតែឧបករណ៍ជីវម៉ូលេគុលរាប់ពាន់កោដិប៉ុណ្ណោះ - ហើយនេះគឺគ្រាន់តែក្នុងមួយដំណក់នៃអង្គធាតុរាវប៉ុណ្ណោះ!

DNA មនុស្ស

មនុស្សបានដឹងអំពីប្រភេទនៃ DNA របស់មនុស្សក្នុងឆ្នាំ 1953 នៅពេលដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដំបូងគេអាចបង្ហាញគំរូ DNA ពីរខ្សែដល់ពិភពលោក។ សម្រាប់រឿងនេះ Kirk និង Watson បានទទួលរង្វាន់ណូបែល ចាប់តាំងពីការរកឃើញនេះបានក្លាយជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៅក្នុងសតវត្សទី 20 ។

យូរ ៗ ទៅជាការពិតណាស់ពួកគេបានបង្ហាញថាម៉ូលេគុលមនុស្សដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធអាចមើលទៅមិនត្រឹមតែដូចនៅក្នុងកំណែដែលបានស្នើនោះទេ។ បន្ទាប់ពីធ្វើការវិភាគ DNA កាន់តែលម្អិត ពួកគេបានរកឃើញទម្រង់ A-, B- និងខាងឆ្វេងដៃ Z-។ ទម្រង់ A- ច្រើនតែជាករណីលើកលែង ព្រោះវាត្រូវបានបង្កើតឡើងលុះត្រាតែខ្វះសំណើម។ ប៉ុន្តែនេះអាចធ្វើទៅបានតែនៅក្នុងការសិក្សាមន្ទីរពិសោធន៍ប៉ុណ្ណោះ សម្រាប់បរិស្ថានធម្មជាតិ ដំណើរការបែបនេះមិនអាចកើតឡើងនៅក្នុងកោសិការស់បានទេ។

រាង B មានលក្ខណៈបុរាណ ហើយត្រូវបានគេស្គាល់ថាជាខ្សែសង្វាក់ដៃស្តាំទ្វេ ប៉ុន្តែរាង Z មិនត្រឹមតែត្រូវបានបង្វិលក្នុងទិសដៅផ្ទុយទៅខាងឆ្វេងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏មានរូបរាង zigzag បន្ថែមទៀតផងដែរ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រក៏បានកំណត់អត្តសញ្ញាណទម្រង់ G-quadruplex ផងដែរ។ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់វាមិនមាន 2 ទេប៉ុន្តែ 4 ខ្សែស្រឡាយ។ យោងទៅតាមអ្នកឯកទេសខាងពន្ធុវិទ្យា ទម្រង់នេះកើតឡើងនៅក្នុងតំបន់ដែលមានបរិមាណលើសនៃសារធាតុ guanine ។

DNA សិប្បនិម្មិត

សព្វថ្ងៃនេះមាន DNA សិប្បនិម្មិតរួចហើយ ដែលជាច្បាប់ចម្លងដូចគ្នាបេះបិទនៃរូបពិត វាធ្វើតាមយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនូវរចនាសម្ព័ន្ធនៃ helix ទ្វេធម្មជាតិ។ ប៉ុន្តែមិនដូចសារធាតុ polynucleotide ដើមទេ សិប្បនិម្មិតមាននុយក្លេអូទីតបន្ថែមតែពីរប៉ុណ្ណោះ។

ដោយសារ​ការ​ដាក់​ឈ្មោះ​ត្រូវ​បាន​បង្កើត​ឡើង​ដោយ​ផ្អែក​លើ​ព័ត៌មាន​ដែល​ទទួល​បាន​ពី​ការ​សិក្សា​ផ្សេងៗ​នៃ DNA ពិត វា​ក៏​អាច​ត្រូវ​បាន​ចម្លង​ចម្លង​ដោយ​ខ្លួន​ឯង និង​ការ​វិវត្តន៍​ផង​ដែរ។ អ្នកជំនាញបានធ្វើការលើការបង្កើតម៉ូលេគុលសិប្បនិម្មិតបែបនេះអស់រយៈពេលប្រហែល 20 ឆ្នាំមកហើយ។ លទ្ធផល​គឺ​ជា​ការ​បង្កើត​ដ៏​អស្ចារ្យ​មួយ​ដែល​អាច​ប្រើ​កូដ​ហ្សែន​តាម​វិធី​ដូច​គ្នា​នឹង DNA ធម្មជាតិ។

ចំពោះមូលដ្ឋានអាសូតដែលមានស្រាប់ចំនួន 4 អ្នកហ្សែនបានបន្ថែមចំនួនពីរបន្ថែមទៀតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការកែប្រែគីមីនៃមូលដ្ឋានធម្មជាតិ។ មិនដូច DNA ធម្មជាតិទេ DNA សិប្បនិម្មិតប្រែទៅជាខ្លីណាស់។ វាមានតែ 81 គូមូលដ្ឋានប៉ុណ្ណោះ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាក៏បន្តពូជ និងវិវត្តន៍ផងដែរ។

ការចម្លងនៃម៉ូលេគុលដែលទទួលបានដោយសិប្បនិម្មិតកើតឡើងដោយសារប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់ polymerase ប៉ុន្តែរហូតមកដល់ពេលនេះវាមិនកើតឡើងដោយឯករាជ្យទេ ប៉ុន្តែតាមរយៈអន្តរាគមន៍របស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ។ ពួកគេបន្ថែមអង់ស៊ីមចាំបាច់ទៅ DNA នោះដោយឯករាជ្យ ដោយដាក់វានៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុករាវដែលបានរៀបចំជាពិសេស។

លទ្ធផលចុងក្រោយ

ដំណើរការ និងលទ្ធផលចុងក្រោយនៃការអភិវឌ្ឍន៍ DNA អាចត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយកត្តាផ្សេងៗ ដូចជាការផ្លាស់ប្តូរ។ នេះធ្វើឱ្យវាចាំបាច់ក្នុងការសិក្សាគំរូនៃរូបធាតុដើម្បីឱ្យលទ្ធផលនៃការវិភាគមានភាពជឿជាក់ និងអាចទុកចិត្តបាន។ ឧទាហរណ៍មួយគឺការធ្វើតេស្តភាពជាឪពុក។ ប៉ុន្តែ​យើង​មិន​អាច​ជួយ​បាន​ទេ ប៉ុន្តែ​រីករាយ​ដែល​ឧប្បត្តិហេតុ​ដូច​ជា​ការ​បំប្លែង​គឺ​កម្រ​ណាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សំណាកនៃរូបធាតុតែងតែត្រូវបានត្រួតពិនិត្យឡើងវិញ ដើម្បីទទួលបានព័ត៌មានត្រឹមត្រូវបន្ថែមទៀតដោយផ្អែកលើការវិភាគ។

ដាំ DNA

សូមអរគុណចំពោះបច្ចេកវិជ្ជាលំដាប់ខ្ពស់ (HTS) បដិវត្តន៍មួយត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងវិស័យហ្សែន - ការដាច់ DNA ពីរុក្ខជាតិក៏អាចធ្វើទៅបានដែរ។ ជាការពិតណាស់ ការទទួលបាន DNA ទម្ងន់ម៉ូលេគុលដែលមានគុណភាពខ្ពស់ពីសម្ភារៈរុក្ខជាតិបង្កឱ្យមានការលំបាកមួយចំនួនដោយសារតែចំនួនដ៏ច្រើននៃ mitochondria និង chloroplast DNA ក៏ដូចជាកម្រិតខ្ពស់នៃសារធាតុ polysaccharides និង phenolic ។ ដើម្បីញែករចនាសម្ព័ន្ធដែលយើងកំពុងពិចារណាក្នុងករណីនេះវិធីសាស្រ្តជាច្រើនត្រូវបានប្រើប្រាស់។

ចំណងអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុង DNA

ចំណងអ៊ីដ្រូសែននៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ទទួលខុសត្រូវចំពោះការទាក់ទាញអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលបង្កើតឡើងរវាងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានដែលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមអេឡិចត្រុង។ អន្តរកម្ម dipole នេះមិនបំពេញតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យនៃចំណងគីមីទេ។ ប៉ុន្តែ​វា​អាច​កើត​ឡើង​ដោយ​អន្តរ​ម៉ូលេគុល ឬ​នៅ​ក្នុង​ផ្នែក​ផ្សេងៗ​នៃ​ម៉ូលេគុល ពោល​គឺ អ៊ីនត្រាម៉ូលេគុល។

អាតូមអ៊ីដ្រូសែនភ្ជាប់ទៅនឹងអាតូមអេឡិចត្រុងដែលជាម្ចាស់ជំនួយនៃចំណង។ អាតូមអេឡិចត្រូនិចអាចជាអាសូត ហ្វ្លុយអូរីន ឬអុកស៊ីហ៊្សែន។ វា - តាមរយៈការវិមជ្ឈការ - ទាក់ទាញពពកអេឡិចត្រុងពីស្នូលអ៊ីដ្រូសែនទៅខ្លួនវាហើយធ្វើឱ្យអាតូមអ៊ីដ្រូសែន (ផ្នែកខ្លះ) ត្រូវបានចោទប្រកាន់ជាវិជ្ជមាន។ ដោយសារទំហំ H មានទំហំតូចបើប្រៀបធៀបទៅនឹងម៉ូលេគុល និងអាតូមផ្សេងទៀត បន្ទុកក៏តូចផងដែរ។

ការឌិកូដ DNA

មុន​នឹង​ធ្វើ​ការ​បកស្រាយ​ម៉ូលេគុល DNA អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​យក​កោសិកា​មួយ​ចំនួន​ធំ​ជា​មុន​សិន។ សម្រាប់ការងារដែលត្រឹមត្រូវ និងជោគជ័យបំផុត ប្រហែលមួយលាននៃពួកគេត្រូវការ។ លទ្ធផលដែលទទួលបានក្នុងអំឡុងពេលសិក្សាត្រូវបានប្រៀបធៀប និងកត់ត្រាជានិច្ច។ សព្វ​ថ្ងៃ​នេះ ការ​ឌិកូដ​ហ្សែន​មិន​មែន​ជា​រឿង​កម្រ​ទេ ប៉ុន្តែ​ជា​នីតិវិធី​ដែល​អាច​ប្រើ​បាន​។

ជាការពិតណាស់ ការឌិកូដហ្សែននៃកោសិកាតែមួយ គឺជាលំហាត់ដែលមិនអាចអនុវត្តបាន។ ទិន្នន័យដែលទទួលបានក្នុងអំឡុងពេលសិក្សាបែបនេះមិនចាប់អារម្មណ៍ចំពោះអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រទេ។ ប៉ុន្តែវាជាការសំខាន់ណាស់ដែលត្រូវយល់ថារាល់វិធីសាស្រ្តឌិកូដដែលមានស្រាប់នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ទោះបីជាមានភាពស្មុគស្មាញក៏ដោយ វាមិនមានប្រសិទ្ធភាពគ្រប់គ្រាន់នោះទេ។ ពួកគេនឹងអនុញ្ញាតឱ្យអាន 40-70% នៃ DNA ប៉ុណ្ណោះ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សាស្ត្រាចារ្យនៅសាកលវិទ្យាល័យ Harvard ថ្មីៗនេះបានប្រកាសពីវិធីសាស្ត្រមួយ ដែល 90% នៃហ្សែនអាចត្រូវបានបកស្រាយ។ បច្ចេកទេសនេះគឺផ្អែកលើការបន្ថែមម៉ូលេគុលបឋមទៅកោសិកាដាច់ស្រយាល ដោយមានជំនួយពីពួកវាការចម្លង DNA ចាប់ផ្តើម។ ប៉ុន្តែសូម្បីតែវិធីសាស្រ្តនេះក៏មិនអាចចាត់ទុកថាជោគជ័យដែរ វានៅតែត្រូវកែលម្អមុនពេលវាអាចប្រើបានដោយបើកចំហក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ។