DNA

DNA-molekyle: organismers arvemateriale

En del af DNA’et fungere som gener

Grundstrukturen for DNA er ens for alle levende organismer, men variere stadigvæk fra art til art og individ til individ forskellen er bare meget lille

Et DNA-molekyle består af 2 makromolekyler

DNA’et er formet som en helix og makromolekylerne er DNA-strengene

Nucleotider: byggestenene af makromolekyler

Nucleotiderne er hver især opbygget af 3 typer kemiske forbindelser:

Phosphat(PO4-3), 2-deoxyribose, samt et basisk molekyle der indeholder Nitrogen, og der findes 4:

Thymin(T) og Cytosin(C): består af 1 heterocyklisk ring(pyrimidiner), hvilket betyder at ringstrukturen indeholder Carbon og nitrogen

Adenin(A) og Guanin(G): sammensat af 2 heterocykliske ringe(puriner)

Uracil(U) erstatter Thymin(T) i RNA

Carbonatomerne nummereres i 2-deoxyriboset, da Nucleotiderne er nemlig altid sammensat ved at phosphat er bundet til 2-deoxyribose ved dets carbonatom nr. 5, og den nitrogenholdige base er bundet til 2-deoxyribose ved carbonatom nr. 1. (figur 104)

DNA-strengen dannes ved at phosphat fra ét nucleotid binder sig til carbon nr. 3 i 2-deoxyribose fra et andet nucleotid. På den måde danner phosphat og 2-deoxyribose der skiftevis sidder sammen, en side i trappestigen, mens  nitrogenholdige  baser  fra  nucleotiderne  stikker  ud  og  danner  halve  trin  på trappestigen. 

DNA strengene bliver til et DNA-molekyle når der opstår hydrogenbindinger mellem baserne, det kaldes en baseparring

Thymin – Adenin (2 hydrogenbindinger)

Cytosin – Guanin (3 hydrogenbindinger)

3′-enden (3-mærkeenden): den ene ende

5′-enden (5-mærkeenden): den anden ende

Tallene henviser til 2-deoxyribosernes hvilket nummer carbonatom det er(se top billede)

Man bruger betegnelserne til at holde styr på hvilken vej nucleotiderne vender

Nucleotiderne er omvendte overfor hindanden, det gør dem antiparallelle

Strengene går altid fra 5′-enden til 3’enden, de nye nucleotider binder altid til 3’enden og frem

Prokaryote organismer har som regel kun et ringformet kromosom, samt små ringformede DNA-molekyler kaldt plasmider, og de befinder sig frit i cytoplasmaet, supersnoret

Eukaryote celler indeholder meget mere DNA, og befinder sig i celle kernen og er pakket meget godt sammen

Histoner: DNA-strukturen pakkes sammen ved kemisk tiltrækning til proteinet histon

Histonernes primærstruktur indeholder mange aminosyrer med positivt ladede sidegrupper som kan tiltrække de  negativt  ladede  phosphatgrupper  fra  DNA-molekylet. Og sekundærstrukturen består især af a-helixer

DNA’et blive foldet 1,75 omgange omkring 8 histoner

Nucleosom: organiseringen af kromosomstrukturen

Histonhaler: Histonernes ender der stikker ud af strukturen, og de kan have særlige funktioner i cellekernen

Solenoider: stjerneformede strukturer et histon samler nucleosomerne i

Denne organisering gør det muligt at opbevare DNA’et i cellekernens lille volumen

De kan både blive aflæst for at danne proteiner og de kan blive kopieret som forberedelse til celledeling

Celledelingerne mitose og meiose er beskrevet i kapitel

2 side 61 og 68

Når cellen deler sig ved mitose eller meiose, snor kromosomet sig yderlige sammen så kompakt at man kan se det med et almindeligt lysmikroskop

Replikation: fordobling af cellens DNA forud for en celledeling

Formålet med denne proces er at de nye celler kommer til at indeholde en identisk kopi af den gamle celles DNA og er en kompliceret proces der bliver katalyseret af forskellige enzymer

Først brydes hydrogenbindingerne ned mellem de to DNA-strenge, processen katalyseres af en samling enzymer der hedder DNA-helikaser, og det sker flere steder på en gang, så replikationen går hurtigere, de to DNA-strenge virker hver især som skabelon for de ny, da de forskellige baser altid er overfor hindanden

De nye strenge dannes ved at nye nucleotider som dannes i cellen, sammenkædes i retning fra 5′-enden til 3′-enden (kan kun bindes til 3’enden) ved hjælp af en samling enzymer der hedder: DNA-polymeraser.

Processen kræver energi og energien kommer fra de nydannede nucleotider der som udgangspunkt har bundet to ekstra phosphatgrupper til sig, disse fraspaltes under frigivelse af energi som bruges idet nucleotidet kobles til den voksende DNA-streng.

Resultatet blive to ny identiske DNA-molekyler, hvor den ene del er fra de gamle og den anden er en ny en

Før at DNA-polymeraserne kan lave deres arbejde går et enzym ved navn: primase, og det fremstiller en lille stump af ca. 10 nucleotider, som baseparrer med skabelonen denne nucleotidstump kaldes en primer (engelsk udtale), den er opbygget af RNA-nucleotider og de gør det muligt for DNA-polymeraserne at virke

Da de 2 DNA-strenge er antiparallelle og DNA-polymeraserne kun kan binde sig til 3′-enden af et nucleotid, betyder det umiddelbart at polymeraserne kun kan samle nye nucleotider langs den ene af skabelonerne, men det er IKKE rigtigt.

For langs den anden skabelon laves den nye DNA-streng af små stumper af nucleotider der bagefter samles af et særligt enzym: DNA-ligase

Udover at tilføje nye nucleotider, tjekker nogle af DNA-polymeraserne også om nyligt tilføjede nucleotiders baser er komplementære til skabelonens baser, og hvis de ikke er udskiftes de som regel og det forøger nøjagtigheden i replikationen, DNA-polymeraserne erstatter også primerens RNA-nucleotider med DNA-nucleotider

I eukaryote celler bliver histonerne fjernet de steder hvor replikationen af DNA’et foregår, så de mange enzymer kan komme til, og i takt med at DNA’et kopieres, laves der også nye kopier af histonerne og kromosomerne organiseres igen i nucleosomer og solenoider

Skabelonen: mRNA

RNA: enkeltstrenget, og indeholder ribose i stedet for 2-deoxyribose, samt basen uracil i stedet for thymin

DNA -> RNA -> Protein: Biologiens centrale dogme / protein syntese

DNA -> RNA: Transskription

RNA -> Protein: Translation

Messenger-RNA: mRNA

Transport-RNA: tRNA, transportere aminosyrer over til ribosomet og mRNA’et

Ribosomal-RNA: rRNA

DNA står for deoxyribonucleic acid

Deoxyribo: deoxyribose i DNA’et

Nucleic: DNA findes i kernen(nucleus)

Acid: den fraspalter et H ion // det er derfor der står O- i phosphaten, der har været et H