เนื้อหา
กรด Deoxyribonucleic (DNA) เป็นรหัสสำหรับทุกคน โทรศัพท์มือถือ ข้อมูลทางพันธุกรรมบนโลก ชีวิตของเซลล์ทั้งหมดตั้งแต่แบคทีเรียที่เล็กที่สุดไปจนถึงปลาวาฬที่ใหญ่ที่สุดในมหาสมุทรใช้ DNA เป็นสารพันธุกรรม
บันทึก: ไวรัสบางชนิดใช้ DNA เป็นสารพันธุกรรม อย่างไรก็ตามไวรัสบางตัวใช้ RNA แทน
DNA เป็นกรดนิวคลีอิกประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์แต่ละอันมีสามส่วนคือน้ำตาลทรายขาว 5 คาร์บอนกลุ่มฟอสเฟตและฐานไนโตรเจน สอง เส้นเสริม ของ DNA มารวมตัวกันขอบคุณพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐานไนโตรเจนที่ทำให้ DNA สร้างรูปแบบบันไดที่บิดเป็นเกลียวคู่ที่มีชื่อเสียง
พันธะระหว่างฐานไนโตรเจนที่ช่วยให้โครงสร้างนี้ในรูปแบบ ใน DNA มีตัวเลือกฐานไนโตรเจนอยู่สี่ตัวเลือก: adenine (A), thymine (T), cytosine (C) และ guanine (G) แต่ละฐานสามารถผูกมัดกับอีกตัวหนึ่งเท่านั้น A กับ T และ C กับ G นี่เรียกว่า กฎการจับคู่ฐานเสริม หรือ กฎของ Chargeaffs.
ไนโตรเจนสี่ฐาน
ในหน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์ DNA มีสี่ฐานไนโตรเจน:
แต่ละฐานเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ฐาน purine และ ฐาน pyrimidine.
Adenine และ Guanine เป็นตัวอย่างของ ฐาน purine. ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างของพวกเขาคือวงแหวนอะตอมหกอะตอมที่ประกอบด้วยไนโตรเจนร่วมกับวงแหวนอะตอมห้าอะตอมที่ประกอบด้วยไนโตรเจนซึ่งแบ่งอะตอมสองอะตอมเพื่อรวมวงแหวนสองวง
ไทมีนและไซโตซีนเป็นตัวอย่างของ ฐาน pyrimidine. ฐานเหล่านี้ประกอบด้วยวงแหวนอะตอมหกอะตอมที่ประกอบด้วยไนโตรเจน
บันทึก: RNA แทนที่ thymine ด้วยฐาน pyrimidine ที่แตกต่างกันที่เรียกว่า uracil (U)
กฎกติกา
กฎ Chargeaffs หรือที่เรียกว่ากฎการจับคู่ฐานเสริมระบุว่าคู่เบสดีเอ็นเอมักจะมีอะดีนด้วยไทมีน (A-T) และไซโตซีนกับกัวนีน (C-G) purine จับคู่กับ pyrimidine และในทางกลับกันเสมอ อย่างไรก็ตาม A ไม่ได้จับคู่กับ C แม้ว่าจะเป็น purine และ pyrimidine ก็ตาม
กฎนี้ได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ Erwin Chargeaff ผู้ค้นพบว่ามีความเข้มข้นของ adenine และ thymine เท่ากันรวมถึง guanine และ cytosine ภายในโมเลกุล DNA เกือบทั้งหมด อัตราส่วนเหล่านี้อาจแตกต่างกันระหว่างสิ่งมีชีวิต แต่ความเข้มข้นที่แท้จริงของ A มักจะเท่ากับ T และเหมือนกับ G และ C ตัวอย่างเช่นในมนุษย์มีประมาณ:
สิ่งนี้สนับสนุนกฎเสริมที่ A ต้องจับคู่กับ T และ C ต้องจับคู่กับ G
กฎของ Chargeaffs อธิบาย
ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น
มันต้องทำทั้งสองอย่างด้วย พันธะไฮโดรเจน ที่เข้าร่วมดีเอ็นเอเสริมพร้อมกับ พื้นที่ว่าง ระหว่างสองเส้น
ประการแรกมีประมาณ 20 Å (อังสตรอมที่หนึ่งอังสตรอมเท่ากับ 10-10 เมตร) ระหว่างดีเอ็นเอเสริมสองเส้น สอง purines และสอง pyrimidines กันจะเพียงแค่ใช้พื้นที่มากเกินไปเพื่อให้พอดีกับช่องว่างระหว่างสองเส้น นี่คือสาเหตุที่ A ไม่สามารถเชื่อมโยงกับ G และ C ไม่สามารถเชื่อมโยงกับ T
แต่ทำไมคุณถึงแลกเปลี่ยนไม่ได้ว่า purine bond กับ pyrimidine ตัวไหน? คำตอบนั้นเกี่ยวกับ พันธะไฮโดรเจน ที่เชื่อมต่อฐานและทำให้โมเลกุล DNA เสถียร
คู่เท่านั้นที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนในพื้นที่นั้นคืออะดีนีนกับไทมีนและไซโตซีนกับกัวนีน A และ T สร้างพันธะไฮโดรเจนสองแบบในขณะที่ C และ G ก่อตัวเป็นสาม มันเป็นพันธะไฮโดรเจนที่เข้าร่วมทั้งสองเส้นและทำให้โมเลกุลมีความเสถียรซึ่งทำให้มันสามารถสร้างเกลียวคู่ที่คล้ายบันไดได้
ใช้กฎการจับคู่ฐานเสริม
เมื่อรู้กฎนี้แล้วคุณสามารถค้นหาสาระเสริมให้กับสายดีเอ็นเอเดี่ยวโดยยึดตามลำดับคู่เบสเท่านั้น ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณทราบลำดับของสาย DNA หนึ่งเส้นที่มีดังนี้:
AAGCTGGTTTTGACGAC
การใช้กฎการจับคู่ฐานเสริมคุณสามารถสรุปได้ว่าสาระเสริมคือ:
TTCGACCAAAACTGCTG
เส้นอาร์เอ็นเอยังเสริมด้วยข้อยกเว้นที่ RNA ใช้ uracil แทนไทมีน ดังนั้นคุณสามารถอนุมาน mRNA strand ที่จะสร้างขึ้นจาก DNA สายแรก มันจะเป็น:
UUCGACCAAAACUGCUG