מבנה הליקס כפול של ה- DNA

בביולוגיה, "סליל כפול" הוא מונח המשמש לתיאור המבנה של DNA. סליל כפול של DNA מורכב משתי שרשראות ספיראליות של חומצה deoxyribonucleic. הצורה דומה לזו של גרם מדרגות לולייני. DNA הוא א חומצות גרעין מורכב מבסיסים חנקניים (אדנין, ציטוזין, גואנין ותימין), סוכר בעל חמישה פחמן (דוקסוקסיבוזה) ומולקולות פוספט. בסיסי נוקליאוטידים של DNA מייצגים את מדרגות המדרגות של גרם המדרגות, ומולקולות הדוקסיריבוזה והפוספט מהוות את צדי המדרגות.

Takeaways מפתח

DNA מפותל לתוכו כרומוזומים וארוז בחוזקה גרעין שלנו תאים. ההיבט המתפתל של ה- DNA הוא תוצאה של אינטראקציות בין המולקולות המרכיבות DNA ומים. הבסיסים החנקניים המרכיבים את מדרגות גרם המדרגות המעוות מוחזקים יחד על ידי קשרי מימן. אדנין נקשר לתימין (A-T) וזוגות גאנין עם ציטוזין (G-C). בסיסים חנקניים אלה הם הידרופוביים, כלומר חסר להם זיקה למים. מאז התא

ה- DNA מסודר כך שהפוספט ועצם הסוכר נמצאים מבחוץ ובמגע עם נוזלים, בעוד הבסיסים החנקניים נמצאים בחלק הפנימי של המולקולה. על מנת למנוע עוד יותר את בסיסי החנקן במגע עם תא נוזל, המולקולה מתפתלת להפחתת החלל בין הבסיסים החנקניים לבין גדילי הפוספט והסוכר. העובדה ששני גדילי ה- DNA היוצרים את הסליל הכפול הם אנטי-מקבילים עוזרת גם לסובב את המולקולה. אנטי-מקביל פירושו שגדילי ה- DNA פועלים בכיוונים מנוגדים, מה שמבטיח כי הגדילים משתלבים זה בזה. זה מקטין את פוטנציאל הנוזל לחלחל בין הבסיסים.

צורת הסליל הכפול מאפשרת זאת שכפול הדנ"א ו סינתזת חלבון להתרחש. בתהליכים אלה ה- DNA המעוות נפתח ונפתח כדי לאפשר יצירת העתק של ה- DNA. בשכפול ה- DNA, הסליל הכפול מתרחק וכל גדיל מופרד משמש לסינתזה של גדיל חדש. עם היווצרות הגדילים החדשים, בסיסים משויכים זה לזה עד שנוצרות שתי מולקולות DNA בעלות סליל כפול ממולקולת DNA יחידה מסוג סליל כפול. שכפול DNA נדרש לתהליכים של מיטוזה ו מיוזה להתרחש.

בסינתזת חלבון, מולקולת ה- DNA היא תעתיק לייצר RNA גרסת קוד ה- DNA המכונה RNA messenger (mRNA). מולקולת ה- RNA של השליח היא אם כן תורגם כדי לייצר חלבונים. על מנת שתעתוק ה- DNA יתקיים, על סליל ה- DNA הכפול להתפתל ולאפשר לאנזים הנקרא פולימראז RNA לתמלול ה- DNA. RNA הוא גם חומצה גרעינית אך מכיל את האורציל הבסיס במקום תימין. בתעתיק, זוגות גואנין עם ציטוזין ואדניני זוגות עם אורציל ליצירת תמליל RNA. לאחר התמלול ה- DNA נסגר ומתפתל למצב המקורי.

לזכותו של הגילוי של המבנה הדו-סלילי של ה- DNA ניתן ג'יימס ווטסון ו- פרנסיס קריק, הוענק פרס נובל על עבודותיהם. קביעת מבנה ה- DNA התבססה בחלקה על עבודתם של מדענים רבים אחרים, כולל רוזלינד פרנקלין. פרנקלין ומוריס ווילקינס השתמשו בבדיקת רנטגן בכדי לברר רמזים לגבי מבנה ה- DNA. תצלום הדיפרקציה של הרנטגן של ה- DNA שצילם פרנקלין, בשם "תצלום 51", הראה כי גבישי ה- DNA יוצרים צורת X בסרט הרנטגן. למולקולות עם צורה סלילית יש סוג זה של תבנית בצורת X. בעזרת עדויות ממחקר דיפרקציות הרנטגן של פרנקלין, ווטסון וקריק תעדנו את מודל ה- DNA המשולש המשולש הקודם שלהם למודל של סליל כפול ל- DNA.

עדויות שהתגלו על ידי הביוכימאי ארווין שארגו עזרו לווטסון וקריק לגלות זיווג בסיס ב- DNA. שארגוף הדגים כי ריכוזי האדנין ב- DNA שווים לזה של התמין, וריכוז הציטוזין שווה לגואנין. בעזרת מידע זה, ווטסון וקריק הצליחו לקבוע כי הקשר של אדנין לתמין (A-T) וציטוזין לגואנין (C-G) יוצרים את המדרגות של צורת המדרגות המעוותות של ה- DNA. עמוד השדרה של סוכר-פוספט מהווה את צידי גרם המדרגות.

• "גילוי המבנה המולקולרי של ה- DNA - הליקס הכפול." Nobelprize.org, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.