Sekundarna struktura molekula DNK

Kako izgleda molekul DNK?

Molekuli DNK sastoje se od dva lanca nukleotida koji su međusobno povezani i spiralno uvijeni oko svoje osovine. Votson i Krik su 1953.godine objavili model dvostruke zavojnice DNK i zato dobili Nobelovu nagradu.
Izuzetak predstavljaju određeni virusi kod kojih postoji jednolančani molekul DNK.

Šta predstavlja sekundarna struktura molekula DNK?

Sekundarna struktura DNK je zavojnica ili heliks koji je izgrađen od dva antiparalelna polinukleotidna lanca. Antiparalelnost označava da su lanci suprotne hemijske polarnosti (suprotnog smera) tako da naspram 5′ kraja jednog lanca se nalazi 3′ kraj drugog, i obrnuto.
Lanci su povezani vodoničnim vezama, koje se formiraju između komplementarnih azotnih baza. Povezivanje baza je specifično, tako da su međusobno komplementarni veći molekul purinske baze sa manjim molekulom pirimidinske baze.

Dva polinukleotidna lanca molekula DNK
A-adenin
T-timin
G-guanin
C- citozin
Š-šećer
F-fosfat
Antiparalelnost DNK lanaca

Termodinamski najstabilnija je veza između adenina i timina, koji su povezani sa dve vodonične veze, odnosno citozina i guanina, koji su pivezani sa tri vodonične veze. Na ovaj način formiraju se parovi baza A-T i C-G koji predstavljaju univerzalnu zakonitost u građi dvolančanog molekula DNK.

Parovi baza
– Advertisement –

Šargafovo pravilo

Šargafovo (Chargaf) pravilo odnosi se na molarni odnos azotnih baza u molekulu DNK. Utvrđeno je da uvek postoji jednaka zastupljenost guanina i citozina, odnosno adenina i timina. Ovo znači da je količina purinskih baza jednaka količini pirimidinskih baza, A+G/T+C= 1.
Princip komplementarnosti, na kome se zasniva sekundarna struktura DNK, omogućava da redosled baza u jednom lancu automatski određuje redosled u drugom.

Model dvostruke zavojnice

Po modelu dvostruke zavojnice DNK komplementarni lanci su uvijeni na desno jedan oko drugog, tako da se duž molekula formiraju dva spiralna žleba (veliki i mali). Prečnik zavojnice je isti celom dužinom i iznosi 2nm.
Molekuli pentoze i ostaci fosforne kiseline spojeni su 3′-5′ fosfodiestarskim vezama i čine “skelet” molekula DNK. Purinske i pirimidinske baze orijentisane su prema centralnom delu molekula, a ravni baza su normalne u odnosu na osu zavojnice.
Maksimalna stabilnost zavojnice obezbeđena je time što se purinske i pirimidinske baze nalaze u keto tautomernom obliku. Jedan okret zavojnice sadrži 10 nukleotida i ima dužinu 3,4 nm.
Ovaj model je B forma, koja je i najčešća forma molekula DNK u prirodi.

Fleksibilnost dvostruke zavojnice

Zavojnica DNK pokazuje fleksibilnost u sekundarnoj strukturi, koja se uočava kroz razlike u promeru, veličini i smeru navoja. Izgled molekula DNK menja se u zavisnosti od fizičko-hemijskih uslova i interakcije sa molekulima koji se nalaze u njenom okruženju.

Forme molekula DNK

Pri visokim koncentracijama soli ili u dehidratisanom stanju, DNK se javlja u A formi. Ovde je zavojnica desna, ali zbijenija i postoji 11 baznih parova pri punom okretu. Ravni baza su kose u odnosu na osovinu molekula. Ovaj oblik postoji kod dvolančane RNK, a ima ga i hibridni molekul (sastoji se od jednog lanca DNK i komplementarnog lanca RNK).

Z formu molekula DNK karakteriše levostrana zavojnica sa okosnicom cik-cak oblika. Jedan zavoj ima 12 baznih parova i formira samo jedan duboki žleb. Javlja se u delovima u kojima se u nizu smenjuju purinske i pirimidinske baze, kao što su CpG nizovi nukleotida.

Forme DNK molekula

Veličina molekula DNK

Jedinica dužine molekula DNK je par nukleotida, odnosno par azotnih baza. Jedan bazni par se označava sa 1bp. 1000 bp=1 kiobaza ili 1 kb, a 1 000 000 bp=1 MB
Molekuli DNK su najveći molekuli u prirodi, a njihova molekulska masa iznosi i više milijardi Daltona.

– Advertisement –


Share:

Author: Sovica

Preporučujemo: