Dan 25. travnja posvećen je molekuli DNA.
Deoksiribonukleinsku kiselinu (DNA) izolirao je J. F. Miescher 1869. godine iz jezgara ljudskih stanica, a zatim iz riblje sperme te ju nazvao nuklein. Tek je u razdoblju između dvaju svjetskih ratova objašnjena primarna polimerna struktura nukleinskih kiselina. Zanimanje za nukleinske kiseline poraslo je nakon 1944. godine kad je O. T. Avery pokazao da je DNA nositelj genske informacije. Na temelju kristalografskih istraživanja M. H. F. Wilkinsa i Rosalind Franklin, J. D. Watson i F. H. C. Crick predložili su na današnji dan, 25. travnja 1953. godine, model dvostruke uzvojnice DNA i mehanizam njezina udvostručivanja.
Molekula DNA građena je od dvaju polinukleotidnih lanaca koji su spiralno obavijeni jedan oko drugoga. Svaki polinukleotidni lanac čini velik broj nukleotida, a svaki je nukleotid građen od triju dijelova: šećera deoksiriboze, fosfatne skupine i dušične baze. U molekuli DNA razlikujemo četiri dušične baze: adenin (A), gvanin (G), citozin (C) i timin (T). Te četiri dušične baze i njihov raspored duž molekule DNA odgovorne su za gotovo svu raznolikost živoga svijeta.
Dušičnim bazama određeno je kakve će biti bjelančevine koje izgrađuju neki organizam. Tako molekula DNA određuje i naša obilježja kao što su visina, boja očiju, boja kože, veličina i oblik ušiju, inteligencija i drugo.
DNA je široka samo 2 nanometra (milijarditi dio jednoga metra), ali je zato prilično dugačka, mnogo je dulja od jezgre u kojoj se nalazi. Zato se mora nekako u nju „spakirati“. To se postiže s pomoću kromosoma koji su kraći, prijenosni oblik ove molekule. U našim se tijelima nalazi oko 100 trilijuna stanica. U svakoj stanici nalazi se DNA. DNA se u eukariotskoj stanici nalazi u jezgri, u mitohondrijima, a kod biljaka u plastidima. Kad bismo odmotali jednu petlju DNA, bila bi dugačka oko 1,82 metra. Kad bismo odmotali DNA u svim stanicama svojega tijela i zajedno ih spojili, bile bi dugačke 177 milijarda kilometara. To je dovoljno da se ode do Sunca i natrag oko 600 puta.
Genom je sveukupna deoksiribonukleinska kiselina (DNA) nekoga organizma.
Obuhvaća sve gene, ali i ostale (nekodirajuće) nizove nukleotida. Pod strukturom genoma razumijeva se točan redoslijed nukleotida u nekome genomu. Danas su poznate strukture mnogih genoma, uključujući i ljudski, koji se sastoji od oko tri milijarde parova nukleotida u svakome setu kromosoma. To je poznavanje ključno za razumijevanje molekularne osnove svih bioloških procesa.
Osnove teorije nasljeđivanja u 19. stoljeću postavio je Gregor Mendel, češki redovnik koji se bavio križanjima graška. On je u svojim radovima opisao čimbenike nasljeđivanja koje mi danas nazivamo geni. Gen je osnovna jedinica nasljeđivanja preko koje se nasljedne osobine prenose od roditelja na potomstvo. Na molekularnoj razini gen je slijed određenoga broja nukleotidnih parova uzduž molekule deoksiribonukleinske kiseline (DNA) ili, u nekim virusima, molekule ribonukleinske kiseline (RNA).
Tehnikama sekvenciranja moguće je utvrditi točan redoslijed nukleotida u DNA te je 2001. godine utvrđen potpuni redoslijed nukleotida u svim kromosomima ljudskoga genoma. Danas se analiza DNA primjenjuje u različite znanstvene svrhe (npr. u antropologiji). Budući da je ta molekula kemijski vrlo otporna, moguće je analizirati čak i fosilne uzorke. Analiza DNA najpouzdanija je metoda u sudskoj medicini (identifikacija žrtava i počinitelja zločina, utvrđivanje očinstva).
Dodatni izvori: 25. travnja – Dan molekule DNA, članak uredništva STEM-a, 2020.
članak priredila:
Iva Juršić Uravić, učiteljica biologije i kemije
U stvaranje udžbenika Kemija 4, kao i prethodnim udžbenicima ove serije koju se lako prepoznaje u dosljednosti grafičkoga dizajna, uključili smo i stručnjake prirodoslovnoga područja kao recenzente i suautore u želji da se izvrsnost prepoznaje u svakom njegovu segmentu.
Izdvajamo iz rubrike Proširite vidike!
Molekula deoksiribonukleinske kiseline;
priredio prof. dr. sc. Janoš Terzić sa Medicinskoga fakulteta u Splitu.
Velik broj izvrsno pripremljenih zadataka i problemskih pitanja
čini udžbenik Kemija 4 pravom riznicom kemije!
Odabrani zadatak iz novoga udžbenika Kemija 4
Erwin Chargaff, američki biokemičar, svojom je kemijskom analizom molekule DNA utvrdio da je omjer količina adenin/timin i gvanin/citozin u različitim uzorcima uvijek jednak.
To je svojstvo poznato kao Chargaffovo pravilo: A = T i G = C.
- Što se iz Chargaffova pravila može zaključiti o međusobnome odnosu količine gvanina i adenina u molekuli DNA? Vrijedi li tvrdnja da je G = A?
- Može li se na osnovi Chargaffova pravila tvrditi da je zbroj količina purinskih baza jednaka zbroju količina pirimidinskih baza? Vrijedi li tvrdnja da je A + G = C + T?
- Odnosi li se Chargaffovo pravilo samo na molekulu DNA u obliku dvostruke uzvojnice ili se može primijeniti i na svaki lanac zasebno ako se dvostruka uzvojnica razdvoji na svoje komplementarne lance?
