Tổ chức vật lý, phân tử hoặc hình học của DNA (612 từ)

Ghi chú hữu ích về tổ chức vật lý, phân tử hoặc hình học của DNA!

Người đầu tiên đưa ra bất kỳ suy nghĩ nào về cấu trúc DNA ba chiều là WT Astbury, người đã nghiên cứu về tinh thể học tia X của mình kết luận vào năm 1940 rằng vì DNA có mật độ cao, do đó, polynucleotide của nó là một đống nucleotide phẳng, mỗi hạt nhân trong đó được định hướng vuông góc với trục dài của phân tử và được đặt mỗi 3, 4 A dọc theo ngăn xếp.

Hình ảnh lịch sự: 3.bp.blogspot.com/_dBigZkRETuM/TS-LaUDMtoI/AAAAAAAABrY/3Arustycloud.jpg

Các nghiên cứu về tinh thể học tia X của Astbury được tiếp tục bởi Wilkins và cộng sự (1953), người đã tìm cách chuẩn bị các sợi DNA định hướng cao cho phép họ có được một bức ảnh nhiễu xạ tia X. Một trong những cộng sự của ông Rosalind Franklin đã thu được một bức ảnh DNA nhiễu xạ tia X vượt trội xác nhận suy luận trước đó của Astbury là 3, 4 Khoảng cách internucleotide và gợi ý cấu hình xoắn ốc cho phân tử DNA.

Watson và Crick, những người đã tham gia xây dựng một mô hình phù hợp cho cấu trúc DNA, khi quan sát bức tranh phân tử DNA của Franklin, họ đã ngay lập tức sử dụng thông tin đó để xây dựng mô hình phân tử cho DNA. Vào tháng 4 năm 1953, Watson và Crick đã công bố kết luận của họ về cấu trúc của DNA trong cùng một vấn đề về 'Tự nhiên', trong đó Wilkins và các đồng nghiệp đã trình bày bằng chứng tia X cho cấu trúc đó.

Cân nhắc của Watson và Crick trong việc xây dựng cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA:

Watson và Crick đã kết luận trực tiếp từ bức ảnh nhiễu xạ tia X của DNA do Franklin chụp rằng (1) chuỗi polynucleotide DNA có dạng chuỗi xoắn ốc thông thường, (2) chuỗi xoắn có đường kính khoảng 20 A và, (3) chuỗi xoắn tạo ra một lượt hoàn chỉnh cứ sau 3, 4 A dọc theo chiều dài của nó, và do đó, vì khoảng cách internucleotide là 3, 4 A, bao gồm một nhóm mười nucleotide mỗi lượt.

Xem xét mật độ đã biết của phân tử DNA, Watson và Crick tiếp theo kết luận rằng chuỗi xoắn phải chứa hai chuỗi polynucleotide, hoặc hai ngăn xếp mười nucleotide mỗi lượt, vì mật độ của một hình trụ có đường kính 20 A và 34 A cũng sẽ quá dài thấp nếu nó chứa nhưng một chồng mười, và quá cao nếu nó chứa ba hoặc nhiều ngăn xếp mười nucleotide mỗi ngăn.

Tuy nhiên, trước khi cố gắng sắp xếp hai chuỗi polynucleotide này thành một chuỗi xoắn đều của các kích thước cần thiết, tuy nhiên, Watson và Crick đã đặt ra một hạn chế hơn nữa đối với mô hình của chúng - một hạn chế xuất phát từ kiến ​​thức của chúng rằng DNA, cuối cùng là vật liệu di truyền.

Nếu DNA chứa thông tin di truyền nên họ đã suy luận và nếu thông tin đó được ghi là một chuỗi cụ thể của bốn bazơ dọc theo chuỗi polynucleotide, thì cấu trúc phân tử của DNA phải có thể chứa bất kỳ chuỗi bazơ tùy ý nào dọc theo chuỗi polynucleotide của nó . Nếu không, khả năng của DNA với tư cách là người mang thông tin sẽ bị giới hạn quá nghiêm trọng.

Do đó, họ cảm thấy cần phải xây dựng một chuỗi xoắn thông thường như vậy, mặc dù bao gồm hai chuỗi polynucleotide chứa một chuỗi các nucleotide tùy ý cứ sau 3, 4 A dọc theo chiều dài của chúng, tuy nhiên sẽ có đường kính không đổi là 20 A.

Vì kích thước của vòng purine lớn hơn so với vòng pyrimidine Watson và Crick đánh vào ý tưởng rằng chuỗi xoắn hai chuỗi có thể có đường kính không đổi nếu tồn tại mối quan hệ bổ sung giữa hai ngăn xếp nucleotide, do đó ở mọi cấp độ ngăn xếp một cơ sở purine và cơ sở khác pyrimidine.

Cuối cùng, để tạo ra chuỗi xoắn với sự ổn định nhiệt động lực học, cấu trúc sẽ có nhiều cơ hội cho sự hình thành liên kết hydro giữa amino-hoặc-hydroxyl hydro và keto-oxygens hoặc immununo-nitrogens của purin và pyrimidine. Những cân nhắc này đã khiến họ xây dựng một mô hình xoắn kép cho cấu trúc phân tử của phân tử DNA.