Anatomija-Leksikonas

Dezoksiribonukleorūgštis - DNR

Sinonimai

Sinonimai

Genetinė medžiaga, genai, genetinis pirštų atspaudas

Anglų: Deoksiribonukleorūgštis (DNS)

apibrėžimas

DNR yra kiekvienos gyvos būtybės (žinduolių, bakterijų) kūno formavimo instrukcija, Grybai Ir tt). Visa tai atitinka mūsų genus ir yra būtina bendroms gyvos būtybės savybėms, tokioms kaip kojų ir rankų skaičius, taip pat individualios savybės, tokios kaip plaukų spalva.
Panašiai kaip mūsų pirštų atspaudai, kiekvieno žmogaus DNR yra skirtinga ir priklauso nuo mūsų tėvų DNR. Tapatūs dvyniai čia yra išimtis: jie turi identišką DNR.

Šiurkšti DNR struktūra

Žmonėse yra DNR kiekvienoje kūno ląstelėje Ląstelės branduolys (branduolys) yra. Gyvose būtybėse, kurios neturi branduolio, tokios kaip bakterijos arba Grybai, DNR yra veikiama ląstelių erdvėje (CitoplazmaLąstelės branduolys, kuris yra tik apytiksliai. 5-15 μm būtent taip ji matuojama širdis mūsų ląstelių. Jame yra mūsų genai, esantys DNR pavidalu 46 chromosomose. Maždaug apytiksliai. 2m ilgio DNR Pakuojant jį į mažytį branduolį, reikia jį stabilizuoti Baltymai ir fermentai, suspausti į spiralę, kilpas ir ritinius.

Taigi, keli genai vienoje DNR grandinėje sudaro vieną iš 46 X formos chromosomos. Pusę iš 46 chromosomų sudaro motinos chromosomos, pusę - tėvo chromosomos. Tačiau genų aktyvinimas yra daug sudėtingesnis, todėl vaiko savybės nėra tikslios 50% galima atsekti kiekvienam iš tėvų.

Be DNR pavidalo Chromosomos ląstelės branduolyje yra daugiau žiedinės DNREnergetinės jėgainės„Iš ląstelių den Mitochondrijos.
Šis DNR ratas perduodamas tik iš motinos vaikui.

DNR iliustracija

DNR struktūra, DNR
Deoksiribonukleorūgštis
Deoksiribonukleorūgštis
Dviguba styga (spiralė)

Citozinas
Timinas
Adeninas
Guaninas
fosfatas
cukraus
Vandenilio ryšys
Pagrindo poros
Nukleotidas
a - pirimidino bazės
b - purino bazės
A - T: 2H tiltai
G - C: 3H tiltai

Visų Dr-Gumpert vaizdų apžvalgą galite rasti apsilankę: medicininės iliustracijos

Išsami DNR struktūra

Galite galvoti apie DNR kaip dvigubą sruogą, pastatytą kaip spiraliniai laiptai. Ši dviguba spiralė yra šiek tiek nelygi, todėl tarp spiralinių laiptų laiptelių visada yra didesnis ir mažesnis atstumas (dideli ir maži vagos).

Šių kopėčių turėklai pakaitomis formuojami:

cukraus likučiai (Dezoksiribozė) ir
fosfato liekana.

Turėklai turi vieną iš keturių galimų pagrindų. Taigi dvi bazės sudaro žingsnį. Pačios bazės yra sujungtos viena su kita vandenilio ryšiais.

Ši struktūra paaiškina pavadinimą DNR: dezoksiribozė (= cukraus) + Branduolinis (= iš Ląstelės branduolys) + Rūgštis / rūgštis (= bendras cukraus ir fosfato stuburo krūvis).

Bazės yra žiedo formos, skirtingos cheminės struktūros, turinčios atitinkamai skirtingas cheminio sujungimo funkcijas. DNR yra tik keturios skirtingos bazės.

Citozinas ir timinas (RNR pakeisti uracilu) yra vadinamosios pirimidino bazės ir jų žiede yra žiedas.
Kita vertus, purino bazių struktūra turi du žiedus. DNR jie vadinami adeninu ir guaninu.

Yra tik viena galimybė sujungti du pagrindus, kurie kartu sudaro žingsnį.

Su pirimidino baze visada yra purino bazė. Dėl cheminės struktūros citozinas visada sudaro papildomas bazių poras su guaninu ir adeniną su timinu.

Detalesnę informaciją šia tema galite perskaityti skyriuje: Telomerai - anatomija, funkcijos ir ligos

DNR bazės

Ateikite į DNR 4 skirtingos bazės priekyje.
Tai apima iš pirimidino gautas bazes, turinčias tik vieną žiedą (citozinas ir timinas), ir iš purino gautas bazes, turinčias du žiedus (adeninas ir guaninas).

Kiekvienas iš šių pagrindų yra su cukrumi ir a Fosfato molekulė sujungti ir tada dar vadinami adenino nukleotidu arba citozino nukleotidu. Šis susiejimas su cukrumi ir fosfatu yra būtinas, kad atskiros bazės galėtų būti sujungtos, kad sudarytų ilgą DNR grandinę. Cukrus ir pakaitiniai DNR grandinėje fosfatas jie sudaro DNR kopėčių šoninius elementus. Kopėčių DNR lygiai yra sudaryti iš keturių skirtingų bazių, nukreiptų į vidų.
Adeninas ir timinas visada eina atitinkamai. Guaninas ir citozinas sudaro vadinamąją papildomą bazių porą.
DNR bazės yra sujungtos vadinamosiomis vandenilio jungtimis. Adenino ir timino pora turi du, o guanino ir citozino pora - tris iš šių jungčių.

DNR polimerazė

DNR polimerazė yra a fermentaskurie gali sujungti nukleotidus kartu ir taip sukurti naują DNR grandinę.
DNR polimerazė gali veikti tik tada, kai kitas fermentas (kita DNR polimerazė) yra vadinamas a „Gruntas“, t.y., buvo pagaminta pradinės molekulės faktinei DNR polimerazei.
Tada DNR polimerazė prisijungia prie laisvo cukraus molekulės galo viename nukleotide ir susieja šį cukrų su kito nukleotido fosfatu.
DNR polimerazė atspindi DNR replikacija (DNR dubliavimasis ląstelių dalijimosi procese) sukuria naujas DNR molekules, nuskaitydamas esamą DNR grandinę ir susintetindamas atitinkamą priešingą dukterinę grandinę. Kad DNR polimerazė pasiektų „pradinę grandinę“, iš tikrųjų dviguba grandine DNR turi praeiti parengiamąjį DNR replikaciją Fermentai būti sužeistam.

Be DNR polimerazių, kurios dalyvauja DNR replikacijoje, yra ir DNR polimerazės, galinčios atitaisyti pažeistas ar neteisingai nukopijuotas sritis.

DNR kaip medžiaga ir jos produktai

Norint užtikrinti mūsų kūno augimą ir vystymąsi, turi vykti mūsų genų paveldėjimas ir reikalingų ląstelių bei baltymų gamyba, ląstelių dalijimasis (mejozė, mitozė). Būtini procesai, kuriuos turi praeiti mūsų DNR, parodyti apžvalgoje:

Replikacija:

Replikacijos tikslas yra genetinės medžiagos (DNR) dubliavimasis ląstelės branduolyje prieš ląstelėms dalijantis. Chromosomos yra suvyniotos po gabalus, kad fermentai galėtų prisijungti prie DNR.
Priešinga DNR dviguba grandinė atidaroma taip, kad abi bazės nebėra sujungtos viena su kita. Dabar kiekviena turėklų pusė arba bazė yra nuskaityta įvairių fermentų ir papildyta papildoma baze, įskaitant turėklą. Taip susidaro dvi identiškos dvigubos DNR grandinės, kurios pasiskirsto tarp dviejų dukterinių ląstelių.

Transkripcija:

Kaip ir replikacija, transkripcija taip pat vyksta branduolyje. Tikslas yra perrašyti bazinį DNR kodą mRNR (pasiuntinio ribonukleino rūgštis). Tiraminas pakeičiamas uracilu ir išpjaustomos baltymų nekoduojančios DNR dalys, panašios į tarpą. Dėl to dabar iš ląstelės branduolio perkelta mRNR yra žymiai trumpesnė nei DNR ir turi tik vieną grandinę.

Vertimas:

Jei mRNR jau pateko į ląstelių erdvę, raktas skaitomas iš bazių. Šis procesas vyksta ribosomose. Trys pagrindai (Bazinis tripletas) lemia amino rūgšties kodą. Iš viso naudojama 20 skirtingų amino rūgščių. Perskaičius mRNR, aminorūgščių grandinė lemia baltymą, kuris yra naudojamas pačioje ląstelėje arba siunčiamas į tikslinį organą.

Mutacijos:

Dauginant ir skaitant DNR, gali atsirasti daugiau ar mažiau rimtų klaidų. Ląstelėje per dieną padaroma apie 10 000–1 000 000 pažeidimų, kuriuos paprastai galima atitaisyti naudojant taisomuosius fermentus, kad klaidos ląstelei jokios įtakos neturėtų.

Jei produktas, t. Y. Baltymas, nepaisant mutacijos, nepakinta, įvyksta tylioji mutacija. Tačiau jei baltymai keičiami, liga dažnai vystosi. Pavyzdžiui, ultravioletinė spinduliuotė (saulės šviesa) reiškia, kad timino pagrindo pažeidimo negalima atitaisyti. Rezultatas gali būti odos vėžys.
Tačiau mutacijos nebūtinai turi būti susijusios su liga. Taip pat galite modifikuoti organizmą naudingai. Mutacijos yra didelė evoliucijos dalis, nes organizmai ilgainiui gali prisitaikyti prie savo aplinkos tik per mutacijas.

Yra įvairių rūšių mutacijos, kurios gali įvykti spontaniškai skirtingose ląstelės ciklo fazėse. Pvz., Jei genas yra sugedęs, jis vadinamas geno mutacija. Tačiau jei klaida paveikia tam tikras chromosomas ar chromosomų dalis, tai yra chromosomų mutacija. Jei paveiktas chromosomų skaičius, tai lemia genomo mutaciją.

Skaitykite daugiau apie tai: Chromosomų aberacija - ką tai reiškia?

DNR replikacija

taikinys DNR replikacija yra Esamos DNR kopijavimas.
Ląstelių dalijimosi metu bus Ląstelių DNR tiksliai padvigubėjo o paskui paskirstomos į abi dukterines ląsteles.

DNR padvigubėjimas vyksta po vadinamojo pusiau konservatyvus principas vietoj to, tai yra po pradinio DNR atjungimas pradinę DNR grandinę per Fermentas (helikazė) yra atskirtas ir kiekviena iš šių dviejų „originalių gijų“ tarnauja kaip naujos DNR grandinės šablonas.

DNR polimerazė yra fermentas, atsakingas už Atsakomos naujos krypties apibendrinimas yra. Kadangi priešingos DNR grandinės bazės papildo viena kitą, DNR polimerazė gali panaudoti esamą „originalią grandinę“, kad laisvosios bazės ląstelėje būtų išdėstytos teisinga tvarka ir tokiu būdu suformuotų naują DNR dvigubą grandinę.

Po šio tikslaus DNR dvigubinimo, dvi dukros sruogoskuriuose dabar yra ta pati genetinė informacija, ant dviejų ląsteliųsukelia ląstelių dalijimasis, padalinta. Taip yra dvi identiškos dukterinės ląstelės iš jo atsirado.

DNR istorija

Ilgą laiką nebuvo aišku, kurios organizmo struktūros yra atsakingos už mūsų genetinės medžiagos perdavimą. Šveicaro Friedricho Miescherio dėka 1869 m. Daugiausia dėmesio buvo skiriama ląstelės branduolio turiniui.

1919 m. Lietuvis Phoebus Levene atrado pagrindus, cukrų ir fosfato likučius kaip mūsų genų statybines medžiagas. Kanadietis Oswald Avery sugebėjo įrodyti, kad DNR, o ne baltymai iš tikrųjų yra atsakingi už genų perkėlimą 1943 m. Atliekant bakterinius eksperimentus.
Amerikietis Jamesas Watsonas ir britas Francisas Crickas nutraukė tyrimų maratoną, kuris 1953 m. Pasklido po daugelį tautų. Jie buvo pirmieji, padedami Rosalindo Franklino (Britai) DNR rentgeno spinduliai, DNR dvigubos spiralės modelis, apimantis purino ir pirimidino bazes, cukraus ir fosfato liekanas. Rosalindo Franklino rentgeno nuotraukas išleido ne jis pats, o jo kolega Maurice'as Wilkinsas. Wilkinsas kartu su Watsonu ir Cricku gavo 1962 m. Nobelio medicinos premiją. Tuo metu Franklinas jau mirė, todėl nebegalėjo būti paskirtas.

Ši tema gali sudominti ir jus: Chromatinas

DNR atradimo reikšmė šiandien

Šiek tiek kraujo scenoje gali nuteisti kaltininką.

Kriminologija:

Ar įtartina medžiaga patinka

Kraujas,
Sperma arba
plaukai

Rasta nusikaltimo vietoje arba aukoje, iš jos galima išgauti DNR. Be genų, DNR yra daugiau sekcijų, susidedančių iš dažnai kartojamų bazių, kurios nekoduoja kodo. Šios scenos yra genetinis pirštų atspaudas, nes jos yra labai kintamos. Tačiau genai yra beveik identiški visiems žmonėms.

Jei supjaustysite DNR, gautą fermentų pagalba, susidaro daug mažų DNR gabalėlių, dar vadinamų mikrosatellitais. Palyginus įtariamojo mikrosatellitų (DNR fragmentų) būdingą modelį (pvz., Iš seilių mėginio) su esama medžiaga, yra didelė tikimybė, kad kaltininkas bus atpažintas, jei jie sutampa. Principas yra panašus į pirštų atspaudų principą.

Tėvystės testas:

Čia taip pat lyginamas vaiko mikrosatellitų ilgis su galimo tėvo ilgiu. Jei jie sutampa, tėvystė yra labai tikėtina (taip pat žiūrėkite: Kriminologija).

Žmogaus genomo projektas (HGP):

1990 m. Buvo pradėtas žmogaus genomo projektas. Siekdamas iššifruoti visą DNR kodą, Jamesas Watsonas iš pradžių vadovavo projektui. Nuo 2003 m. Balandžio mėn. Žmogaus genomas laikomas visiškai iššifruotu. Maždaug 21 000 genų galėtų būti priskirta 3,2 milijardo bazinių porų. Visų genų suma, genomas, savo ruožtu yra atsakinga už kelis šimtus tūkstančių baltymų.

DNR sekos nustatymas

Atliekant DNR sekos nustatymą, naudojami biocheminiai metodai, siekiant nustatyti nukleotidų (DNR bazinės molekulės su cukrumi ir fosfatu) eiliškumą DNR molekulėje.

Labiausiai paplitęs metodas yra tas Sanger grandinės nutraukimo metodas.
Kadangi DNR yra sudaryta iš keturių skirtingų bazių, daromi keturi skirtingi metodai. DNR, kurią reikia nustatyti, yra kiekviename požiūryje Gruntas (Pradinė molekulė sekvenavimui), DNR polimerazė (fermentas, praplečiantis DNR) ir visų keturių reikalingų nukleotidų mišinys. Tačiau kiekviename iš šių keturių metodų skirtinga bazė yra chemiškai modifikuota taip, kad ją būtų galima įterpti, tačiau ji nesuteikia DNR polimerazės puolimo taško. Taigi ateina Grandinės nutraukimas.
Šis metodas sukuria skirtingo ilgio DNR fragmentus, kurie vėliau pakeičiami vadinamaisiais Gelio elektroforezė chemiškai atskirtos pagal jų ilgį. Gautą rūšiavimą galima paversti nukleotidų seka DNR segmente, pažymint kiekvieną bazę skirtinga fluorescencine spalva.

DNR hibridizacija

DNR hibridizacija yra molekulinis genetinis metodaskuri naudojama kuriant Įrodykite dviejų atskirų skirtingos kilmės DNR gijų panašumą.

Šis metodas naudojamas todėl, kad DNR dviguba grandinė visada sudaryta iš dviejų vienas kitą papildančių pavienių gijų.
Labiau panašios abi pavienės gijos yra vienas su kitu, tuo daugiau bazių sudaro tvirtą ryšį (vandenilio ryšius) su priešinga baze ar tuo daugiau atsiranda daugiau bazių porų.

Dviejų DNR gijų, turinčių skirtingą bazinę seką, sekcijų bazių pora nebus.

santykinis jungčių skaičius dabar gali per Lydymosi temperatūros nustatymas, kurioje atskirtos naujai sukurtos DNR dviguba grandinė.
Kuo aukštesnė lydymosi temperatūra melas, tuo labiau papildomos bazės yra suformavę vandenilio ryšius vienas su kitu ir tuo labiau panašios yra dvi pavienės sruogos.

Ši procedūra taip pat gali būti naudojama Specifinės bazinės sekos nustatymas DNR mišinyje būti naudojamas. Tu gali tai padaryti dirbtinai suformuota DNR gabalėliai, pažymėti (fluorescenciniais) dažais tapti. Tuomet jie identifikuoja atitinkamą bazinę seką ir gali ją padaryti matomą.

Tyrimo tikslai

Baigę Žmogaus genomo projektas Dabar tyrėjai bando priskirti atskirus genus jų svarbai žmogaus organizmui.
Viena vertus, jie bando padaryti išvadas Ligos atsiradimas ir terapija Kita vertus, palyginus žmogaus DNR su kitų gyvų būtybių DNR, yra viltis, kad pavyks geriau parodyti evoliucijos mechanizmus.