نصائح مفيدة

كيفية عزل الحمض النووي بيديك

لفك تشفير الحمض النووي ، عمل عدد من المختبرات الكبيرة في أمريكا وإنجلترا ودول أخرى. جاء النجاح لعالمين: عالم الأحياء الأمريكي جيه. واطسون والصيدلي الإنجليزي ف. كريكالذين جمعوا جهودهم وخلق الشهير الحمض النووي نموذج الحلزون المزدوج.

إلى حد كبير ، فإنهم مدينون بنجاح عملهم لنتائج الدراسات السابقة التي أجراها E. Chargaff و R. Franklind. باستخدام طريقة اللوني ، قدم Chargaf في وقت مبكر من عام 1945 تقييما كميا لمحتوى المكونات المختلفة في الحمض النووي. قام بتحليل عينات من الحمض النووي من الكائنات الحية المختلفة وأظهر أن التركيب الكمي للقواعد في الحمض النووي مختلفة مختلفة ويعتمد على مصدرها. وهكذا ، الحمض النووي لديه خصوصية الأنواع وضوحا. أنشأ الأنماط التالية للتركيب الكيميائي للحمض النووي ، ما يسمى قواعد Chargaff:

1) كمية قواعد البيورين في جزيء الحمض النووي تساوي عدد قواعد بيريميدين ، أي A + G = T + C ،
2) كمية الأدينين تساوي كمية الثيمين (A = T) ، وكمية الجوانين تساوي كمية السيتوزين (G = C) ، وبالتالي:

A + ز= 1
T + C

ومع ذلك ، على الرغم من المراسلات الكمية الصارمة ، يختلف الحمض النووي لأنواع مختلفة في نسبة أزواج قاعدة AT و GC. كان الدنا المعزول من خلايا الثدييات ، بشكل عام ، أكثر ثراءً من A و T من البكتيريا ، حيث ساد G و C.

تشير أنماط حيود الأشعة السينية لجزيء الحمض النووي التي حصلت عليها روزاليند فرانكليند ، الذي درس الحمض النووي عن طريق تحليل حيود الأشعة السينية ، إلى أن هذا الجزيء كان ملتويًا في دوامة.

بناءً على هذه المعلومات ، ابتكر واتسون وكريك نموذجًا لجزيء الحمض النووي. وفقًا لهذا النموذج ، يكون DNA عبارة عن بوليمر حيوي ويتكون من سلسلتين متعدد النوكليوتيدات ملتوية على شكل حلزون مزدوج. كل سلسلة هي اتصال تسلسلي من المونومرات - النيوكليوتيدات.

الصيغة الكيميائية للنيوكليوتيدات

يشتمل تركيب نوكليوتيد الحمض النووي على خمسة كربونات من السكر - ديوكسي ريبوز ، والباقي من حمض الفوسفوريك وواحد من القواعد النيتروجينية الأربعة. أخبرت قواعد Chargeff Watson and Crick أنه يجب أن يكون هناك قاعدة محددة في جزيء الحمض النووي - الأدينين مع الثيمين ، والجوانيين مع السيتوزين. وهكذا ، صاغ واتسون وكريك للمرة الأولى مبدأ التكامل ، الذي تنص على أن سلسلة جزيء الحمض النووي يكمل الآخر ، أي يحدد تسلسل القواعد في أحد سلاسل DNA بشكل فريد تسلسل القواعد في سلسلة أخرى (تكميلية).

في كل سلسلة ، يتم توصيل ذرة عند موضع 5 بوصات من حلقة بنتوس واحدة من خلال مجموعة فوسفات إلى ذرة في الموضع 3 'من حلقة البنتوز التالية. إحدى القواعد الأربع متصلة بجانب حلقة البنتوز. ترتبط السلاسل ببعضها البعض عبر روابط هيدروجينية بين قواعدها ، بينما يرتبط الأدينين دائمًا برابطة هيدروجين مزدوجة مع ثيمين (أزواج AT) ، وجوانيين مع رابطة ثلاثية مع السيتوزين (أزواج G-C).

السلاسل غير متوازية: مقابل الطرف 5 '(الفوسفات) لسلسلة واحدة تكون الطرف 3' (OH) من السلسلة الأخرى. عادة ما يتم كتابة تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي في الاتجاه من النهاية 5 إلى 3.

وبدلاً من قاعدة الثيمين ، يوجد اليوراسيل في النيوكليوتيدات سلسلة من الحمض النووي الريبي ، ويوجد سكر الريبوز الخالي من الكربون كمكون للكربوهيدرات.

تم تأكيد صحة نموذج واتسون وكريك من خلال العديد من الدراسات التي أجريت على هيكلها في مجموعة واسعة من الكائنات. ومع ذلك ، جنبا إلى جنب مع القواعد المعتادة ، تم العثور على ما يسمى القواعد "الثانوية" ، والتي تنشأ نتيجة مثيلة الأدينين والسيتوزين ، في تكوين الحمض النووي.

لمدة 25 عامًا ، كان نموذج واتسون وكريك يعتبر البنية الوحيدة الممكنة للحمض النووي. ومع ذلك ، وجد فيما بعد أن جزيء الحمض النووي يمكن أن يتخذ شكلًا مختلفًا اعتمادًا على مستوى الرطوبة. الشكل الرئيسي للحمض النووي هو الشكل B (أو دوامة Watson-Cricova). معالمه: يحتوي كل ملف حلزوني على 10 أزواج من النيوكليوتيدات ، ويبلغ طول الملف الواحد 3.4 نانومتر ، وقطر الجزيء 2 نانومتر. شكل ب هو دوامة اليد اليمنى. تم اكتشاف شكل آخر من اليد اليمنى من الحمض النووي (الحمض النووي) من قبل R. فرانكلين. يحدث في ظروف انخفاض الرطوبة. معالمه: 11 زوجًا لكل ثورة ، وزاوية ميل القواعد 70 درجة ، د حوالي 2 نانومتر. يختلف A-DNA عن B-DNA في أن الأزواج القاعدية يتم دفعها بقوة إلى محيط الجزيء ، لذلك يبدو وكأنه أنبوب في الأعلى. لقد ثبت أنه إذا ظهرت مناطق مزدوجة في الحمض النووي الريبي (RNA) ، عندها يكون لها شكل A حتى عند الرطوبة 100٪.

الحمض النووي المزدوج الحلزون

في أواخر 70. تمكنت مجموعة من العالم الأمريكي أ. ريتش من الحصول على شظايا الحمض النووي قصيرة تمثل الحلزون المزدوج أعسر. في هذه الدوامة ، يتميز العمود الفقري لسكر الفوسفات بشكل متعرج مميز ، حيث جاء اسم Z-DNA. خدم ظهور هذا الجزء من الحمض النووي في الطور من الانقسام الاختزالي كأساس لافتراض مشاركة هذا النموذج في تنفيذ العمليات الجينية الكبيرة: الاقتران والتقاطع.

وقد تبين كذلك أنه مع الحفاظ على المبدأ الهيكلي العام ، يختلف الهيكل المحلي لأجزاء جزيء الحمض النووي اعتمادًا كبيرًا على تكوين النيوكليوتيد ومستوى الرطوبة. يمكن التعرف على هذه الاختلافات من خلال المواد التي تتفاعل مع الحمض النووي ، وخاصة الإنزيمات. وجود أشكال مختلفة من الحمض النووي يدحض تماما الفكرة السابقة للمحافظة على هذا الجزيء.

اقرأ أيضًا مقالات أخرى في الموضوع 6 ، "الأساس الجزيئي للوراثة":

انتقل إلى قراءة موضوعات الكتاب الأخرى "علم الوراثة والاختيار. النظرية. المهام. الإجابات":

شاهد الفيديو: اصنع ال DNA بسهولة (شهر فبراير 2020).