Dezoksiribonukleinska kiselina
| Diočlanakao |
| Genetici |
|---|
 |
| Ključne komponente |
| Historija i teme |
| Istraživanje |
| Personalizovana medicina |
| Personalizovana medicina |
za kontrolu građe i funkcija ogromne većine živih bića.
Dezoksiribonukleinska kiselinailiDNKprimarni je genetički materijal. To je polimer sastavljen od dva polinukleotidna lanca koji se motaju jedan oko drugog i formiraju dvostruku spiralu. Polimer nosi genetičke upute za razvoj, funkcioniranje, rast i reprodukciju svih poznatih organizama i mnogih virusa. DNK iribonukleinska kiselina(RNK) su nukleinske kiseline. Uz proteine, lipide i složene ugljikohidrate (polisaharide),nukleinske kiselinesu jedan od četiri glavna tipamakromolekulakoje su neophodne za sve poznate oblike života. Ona je osnovni nositeljgenetičke informacije(gena) u sveukupnom živom svijetu, a izuzeci u tom pogledu (kao nekivirusi) kod kojih tu ulogu imaRNKprava su rijetkost. S druge strane, najvažnija uloga RNK je u procesima ostvarivanja funkcije gena (genetičke poruke). DNK se uglavnom nalazi ujedru(uhromosomima) i samoobnavljajućim vanjedarnim strukturama.[1][2][3][4][5]
Dužina ukupne DNK u jednoj ćeliji se kodčovjekaprocjenjuje na 174 cm.[6][7]
Struktura i funkcija
[uredi|uredi izvor]DNK se sastoji iz dva paralelna polinukleotidna lanca, koji se međusobno i oko zamišljene zajedničke osi uvijaju u dvojnu spiralu. Prema tome, svaki molekul DNK, ustvari, sadrži dva polimerna polulanca, čije su monomeredezoksiribonukleotidi.Takva prostorna struktura molekule DNK slikovito se može predočiti u vidu spiralno savitljivih ljestvi, sastavljenih od dvije uzdužne paralelne vrpce, spojene nizom (također parelelnih) prečki. Osobenost svakog nukleotida određuje prisutna dušična baza, budući da se ona javlja u četiri različite varijante, dok su njegove ostale dvije komponente uvijek istovjetne: pentozni šećerdezoksiribozai fosfatna grupa. Od dušičnih baza u nukleotidima DNK se alternativno nalaze:
- purini:adenin(A)iguanin(G),i
- pirimidini:citozin(C)itimin(T),po kojima se i cijele strukture označavaju kao adeninski, guaninski, citozinski i timinski nukleotidi. Unutar molekule nukleotida središnji položaj imašećer,a pošto se za njega dušična baza prema komplementarnom polulancu veže bočno, skelet polinukleotidnog lanca čini naizmjenični slijed karika: dezoksiriboza – fosfatna grupa – dezoksiriboza – fosfatna grupa – itd. Jedan zavoj spirale čini dio polulanca od 10 parova pentoza – fosfatna grupa veličine 3,4nm.Dva ovakva polulanca nukleotida međusobno su spojena paralelnim "prečkama" –vodikovim vezamapreko komplementarnih azotnih baza istog nivoa. Ova komplementarnost je dosljedna cijelom dužinom polimera, a ogleda se u tome što se adenin uvijek veže s timinom, a guanin s citozinom, sa četiri moguće varijante veza među polu-lancima DNK:
- A–TiT–A,
te - G–CiC-G.
Imajući u vidu tu pravilnost, redoslijed nukleotida u jednom polu-lancu precizno je uvjetovan i određen komplementarnim nizom njegovog parnjaka. Prema toj genetičkoj konstanti, ukupni broj molekula adenina u svakom lancu DNK (pa i u ćeliji i organizmu) jednak je broju molekula timina, a guanina ima onoliko koliko i citozina. Stalnost ukupne količine DNK po jednoj ćeliji je jedna od osnovnih genetičkih karakteristika svake vrste organizma, što se odnosi i na međusobni omjerA–TiG–Cnukleotidnih parova.Ova struktura i organizacija genetičkog materijala na molekulskom nivou omogućava tri njegove najbitnije i osobene biološke funkcije, a to su:
- Autokataliza– autoreprodukcija – proizvodnja sopstvenih kopija; Autoreprodukcija DNK se zasniva na njenoj autokatalitičkoj sposobnosti samoponavljanja, tj. da kontrolira produkciju sopstvenih kopija. Pritom novonastali lanci imaju izvorni raspored nukleotida, odnosno gena. Nakon podjele dvolančane molekule DNK na dva polulanca (u toku ćelijske diobe), svaki od njih, od slobodnih nukleotida, "nadoknađuje" komplementarni polinukleotidni lanac. Tako se svaki potomački molekul DNK, ustvari, sastoji od jednog izvornog roditeljskog i jednog novosintetiziranogkomplementarnog polulanca(parnjaka), što je poznato kaosemikonzervativna replikacija.
- Heterokataliza- kontrola procesa metabolizma – proizvodnja drugih supstanci; Heterokatalitička funkcija DNK, tj. genetička kontrola procesametabolizma,a preko toga i svih individualnih svojstava, počiva na kontroli sinteze bjelančevina. Naime, tročlani nukleotidni slijed u DNK molekuli (triplet) predstavlja genetičku informaciju za ugradnju određene aminokiseline (gradivne komponentepolipeptida) u polipeptidni lanac. Ova heterokatalitička funkcija genetičkog materijala ibjelančevina– kao njegovih “diriginiranih” posrednika – omogućava kontrolu svih ostalih struktura i funkcija ćelije i organizma, u procesu ontogeze i formiranja individualnih osobina (razvojafenotipa).
- Mutabilnost(promjenljivost) se ogleda u mogućnosti mijenjanja strukture genetičke informacije, tj. kvalitativnih i kvantitativnih izmjena ugenomu.Na toj pojavi počiva cjelokupni biodiverzitet na Zemlji, od prvih reproducibilnih molekula do daleke budućnosti.
Također pogledajte
[uredi|uredi izvor]Reference
[uredi|uredi izvor]- ^Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN9958-9344-1-8.
- ^Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN9958-9344-3-4.
- ^Hadžiselimović R. (1986): Uvod u teoriju antropogeneze. Svjetlost, Sarajevo,ISBN9958-9344-2-6.
- ^Hadžiselimović R. (2005): Bioantropologija – Biodiverzitet recentnog čovjeka. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN9958-9344-2-6.
- ^Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo,ISBN978-9958-9344-8-3.
- ^Mark F., Bowman J. L. (2011): Genetic analysis; An integrated approach. Benjamin/Cummings, San Francisco, ISBN 13:978-0-321-73250-7; ISBN 10:0-321-73250-2.
- ^Krebs J. E., Goldstein E. S., Kilpatrick S., T. (2014): Lewin's Genes XI. Jones & Bartlett Publishing, Burlington,ISBN0-13-978-1449pogrešan ISBN.
Vanjski linkovi
[uredi|uredi izvor]
- Nauka 50: DNK (RTS Obrazovno-naučni program - Zvanični kanal)
- "Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids",Watson J. D. i Crick F. H. C; pristupljeno: 25. 4. 2013(en)
- "Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate",Franklin R. i Gosling R. G; pristupljeno: 25. 4. 2013(en)
- "Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids",Wilkins M. H. F., Stokes A. R. i Wilson, H. R; pristupljeno: 25. 4. 2013(en)