พันธุศาสตร์: DNA structure

โครงสร้างของดีเอ็นเอ (Structure of DNA)

โครงสร้างของดีเอ็นเอ(Structure of DNA) ซึ่งกรดนิวคลีอิก ชนิด ดีเอ็นเอ (DNA,deoxyribonucleic acids)

เป็นแหล่งในการเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม (genetic information) ของสิ่งมีชีวิตโดย เจมส์ ดี. วัตสัน และ ฟรานซิส คริก (James D. Watson and

Francis Crick) ได้สร้างแบบจำลองโมเลกุลของดีเอ็นเอ (DNA) ดังนี้

1. มีสายพอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide) 2 สาย ยึดกันโดยการจับคู่กันของเบส โดยในสายพอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide)

ปลาย 3’ ของนิวคลีโอไทด์ (Nucleotide) หนึ่งจะจับกับปลาย 5’ ของนิวคลีโอไทด์(Nucleotide) อีกอันหนึ่ง แต่ละสายมีทิศทางจากปลาย 5’ ไปยัง 3’

เรียงตัวกลับสวนทิศทางกัน (Antiparallel)

2. เบสไทมีน(T) ยึดกับ เบสอะดีนีน(A) ด้วยพันธะไฮโดรเจนแบบพันธะคู่ หรือ double bonds ส่วน เบสไซโตซีน(C)ยึดกับเบสกัวนีน(G)

ด้วยพันธะไฮโดรเจนแบบพันธะสามหรือ triple bonds

3. พอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide)2สายพันกัน บิดเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียนขวาโดยมี น้ำตาลดีออกซีไรโบส(Deoxyribose Sugar)

จับกับหมู่ฟอสเฟต(phosphate group) คล้ายเป็นราวบันได

4. ใน 1 รอบเกลียวของ ดีเอ็นเอ (DNA) ประกอบด้วย คู่เบส 10 คู่

5. เกลียวแต่ละรอบห่างเท่ากับ 34 Å (อ่านว่า อังสตรอม) หรือ 3.4 nm และพอลินิวคลีโอไทด์(polynucleotide) 2 สาย

มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 Å หรือ 2 nm แต่ละคู่เบสห่างกับ 3.4 อังสตรอม หรือ 0.34 nm เกลียวเอียงทำมุม 36 องศา

ส่วนประกอบของโครโมโซม

ถ้าหากจะประมาณสัดส่วนระหว่าง DNA และโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของโครโมโซมของยูคาริโอต จะพบว่าประกอบด้วย DNA 1 ใน 3 และอีก 2 ใน 3 เป็นโปรตีน โดยส่วนที่เป็นโปรตีนจะเป็น ฮิสโตน(histone) และนอนฮิสโตน(non-histone) อย่างละประมาณเท่าๆกันในปี พ.ศ. 2427 นักวิทยาศาสตร์พบว่าฮิสโตนเป็นโปรตีนที่มีองค์ประกอบ ส่วนใหญ่เป็นกรดอะมิโนที่มีประจุบวก(basic amino acid) เช่น ไลซีน และอาร์จินีนทำให้มีสมบัติในการเกาะจับกับสาย DNA ซึ่งมีประจุลบได้เป็นอย่างดี และทำให้เกิดการสร้าง สมดุลของประจุ (neutralize)ของโครมาทินด้วยสาย DNA พันรอบกลุ่มโปรตีนฮิสโตนคล้ายเม็ดลูกปัด เรียกโครงสร้างนี้ว่า นิวคลีโอโซม (nucleosome) โดยจะมีฮิสโตนบางชนิดเชื่อมต่อระหว่างเม็ดลูกปัดแต่ละเม็ด ดังภาพ