DNA – Kwas Deoksyrybonukleinowy
Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) to wielkocząsteczkowy związek chemiczny z grupy kwasów nukleinowych, który pełni rolę nośnika informacji genetycznej w organizmach eukariotycznych, prokariotycznych oraz wirusach. U eukariontów DNA znajduje się w jądrach komórkowych, natomiast u prokariontów w cytoplazmie.
Budowa DNA
DNA jest liniowym biopolimerem składającym się z deoksyrybonukleotydów. Każdy nukleotyd zbudowany jest z deoksyrybozy, reszty fosforanowej oraz jednej z czterech zasad azotowych: adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C) i tyminy (T). U niektórych wirusów tymina może być zastąpiona uracylem (U).
Cząsteczka DNA najczęściej składa się z dwóch antyrównolegle biegnących nici, które tworzą podwójną helisę. Zasady azotowe w jej wnętrzu łączą się komplementarnie, tworząc pary:
- A=T
- G≡C
Długość DNA
W przypadku człowieka, całkowita długość DNA w jednej komórce somatycznej wynosi około 2-2,4 m, co wynika z liczby par zasad oraz ich średniej odległości. Najdłuższy chromosom, chromosom 1, ma długość około 8 cm.
Upakowanie DNA w komórce
Z uwagi na dużą długość cząsteczek DNA, konieczne jest ich upakowanie. U eukariontów DNA jest upakowane w chromatynie, a w formie chromosomów w komórkach dzielących się. Każda nić DNA ma końce, które są oznaczone jako 5′ i 3′, co pozwala na ich antyrównoległe ułożenie.
DNA zawiera informacje genetyczne dotyczące:
- sekwencji aminokwasów w białkach
- sekwencji RNA niekodujących
- regulacji ekspresji genów
- sekwencji o niejasnym znaczeniu
Rodzaje DNA
DNA klasyfikuje się według:
- pochodzenia: aDNA
- funkcji: cDNA, mtDNA, chlDNA/cpDNA
- struktury:
- jednoniciowy DNA (ssDNA)
- dwuniciowy DNA (dsDNA) w formach: A-DNA, B-DNA, Z-DNA
- trójniciowy DNA
- czteroniciowy DNA
Historia poznania DNA
DNA zostało odkryte w 1869 roku przez Fryderyka Mieschera, jednak jego struktura nie była znana przez długi czas. Model podwójnej helisy DNA opracowali James Watson i Francis Crick w 1953 roku, na podstawie badań Rosalind Franklin i Maurice’a Wilkinsa. W 1962 roku Watson, Crick i Wilkins otrzymali Nagrodę Nobla za swoje odkrycie.
W późniejszych latach odkryto zasady kodu genetycznego oraz opracowano metody sekwencjonowania DNA. Profilowanie DNA zaczęło być wykorzystywane w kryminalistyce od 1986 roku, a pierwszym skazanym na podstawie dowodu DNA był Colin Pitchfork w 1987 roku.
