7: DNA
- Page ID
- 208698
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
DNA: חומר החיים. ובכן, לא ממש, למרות ההייפ. ה- DNA אכן מכיל את ההוראות לייצר הרבה מחומר החיים (חלבונים), אם כי שוב, לא כל חומר החיים. לפחות לא באופן ישיר. חומצה דאוקסיריבונוקלאית (ובת דודתה הקרובה מאוד חומצה ריבונוקלאית, או RNA) היא פולימר בעל שרשרת ארוכה מאוד. אתה אולי זוכר שפולימר הוא רק מולקולה ממש גדולה שנוצרת על ידי חיבור מולקולות דומות קטנות רבות יחד). בפולימר זה, המולקולות הקטנות (מונומר) ידועות בשם נוקלאוטידים, והן מורכבות מפנטוז (סוכר 5 פחמן או דאוקסיריבוז או ריבוז), בסיס חנקני וקבוצת פוספט.
- 7.1: מבנה ה- DNA
- נוקלאוטידים משתנים רק מעט, ורק בבסיס החנקני. עבור DNA, בסיסים אלה הם אדנין, גואנין, ציטוסין ותימין. A ו- G מסווגים כפורינים ואילו C ו- T מסווגים כפירמידינים. כל עוד אנו נותנים שמות לדברים, שימו לב ל"דאוקסיריבוז "ו"ריבוז". כפי שהשם מרמז, deoxyribose הוא רק ריבוז ללא חמצן. ליתר דיוק, כאשר יש קבוצת הידרוקסיל המחוברת ל-2-פחמן של ריבוז, יש רק מימן המחובר ל-2-פחמן של דאוקסיריבוז.
- 7.2: שכפול DNA חצי שמרני
- שכפול DNA דומה לשעתוק ברעיון הכללי ביותר שלו: אנזים פולימראז קורא קווצת DNA נוקלאוטיד אחד בכל פעם, הוא לוקח נוקלאוטיד אקראי מהנוקלאופלזמה, ואם הוא משלים לנוקלאוטיד ב-DNA, הפולימראז מוסיף אותו לגדיל החדש שהוא יוצר. כמובן, ישנם הבדלים משמעותיים גם בין שכפול לתעתיק, לא פחות מכך הוא ששני גדילי ה- DNA נקראים בו זמנית.
- 7.3: שכפול פרוקריוטי
- שכפול ה- DNA מתחיל במקור שכפול. יש רק מקור אחד בפרוקריוטים (ב- E. coli, ORiC) והוא מאופיין במערכים של רצפים חוזרים ונשנים. רצפים אלה עוטפים חלבון קושר DNA, ובכך מפעילים לחץ על קשרי ה- H בין גדילי ה-DNA, והכרומוזום מתחיל להיפתח באזור עשיר ב-AT עטוף סביב חלבון זה. זכור כי זוגות A-T חלשים ב -33% מזוגות G-C בגלל פחות קשרי מימן.
- 7.4: שכפול אוקריוטי
- בהתחשב באופי המכריע של שכפול כרומוזומלי לקיום החיים, אין זה מפתיע לגלות ששכפול ה- DNA האוקריוטי דומה מאוד לתהליך הפרוקריוטי. חלק זה ידגיש כמה מההבדלים, שהם בדרך כלל פירוט על הגרסה הפרוקריוטית.
- 7.5: נגעי DNA
- האופי החזק של ה- DNA בשל הגדילים הכפולים המשלימים שלו צוין כבר מספר פעמים. כעת אנו שוקלים ביתר פירוט את תהליכי התיקון המצילים DNA פגום. ה- DNA אינו חזק כמעט כמו שהתקשורת הפופולרית גורמת לו להיות.
- 7.6: תיקון DNA
- תיקון DNA הוא אוסף של תהליכים שבאמצעותם תא מזהה ומתקן נזק למולקולות ה- DNA המקודדות את הגנום שלו.
- 7.7: טלומרים
- אם יש מנגנון לזיהוי קצוות רופפים של DNA, מה לגבי הקצוות של כל כרומוזום אוקריוטי? הם כרומוזומים ליניאריים, אז יש להם קצוות, נכון? מה מונע ממערכות התיקון של שבירת גדילים כפולים לזהות לא נכון את כולן כדנ"א שבור ולשרשר את כל הכרומוזומים יחד? מעניין שהתשובה לשאלה זו קשורה קשר הדוק לתשובה לבעיית השכפול הסופי, שנרמז בקצרה בתיאור השכפול שלנו.
תמונה ממוזערת: סליל כפול של DNA. (נחלת הכלל; NIH - מכון לחקר הגנום).