Skip to main content
Global

10.2: Muundo na Kazi ya DNA

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    174601

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Malengo ya kujifunza

    • Eleza muundo wa biochemical wa deoxyribonucleotides
    • Tambua jozi za msingi zilizotumiwa katika awali ya deoxyribonucleotides
    • Eleza kwa nini helix mara mbili ya DNA inaelezewa kama antiparallel.

    Katika Metabolism Microbial, tulijadili madarasa matatu ya macromolecules: protini, lipids, na wanga. Katika sura hii, tutajadili darasa la nne la macromolecules: asidi nucleic. Kama macromolecules nyingine, asidi ya nucleic hujumuisha monomers, inayoitwa nucleotides, ambayo ni polymerized kuunda vipande vikubwa. Kila kamba ya asidi ya nucleic ina nucleotides fulani zinazoonekana kwa utaratibu fulani ndani ya strand, inayoitwa mlolongo wake wa msingi. Mlolongo wa msingi wa asidi deoxyribonucleic (DNA) ni wajibu wa kubeba na kubaki habari za urithi katika seli. Katika Utaratibu wa Microbial Genetics, tutajadili kwa undani njia ambazo DNA hutumia mlolongo wake wa msingi kuelekeza awali yake mwenyewe, pamoja na awali ya RNA na protini, ambayo, kwa upande wake, inatoa kupanda kwa bidhaa na muundo tofauti na kazi. Katika sehemu hii, tutajadili muundo wa msingi na kazi ya DNA.

    Nucleotides ya DNA

    Vitalu vya ujenzi wa asidi ya nucleic ni nucleotides. Nucleotides ambazo hutunga DNA zinaitwa deoxyribonucleotides. Sehemu tatu za deoxyribonucleotide ni sukari ya kaboni tano inayoitwa deoxyribose, kundi la phosphate, na msingi wa nitrojeni, muundo wa pete wa nitrojeni unaohusika na kuunganisha msingi wa ziada kati ya vipande vya asidi nucleic (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Atomi za kaboni za deoxyribose ya kaboni tano zinahesabiwa 1, 2, 3, 4, na 5( 1inasomewa kama “mkuu mmoja”). Nucleoside inajumuisha sukari tano kaboni na msingi wa nitrojeni.

    a) Katikati ya deoxyribonucleotide ni sukari ya deoxyribose. Hii ni sura ya pentagon na O juu na H masharti ya Carbon chini kulia na OH masharti ya Carbon chini kulia. Masharti ya juu kushoto kaboni ni phosphate kundi ambalo lina Phosphate masharti ya 4 oksijeni. Kuunganishwa na kaboni ya juu ya kulia ya sukari ni msingi ambayo ina pete 1 au 2 ambazo zina kaboni na nitrojeni. B) Kuchora zaidi ya deoxyribose. Hii ni muundo wa umbo la pentagon na oksijeni kwenye kona ya juu. Kuhamia saa moja kwa moja, kona ya juu ya kulia ina kaboni iliyoandikwa 1-mkuu. Kuna OH iliyounganishwa na kaboni hii. Kaboni ya chini ya chini inaitwa 2-mkuu na ina H iliyounganishwa nayo. Chini ya kushoto kaboni inaitwa 3-prime na ina kikundi cha OH kilichounganishwa nayo. Kaboni ya kushoto ya juu imeandikwa 4-mkuu na ina CH2OH iliyounganishwa. Hii kaboni ya mwisho inaitwa 5-mkuu.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Kila deoxyribonucleotide imeundwa na sukari inayoitwa deoxyribose, kikundi cha phosphate, na msingi wa nitrojeni - katika kesi hii, adenine. (b) Carbon tano ndani ya deoxyribose huteuliwa kama 1, 2, 3, 4, na 5.

    Deoxyribonucleotide inaitwa kulingana na besi za nitrojeni (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Besi za nitrojeni adenine (A) na guanine (G) ni purines; wana muundo wa pete mbili na pete sita ya kaboni iliyounganishwa na pete ya kaboni tano. Pyrimidines, cytosine (C) na thymine (T), ni besi ndogo za nitrojeni ambazo zina muundo wa pete ya kaboni sita tu.

    Pyrimidini zina pete 1 iliyo na kaboni na nitrojeni katika pete. Cytosine na thymine ni pyrimidines wote. Pete zao ni sawa lakini zina vikundi tofauti vya kazi vilivyounganishwa. Purines zina pete 2 zenye kaboni na nitrojeni. Adenine na Guanine wote wawili ni purines lakini wana mpangilio tofauti wa atomi kama sehemu ya na kushikamana na pete zao.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Besi za Nitrojeni ndani ya DNA zinajumuishwa katika purines mbili za pete adenine na guanine na pyrimidines moja-pete cytosine na thymine. Thymine ni ya kipekee kwa DNA.

    Mtu binafsi nucleoside triphosphates kuchanganya na kila mmoja kwa vifungo covalent inayojulikana kama 5-3phosphodiester vifungo, au uhusiano ambapo kundi phosphate masharti ya 5 carbon ya sukari ya vifungo nucleotide moja kwa kundi hydroxyl ya 3kaboni ya sukari ya nucleotide ijayo. Ufungashaji wa phosphodiester kati ya nucleotides hufanya uti wa mgongo wa sukari-phosphate, muundo wa sukari-phosphate unaojumuisha mfumo wa kamba ya asidi ya nucleic (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Wakati wa mchakato wa upolimishaji, triphosphates ya deoxynucleotide (DnTP) hutumiwa. Ili kujenga mgongo wa sukari-phosphate, phosphates mbili za terminal hutolewa kutoka DnTP kama pyrophosphate. Kamba ya asidi ya nucleic ina kikundi cha bure cha phosphate kwenye mwisho wa kaboni ya 5 na kikundi cha bure cha hidroxyl kwenye mwisho wa kaboni ya 3. Makundi mawili ya phosphate yasiyotumiwa kutoka kwa triphosphate ya nucleotide hutolewa kama pyrophosphate wakati wa malezi ya dhamana ya phosphat Pyrophosphate hatimaye hidrolisisi, ikitoa nishati inayotumiwa kuendesha upolimishaji wa nucleotide.

    Nucleotide yenye sukari katikati, sukari ni pentagon na oksijeni kwenye hatua ya juu. Kuhamia saa moja kwa moja kaboni zinahesabiwa 1 (juu kulia) 2, (chini kulia), 3 (chini kushoto), 4 (juu kushoto) na 5 (inayojitokeza kutoka kaboni 4. Kuunganishwa na kaboni 1 ni msingi (thymine). Kuunganishwa na kaboni 5 ni kundi la phosphate. Nucleotide nyingine chini ina muundo sawa (isipokuwa kwamba msingi ni C badala ya T). Kikundi cha phosphate kilichounganishwa na kaboni 5 ya nucleotide ya chini pia kinaunganishwa na kaboni 3 ya nucleotide ya juu. Nucleotide ya chini ina OH iliyounganishwa na kaboni yake 3. Nucleotide nyingine ina kundi la OH la phosphate yake iliyoonyeshwa. aina dhamana phospodiester wakati maji ni kuondolewa kutoka makundi haya mawili OH. Hii inasababisha dhamana inayojenga kati ya kaboni 3 ya nucleotide katika mlolongo na kikundi cha phosphate kilichounganishwa na kaboni 5 ya nucleotide mpya. Hii inaitwa dhamana ya phosphodiester.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Phosphodiester dhamana fomu kati ya kundi phosphate masharti ya 5 carbon ya nucleotide moja na kundi hidroxyl ya 3kaboni katika nucleotide ijayo, kuleta upolimishaji wa nucleotides katika kuachwa asidi nucleic. Kumbuka mwisho wa 5na 3wa kamba hii ya asidi ya nucleic.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Nini maana ya mwisho wa 5na 3ya nucleic asidi strand?

    Kugundua Helix Double

    Kufikia mwanzoni mwa miaka ya 1950, ushahidi mkubwa ulikuwa umekusanya unaonyesha kwamba DNA ilikuwa nyenzo za maumbile ya seli, na sasa mbio ziliendelea kugundua muundo wake wa tatu-dimensional. Karibu wakati huu, mtaalamu wa biokemia wa Austria Erwin Chargaff 1 (1905—2002) alichunguza maudhui ya DNA katika spishi mbalimbali na kugundua kuwa adenine, thymine, guanine, na cytosini hazikupatikana kwa wingi sawa, na kwamba ilitofautiana kutoka kwa spishi hadi spishi, lakini si kati ya watu wa sawa spishi. Aligundua kwamba kiasi cha adenini kilikuwa karibu sana na kusawazisha kiasi cha thymine, na kiasi cha cytosini kilikuwa karibu sana na kusawazisha kiasi cha guanine, au A = T na G = C. mahusiano haya pia yanajulikana kama sheria za Chargaff.

    Wanasayansi wengine pia walikuwa wakichunguza kikamilifu uwanja huu wakati wa katikati ya karne ya 20. Mwaka wa 1952, mwanasayansi wa Kimarekani Linus Pauling (1901—1994) alikuwa mwanakemia wa kimuundo aliyeongoza duniani na tabia mbaya ya kupenda kutatua muundo wa DNA. Pauling alikuwa amegundua hapo awali muundo wa protini α helices, kwa kutumia diffraction ya eksirei, na, kulingana na picha za diffraction za eksirei za DNA zilizofanywa katika maabara yake, alipendekeza mfano wa DNA uliokwama mara tatu. 2 Wakati huohuo, watafiti wa Uingereza Rosalind Franklin (1920—1958) na mwanafunzi wake aliyehitimu R.G Gosling pia walikuwa wakitumia diffraction ya X-ray kuelewa muundo wa DNA (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Ilikuwa utaalamu wa kisayansi wa Franklin ambao ulisababisha uzalishaji wa picha za diffraction za eksirei zilizoelezwa vizuri zaidi za DNA ambazo zingeonyesha wazi muundo wa jumla wa mara mbili-helix wa DNA.

    Mfano wa diffraction ya X-ray wa DNA unaonyesha asili yake ya helical. Picha ya ond fuzzy na dots fuzzy nyeusi kutengeneza takwimu fuzzy 8.
    Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Mfano wa diffraction ya X-ray wa DNA unaonyesha asili yake ya helical. (mikopo: Taasisi ya Taifa ya Afya)

    James Watson (1928—), mwanasayansi wa Marekani, na Francis Crick (1916—2004), mwanasayansi wa Uingereza, walikuwa wakifanya kazi pamoja katika miaka ya 1950 ili kugundua muundo wa DNA. Walitumia sheria Chargaff na Franklin na Wilkins 'X-ray diffractionimages ya nyuzi DNA kwa kipande pamoja pairing purine-pyrimidine ya mara mbili helical DNA molekuli (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Mnamo Aprili 1953, Watson na Crick walichapisha mfano wao wa DNA mara mbili helix katika Nature. 3 Suala hilo kwa kuongeza ni pamoja na karatasi na Wilkins na wenzake, 4 pamoja na Franklin na Gosling, 5 kila kuelezea mambo mbalimbali ya muundo Masi ya DNA. Mwaka wa 1962, James Watson, Francis Crick, na Maurice Wilkins walipewa Tuzo ya Nobel katika Physiolojia na Tiba. Kwa bahati mbaya, wakati huo Franklin alikuwa amekufa, na tuzo za Nobel wakati huo hazikupewa tuzo posthumously. Kazi iliendelea, hata hivyo, juu ya kujifunza kuhusu muundo wa DNA. Mwaka 1973, Alexander Rich (1924—2015) na wenzake waliweza kuchambua fuwele za DNA ili kuthibitisha na kufafanua zaidi muundo wa DNA. 6

    Picha ya mfano wa waya katika makumbusho.
    Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Katika 1953, James Watson na Francis Crick walijenga mfano huu wa muundo wa DNA, umeonyeshwa hapa kwenye maonyesho katika Makumbusho ya Sayansi huko London.

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    Ambayo wanasayansi ni kupewa zaidi ya mikopo kwa ajili ya kuelezea muundo Masi ya DNA?

    DNA Muundo

    Watson na Crick walipendekeza kwamba DNA imeundwa na vipande viwili vinavyopotoka kuzunguka kila mmoja ili kuunda helix ya mkono wa kulia. Vipande viwili vya DNA ni antiparallel, kama kwamba mwisho wa 3 wa strand moja unakabiliwa na mwisho wa 5wa nyingine (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Mwisho wa 3 wa kila strand una kikundi cha bure cha hidroxyl, wakati mwisho wa 5 wa kila strand una kundi la bure la phosphate. Sukari na phosphate ya nucleotides zilizopolimishwa huunda uti wa mgongo wa muundo, wakati besi za nitrojeni zimewekwa ndani. Msingi huu wa nitrojeni juu ya mambo ya ndani ya molekuli huingiliana na kila mmoja, kuunganisha msingi.

    Uchambuzi wa mifumo ya diffraction ya DNA imeamua kuwa kuna takriban besi 10 kwa kila upande katika DNA. Nafasi isiyo ya kawaida ya uti wa mgongo wa sukari-phosphate huzalisha grooves kuu (ambapo mgongo ni mbali mbali) na grooves ndogo (ambapo mgongo ni karibu pamoja) (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Grooves hizi ni maeneo ambapo protini zinaweza kumfunga kwa DNA. Kufungwa kwa protini hizi kunaweza kubadilisha muundo wa DNA, kudhibiti replication, au kudhibiti transcription ya DNA katika RNA.

    a) Mchoro wa DNA umeonyeshwa kama helix mbili (ngazi iliyopotoka). Nje ya ngazi ni Ribbon ya bluu iliyoitwa “sukari phosphate uti wa mgongo”. Vipande vya ngazi vinaitwa “jozi ya msingi” na ni nyekundu na njano au kijani na bluu. Nyeupe inaonyesha adenine ya msingi ya nitrojeni. Njano inaonyesha thymine ya msingi ya nitrojeni. Bluu inaonyesha guanine ya msingi ya nitrojeni. Green inaonyesha cytosine ya msingi ya nitrojeni. Ngazi inazunguka ili kuna nafasi kubwa (inayoitwa grooves kuu) na nafasi nyembamba (inayoitwa grooves ndogo) kati ya twists. B) Mchoro tofauti wa DNA unaoonyesha kama ngazi moja kwa moja. Hii inafanya kuwa rahisi kuona misingi (ambayo sasa inaweza kuitwa na barua A, T, C au G moja kwa moja kwenye picha). Kamba ya kushoto ina 3-mkuu juu na 5-mkuu chini. Kamba ya haki ina 5-mkuu juu na 3-mkuu chini. C) Mchoro mwingine wa DNA unaonyesha sehemu fupi sana ambayo inaruhusu miundo ya kemikali kuonekana wazi zaidi. Mikanda inaonyesha kwamba kundi la phosphate daima ni kati ya kaboni 3 ya nucleotide moja na kaboni 5 ya ijayo. Vipande viwili vinaunganishwa na mistari yenye dotted inayoonyesha vifungo vya hidrojeni. Dhamana ya A-T ina vifungo 2 vya hidrojeni na C-G ina vifungo 3 vya hidrojeni. Malipo mabaya ya phosphates pia yanaonekana.
    Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Watson na Crick mapendekezo mara mbili helix mfano kwa DNA. (a) Backbones ya sukari-phosphate iko nje ya helix mbili na purines na pyrimidines huunda “mizigo” ya ngazi ya Helix ya DNA. (b) Vipande viwili vya DNA vinapingana. (c) Mwelekeo wa kila strand hutambuliwa kwa kuhesabu kaboni (1 hadi 5) katika kila molekuli ya sukari. Mwisho wa 5ni ule ambapo kaboni #5 haijafungwa na nucleotide nyingine; mwisho wa 3ni ule ambapo kaboni #3 haijafungwa na nucleotide nyingine.

    Kuunganisha msingi hufanyika kati ya purine na pyrimidine. Katika DNA, adenine (A) na thymine (T) ni jozi za msingi za ziada, na cytosine (C) na guanine (G) pia ni jozi za msingi za ziada, akielezea sheria za Chargaff (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Jozi za msingi zimetuliwa na vifungo vya hidrojeni; adenine na thymine huunda vifungo viwili vya hidrojeni kati yao, wakati cytosine na guanine huunda vifungo vitatu vya hidrojeni kati yao.

    Mchoro wa DNA unaonyesha sehemu fupi ambayo inaruhusu miundo ya kemikali kuonekana wazi zaidi. Mikanda inaonyesha kwamba kundi la phosphate daima ni kati ya kaboni 3 ya nucleotide moja na kaboni 5 ya ijayo. Vipande viwili vinaunganishwa na mistari yenye dotted inayoonyesha vifungo vya hidrojeni. Dhamana ya A-T ina vifungo 2 vya hidrojeni na C-G ina vifungo 3 vya hidrojeni. Malipo mabaya ya phosphates pia yanaonekana.
    Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Hidrojeni vifungo fomu kati ya misingi ya ziada nitrojeni juu ya mambo ya ndani ya DNA.

    Katika maabara, kufichua vipande viwili vya DNA vya helix mara mbili kwa joto la juu au kwa kemikali fulani kunaweza kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya misingi ya nyongeza, hivyo kutenganisha vipande katika vipande viwili tofauti vya DNA (DNA moja-stranded [ssDNA]]). Utaratibu huu huitwa denaturation ya DNA na ni sawa na denaturation ya protini, kama ilivyoelezwa katika Protini. Vipande vya SSDNA vinaweza pia kurudishwa pamoja kama DNA mbili-stranded (dsDNA), kwa njia ya reannealing au renaturing kwa baridi au kuondoa denaturants kemikali, kuruhusu vifungo hivi hidrojeni kurekebisha. Uwezo wa kuendesha DNA kwa njia hii ni msingi wa mbinu kadhaa muhimu katika bioteknolojia (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)). Kwa sababu ya ziada ya hidrojeni bonding kati ya jozi ya msingi ya C = G, DNA yenye maudhui ya juu ya GC ni vigumu zaidi kwa denature kuliko DNA yenye maudhui ya chini ya GC.

    Majimbo ya asili ni kama ngazi iliyopotoka. Vipande vya ngazi hufanywa kutoka kwa msingi wa kamba moja iliyounganishwa na msingi wa strand nyingine. Joto na kemikali zinaweza kudhoofisha vipande hivi. Hili likitokea, DNA ni moja iliyopigwa — ni Ribbon ndefu yenye makadirio mafupi kwa urefu wake. Renaturation, ambayo inahitaji hali maalum, inarudi DNA kwa hali ya helix mara mbili (hali ya renatured).
    Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Katika maabara, helix mara mbili inaweza kubadilishwa kwa DNA moja-stranded kwa njia ya yatokanayo na joto au kemikali, na kisha kubadilishwa kwa njia ya baridi au kuondolewa kwa denaturants kemikali kuruhusu DNA kuachwa kwa reanneal. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Hernández-Lemus E, Nicasio-Collazo LA, Castañeda-Priego R)
    Unganisha na Kujifunza

    Tazama uhuishaji kwenye muundo wa DNA kutoka Kituo cha Kujifunza DNA ili ujifunze zaidi.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    Je, ni mbili za ziada za msingi za DNA na ni jinsi gani zinaunganishwa pamoja?

    Kazi ya DNA

    DNA huhifadhi habari zinazohitajika kujenga na kudhibiti kiini. Uhamisho wa habari hii kutoka kwa mama hadi seli za binti huitwa uhamisho wa jeni wima na hutokea kupitia mchakato wa replication ya DNA. DNA inaelezewa wakati kiini kinafanya nakala ya duplicate ya DNA yake, halafu kiini hugawanya, na kusababisha usambazaji sahihi wa nakala moja ya DNA kwa kila kiini kilichotokea. DNA pia inaweza kuwa enzymatically kuharibiwa na kutumika kama chanzo cha nucleosides na nucleotides kwa seli. Tofauti na macromolecules nyingine, DNA haitumii jukumu la kimuundo katika seli.

    Zoezi\(\PageIndex{4}\)

    Je, DNA inapeleka habari za maumbile kwa watoto?

    Kutengeneza Njia ya Wanawake katika Sayansi na Afya

    Kihistoria, wanawake wamekuwa wasiwakilishwa chini katika sayansi na dawa, na mara nyingi michango yao ya uanzilishi imekwenda kiasi bila kutambuliwa. Kwa mfano, ingawa Rosalind Franklin alifanya tafiti za diffraction za X-ray zinazoonyesha muundo wa mara mbili wa helical wa DNA, ni Watson na Crick ambao walipata kuwa maarufu kwa ugunduzi huu, wakijenga data yake. Bado kuna utata mkubwa juu ya kama upatikanaji wao wa data yake ulikuwa sahihi na kama migogoro ya utu na upendeleo wa kijinsia imechangia kutambua kuchelewa kwa michango yake muhimu. Vilevile, Barbara McClintock alifanya kazi ya uanzilishi katika jenetiki za mahindi (mahindi) kuanzia miaka ya 1930 hadi miaka ya 1950, akigundua transposons (kuruka jeni), lakini hakutambuliwa mpaka baadaye sana, akipokea Tuzo ya Nobel katika Fiziolojia au Tiba mwaka 1983 (Kielelezo\(\PageIndex{9}\)).

    Leo, wanawake bado hawajawakilishwa katika nyanja nyingi za sayansi na dawa. Wakati zaidi ya nusu ya digrii za shahada ya kwanza katika sayansi zinatolewa kwa wanawake, 46% tu ya digrii za udaktari katika sayansi zinatolewa kwa wanawake. Katika wasomi, idadi ya wanawake katika kila ngazi ya maendeleo ya kazi inaendelea kupungua, huku wanawake wanashikilia chini ya theluthi moja ya nafasi za wanasayansi wa ngazi ya Ph.D. katika nafasi za kufuatilia muda, na chini ya robo moja ya profesa kamili katika vyuo vikuu vya miaka 4 na vyuo vikuu. 7 Hata katika fani za afya, kama karibu maeneo mengine yote, wanawake mara nyingi hawajawakilishwa sana katika kazi nyingi za matibabu na hupata kiasi kidogo kuliko wenzao wa kiume, kama inavyoonekana katika utafiti wa 2013 uliochapishwa na Journal of the American Medical Association. 8

    Kwa nini tofauti hizo zinaendelea kuwepo na jinsi gani tunavunja mzunguko huu? Hali ni ngumu na inawezekana matokeo kutokana na mchanganyiko wa mambo mbalimbali, ikiwa ni pamoja na jinsi jamii inavyosimamia tabia za wasichana kutoka umri mdogo na kuunga mkono maslahi yao, wote kitaaluma na binafsi. Wengine wamependekeza kuwa wanawake sio katika maabara, ikiwa ni pamoja na mshindi wa Tuzo ya Nobel Tim Hunt, ambaye maoni yake ya umma ya 2015 yanayoonyesha kuwa wanawake ni kihisia mno kwa sayansi 9 yalikutana na hukumu iliyoenea.

    Labda wasichana wanapaswa kuungwa mkono zaidi tangu umri mdogo katika maeneo ya sayansi na math (Kielelezo\(\PageIndex{9}\)). Mipango ya sayansi, teknolojia, uhandisi, na hisabati (STEM) iliyofadhiliwa na Chama cha Marekani cha Wanawake wa Chuo Kikuu (AAUW) 10 na National Aeronautics na Space Administration (NASA) 11 ni mifano bora ya programu zinazotoa msaada huo. Michango ya wanawake katika sayansi inapaswa kujulikana zaidi kwa umma, na masoko yanayolengwa kwa wasichana wadogo lazima iwe pamoja na picha zaidi za wanasayansi wa kike na wataalamu wa matibabu wenye mafanikio ya kihistoria na kitaaluma, kuhimiza akili zote za vijana, ikiwa ni pamoja na wasichana na wanawake, kufuata kazi katika sayansi na dawa.

    a) Picha ya Barbara McClintock. B) Picha ya wanasayansi wanawake 2 katika maabara.
    Kielelezo\(\PageIndex{9}\): (a) Kazi ya Barbara McClintock juu ya mahindi genetics katika miaka ya 1930 hadi 1950 ilisababisha ugunduzi wa transposons, lakini umuhimu wake haukutambuliwa wakati huo. (b) Jitihada za kuwashauri ipasavyo na kutoa msaada wa kijamii unaoendelea kwa wanawake katika sayansi na dawa inaweza siku moja kusaidia kupunguza baadhi ya masuala ya kuzuia usawa wa kijinsia katika ngazi zote katika sayansi na dawa. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Taasisi ya Smithsonian; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Haynie SL, Hinkle AS, Jones NL, Martin CA, Olsiewski PJ, Roberts MF)

    Mwelekeo wa kliniki: Sehemu ya 2

    Kulingana na dalili zake, daktari wa Alex anashutumu kwamba ana ugonjwa unaotokana na chakula aliyopata wakati wa safari zake. Uwezekano ni pamoja na maambukizi ya bakteria (kwa mfano, enterotoxigenic E. coli, Vibrio kipindupindu, Campylobacter jejuni, Salmonella), maambukizi ya virusi (rotavirus au norovirus), au maambukizi ya protozoa (Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum , au Entamoeba histolytica).

    Daktari wake anaagiza sampuli ya kinyesi kutambua mawakala wa causative iwezekanavyo (kwa mfano, bakteria, cysts) na kutafuta uwepo wa damu kwa sababu aina fulani za mawakala wa kuambukiza (kama C. jejuni, Salmonella, na E. histolytica) zinahusishwa na uzalishaji wa umwagaji damu viti.

    Sampuli ya chombo cha Alex haikuonyesha damu wala cysts. Kufuatia uchambuzi wa sampuli yake ya kinyesi na kulingana na historia yake ya hivi karibuni ya usafiri, daktari wa hospitali alidhani kuwa Alex alikuwa anaumia kuhara kwa msafiri unaosababishwa na enterotoxigenic E. coli (ETEC), wakala wa causative wa kuhara kwa wasafiri wengi. Ili kuthibitisha utambuzi na kutawala uwezekano mwingine, daktari wa Alex aliamuru mtihani wa maabara ya uchunguzi wa sampuli yake ya kiti ili kutafuta utaratibu wa DNA encoding mambo maalum ya virulence ya ETEC. Daktari alimwagiza Alex kunywa maji mengi ili kuchukua nafasi ya kile alichopoteza na kumfukuza kutoka hospitali.

    ETEC inazalisha mambo kadhaa ya plasmid-encoded virulence kwamba kufanya hivyo pathogenic ikilinganishwa na kawaida E. coli. Hizi ni pamoja na sumu iliyofichwa joto-labile enterotoxin (LT) na enterotoxin ya joto imara (ST), pamoja na sababu ya ukoloni (CF). Wote LT na ST husababisha excretion ya ions kloridi kutoka seli za matumbo hadi lumen ya tumbo, na kusababisha hasara ya maji kutoka seli za matumbo, na kusababisha kuhara. CF inajumuisha protini ya bakteria ambayo inasaidia katika kuruhusu bakteria kuambatana na bitana ya utumbo mdogo.

    Zoezi\(\PageIndex{5}\)

    Kwa nini daktari wa Alex alitumia uchambuzi wa maumbile badala ya kutengwa kwa bakteria kutoka sampuli ya kinyesi au moja kwa moja Gram stain ya sampuli ya kinyesi peke yake?

    Dhana muhimu na Muhtasari

    • Asidi ya nucleic hujumuisha nucleotides, ambayo kila mmoja ina sukari ya pentose, kikundi cha phosphate, na msingi wa nitrojeni. Deoxyribonucleotidi ndani ya DNA zina deoxyribose kama sukari ya pentose.
    • DNA ina pyrimidines cytosine na thymine, na purines adenine na guanine.
    • Nucleotides zinaunganishwa pamoja na vifungo vya phosphodiester kati ya kundi la 5phosphate la nucleotide moja na kikundi cha 3hydroxyl cha mwingine. Nucleic asidi strand ina bure phosphate kundi katika 5mwisho na bure hydroxyl kundi katika 3mwisho.
    • Chargaff aligundua kwamba kiasi cha adenini ni takriban sawa na kiasi cha thymine katika DNA, na kwamba kiasi cha guanine ni takriban sawa na cytosine. Mahusiano haya baadaye yaliamua kuwa kutokana na pairing ya msingi ya ziada.
    • Watson na Crick, kujenga juu ya kazi ya Chargaff, Franklin na Gosling, na Wilkins, walipendekeza mfano wa helix mara mbili na msingi pairing kwa muundo wa DNA.
    • DNA inajumuisha vipande viwili vya ziada vinavyolingana vinavyolingana na kila mmoja na backbones ya phosphodiester kwenye nje ya molekuli. Misingi ya nitrojeni ya kila strand inakabiliana na misingi ya ziada ya hidrojeni dhamana kwa kila mmoja, kuimarisha helix mara mbili.
    • Joto au kemikali zinaweza kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya misingi ya ziada, denaturing DNA. Kupoza au kuondoa kemikali kunaweza kusababisha urejesho au reannealing ya DNA kwa kuruhusu vifungo vya hidrojeni kurekebisha kati ya misingi ya nyongeza.
    • DNA huhifadhi maagizo yanayotakiwa kujenga na kudhibiti kiini. Taarifa hii hupitishwa kutoka kwa mzazi hadi watoto kupitia uhamisho wa jeni wima.

    maelezo ya chini

    1. 1 Mheshimiwa Kresge na wenzake. “Kanuni za Chargaft: Kazi ya Erwin Charge.” Journal ya Kemia ya Biolojia 280 (2005) :e21.
    2. 2 L. Pauling, “Mfumo uliopendekezwa kwa Asidi za Nucleic.” Kesi za Chuo cha Taifa cha Sayansi cha Marekani 39 namba 2 (1953) :84—97.
    3. 3 J.D. Watson, F.H.C. Crick. “Muundo wa asidi ya Nucleic ya Deoxyribose.” Hali 171 namba 4356 (1953) :737—738.
    4. 4 M.H.F. Wilkins et al. “Muundo wa Masi ya Deoxypentose Nucleic Acids.” Hali 171 namba 4356 (1953) :738—740.
    5. 5 R. Franklin, R.G. Gosling. “Masi Configuration katika Sodium Thymonucleate.” Hali 171 namba 4356 (1953) :740—741.
    6. 6 R.O Siku et al. “Kipande cha fuwele cha Helix Double: Muundo wa Phosphate ya Dinucleoside Guanylyl-3,5'-Cytidine.” Kesi za Chuo cha Taifa cha Sayansi cha Marekani 70 namba 3 (1973) :849—853.
    7. 7 N.H Wolfinger “Kwa Wanasayansi wa kike, Hakuna Wakati Mzuri wa Kuwa na Watoto.” Atlantiki Julai 29, 2013. www.theatlantic.com/sexes/arc... ildren/278165/.
    8. 8 S.A. Seabury et al. “Mwelekeo katika Mapato ya Wataalamu wa Huduma za Afya ya Wanaume na wa kike nchini Marekani, 1987 hadi 2010.” Journal ya Marekani Medical Association Medicine Ndani 173 № 18 (2013) :1748—1750.
    9. 9 Chung. “Tim kuwinda, Ujinsia na Sayansi: Real 'Shida Kwa Wasichana katika Labs.” CBC News Teknolojia na Sayansi, Juni 12, 2015. http://www.cbc.ca/news/technology/ti...labs-1.3110133. kupatikana 8/4/2016.
    10. 10 Chama cha Marekani cha Wanawake Chuo Kikuu. “Kujenga bomba la STEM kwa Wasichana na Wanawake.” www.aauw.org/what-we-do/stem-education/. Ilifikia Juni 10, 2016.
    11. 11 Taifa Aeronautics na Nafasi Utawala. “Programu Outreach: Wanawake na Wasichana Initiative.” http://women.nasa.gov/outreach-programs/. Ilifikia Juni 10, 2016.