Stranduri de ADN

Cei mai mulți oameni au văzut faimoasa dublă elice a ADN-ului – două șiruri de ADN împletite ca o scară în spirală. Toate ființele vii au ADN. Creaturile simple, cum ar fi bacteriile, au doar o singură bucată lungă și circulară de ADN formată din două șiruri de ADN întrepătrunse. Genomul uman, setul de ADN din oameni, are mult mai multe șiruri de ADN.

Principalul ADN al oamenilor este de obicei împachetat în 46 de cromozomi localizați în nucleul celulei, care este un compartiment specializat pentru stocarea ADN-ului. Fiecare dintre cromozomii din nucleu este alcătuit din două șiruri lineare de ADN înfășurate unul în jurul celuilalt.

Celele umane conțin, de asemenea, o cantitate mică de ADN extracromosomal localizat într-o altă parte a celulei numită mitocondrie. Acest ADN mitocondrial se aseamănă mai mult cu ADN-ul bacterian – o singură bucată lungă și circulară de ADN formată din două șiruri de ADN.

Un șir de ADN este o moleculă lungă și subțire – având o lățime medie de numai aproximativ doi nanometri (sau două miliardimi de metru). Aceasta este atât de subțire, încât un fir de păr uman este de aproximativ 40.000 de ori mai lat. Subtilitatea incredibilă a firelor de ADN le permite să fie foarte strâns împachetate, deoarece, altfel, majoritatea moleculelor de ADN nu ar încăpea în interiorul celulelor.

Pentru a avea o perspectivă, dacă ați întinde fiecare fir de ADN conținut într-o singură celulă umană de la un capăt la altul, acesta ar măsura aproape doi metri, sau aproximativ 6,6 picioare în lungime. Dacă nucleul unei celule ar avea dimensiunea unei mingi de baseball, acest lucru ar fi echivalentul a 8,3 mile de ADN înghesuit înăuntru.

Părți ale unui fir de ADN

Indiferent de lungimea și de locația sa în celulă, toate firele de ADN au o structură comună. Toate sunt compuse din blocuri de construcție numite nucleotide care sunt legate între ele într-un rând. Nucleotidele în sine sunt compuse din trei părți unite: o moleculă de zahăr, o grupare fosfat și o bază azotată.

Sucratele unei nucleotide se leagă de fosfații nucleotidei adiacente pentru a forma exteriorul șirului de ADN, cunoscut sub numele de coloana vertebrală zahăr-fosfat. Interiorul catenei de ADN este alcătuit din bazele azotate. Aceste baze se leagă între ele în perechi, formând legături slabe care, cu toate acestea, țin împreună cele două șiruri de ADN într-un dublu helix. Secvența lor codifică informația genetică a unui organism.

Cum sunt ținute împreună cele două șiruri de ADN?

Cele două șiruri de ADN dintr-un dublu helix sunt ținute împreună prin împerecherea dintre bazele azotate din nucleotidele fiecărui șir. Baza azotată a unei nucleotide ADN poate fi una dintre cele patru molecule diferite: adenină (A), guanină (G), timină (T) și citosină (C). Perechile de baze azotate de pe catene opuse sunt ținute împreună prin atracții numite legături de hidrogen care se produc într-un anumit tipar.

Care adenină de pe o catenă de ADN formează două legături de hidrogen cu o moleculă de timină de pe catena complementară și viceversa. Și fiecare moleculă de guanină de pe o catenă formează trei legături de hidrogen cu o moleculă de citosină de pe cealaltă catenă și invers. În acest fel, cele două șiruri de ADN sunt lipite între ele prin legături de hidrogen pe toată lungimea lor, formând „treptele” scării în spirală care este dublul helix.

De ce trebuie ca șirurile de ADN să fie antiparalele?

Cele două șiruri complementare de ADN care compun o bucată de ADN cu două șiruri sunt descrise ca fiind antiparalele între ele. Termenul antiparalel înseamnă că, în timp ce cele două șiruri sunt fizic paralele unul față de celălalt, ele merg în direcții opuse – la fel ca benzile din dreapta și din stânga de pe o stradă.

Cu alte cuvinte, în cazul în care coloana vertebrală a unui șir de ADN începe cu o moleculă de zahăr și se termină cu o grupare fosfat, coloana vertebrală a șirului său complementar începe cu o grupare fosfat și se termină cu o moleculă de zahăr. Orientarea antiparalelă a celor două șuvițe de ADN face ca ADN-ul să fie mai stabil din punct de vedere structural și permite împerecherea bazelor complementare care ține împreună șuvițele de ADN.

Direcția fiecărei șuvițe de ADN este semnificativă pentru procesul de copiere a ADN-ului (replicarea ADN-ului) și de citire a informațiilor conținute în genele ADN-ului (transcrierea), deoarece celulele pot citi ADN-ul doar într-o singură direcție. La fel cum noi citim textul doar de la stânga la dreapta, celulele citesc ADN-ul doar pornind de la capătul de zahăr al coloanei vertebrale și terminând cu capătul de fosfat.

.