منظمة فيزيائية أو جزيئية أو هندسية للحمض النووي (612 كلمة)
ملاحظات مفيدة على تنظيم البدني والجزيئي أو الهندسي من الحمض النووي!
كان أول شخص يدرس أي فكرة للبنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي هو WT Astbury الذي قام بدراساته البلورية بالأشعة السينية لجزيء الحمض النووي الذي تم التوصل إليه في عام 1940 لأن الدنا يحتوي على كثافة عالية ، لذلك كان polynucleotide الخاص به عبارة عن كومة من النيوكليوتيدات المسطحة ، التي تم توجيهها بشكل عمودي على المحور الطويل للجزيء وتم وضع كل 3.4 A على طول المكدس.
Image Courtesy: 3.bp.blogspot.com/_dBigZkRETuM/TS-LaUDMtoI/AAAAAAAABrY/3Arustycloud.jpg
واستمرت دراسات الأرصاد البلورية للأستبري من قبل ويلكنز وزملائه (1953) ، الذين تمكنوا من إعداد ألياف دنا موجهة للغاية سمحت لهم بالحصول على صورة حيود الأشعة السينية. وقد حصل أحد مساعديه روزاليند فرانكلين على صورة أفضل من حيود الأشعة السينية للحامض النووي الذي أكد الاستدلال الأسبق لأستوري على مسافة 3.4 أ Aا من البُيروكليوتيد واقترح تشكيلًا حلزونيًا لجزيء الدنا.
قام واتسون وكريك ، اللذان كانا يعملان بالفعل في بناء بعض النماذج المناسبة لهيكل الحمض النووي ، عندما لاحظا صورة فرانكلين لجزيء الدنا ، باستعمال تلك المعلومات على الفور في بناء نموذج جزيئي للحمض النووي. في أبريل 1953 ، نشر واتسون وكريك استنتاجاتهما حول بنية الحمض النووي في نفس القضية من "الطبيعة" التي قدم فيها ويلكنز وزملاؤه أدلة الأشعة السينية لهذا الهيكل.
اعتبارات واتسون وكريك في بناء بنية حلزونية مزدوجة لجزيء الحمض النووي:
خلص واتسون وكريك مباشرة من صورة حيود الأشعة السينية للحامض النووي الذي اتخذته فرانكلين بأن (1) سلسلة polynucleotide DNA لها شكل حلزون منتظم ، (2) أن اللولب لديه قطر حوالي 20 ألف ، و (3) الحلزون يجعل دورة واحدة كاملة كل 3.4 أ على طوله ، وبالتالي ، حيث أن المسافة بين النوكليوتيد 3.4 أ ، تتكون من كومة من عشرة نيوكليوتيدات في كل دورة.
بالنظر إلى الكثافة المعروفة لجزيء الحمض النووي ، خلص واتسون وكريك إلى أن اللولب يجب أن يحتوي على سلسلتين من polynucleotide ، أو مجموعتين من عشرة نيوكليوتيدات لكل دوران ، لأن كثافة الأسطوانة 20 A في القطر و 34 A طويلة جداً منخفض إذا احتوى ولكن كومة واحدة من عشرة ، ومرتفع إذا كان يحتوي على ثلاثة أكوام أو أكثر من عشرة نيوكليوتيدات لكل منها.
قبل محاولة ترتيب هاتين السلسلتين polynucleotide في حلزون منتظم للأبعاد المطلوبة ، وضع واتسون وكريك قيدًا إضافيًا على نموذجهما - وهو تقييد مستمد من معرفتها أن الحمض النووي ، بعد كل شيء ، هو المادة الوراثية.
إذا كان الحمض النووي يحتوي على معلومات وراثية ففكروا ، وإذا كانت هذه المعلومات قد تم تسجيلها كتسلسل محدد من القواعد الأربع على طول سلسلة polynucleotide ، فيجب أن يكون التركيب الجزيئي للحمض النووي (DNA) قادراً على استيعاب أي تسلسل تعسفي للقواعد على امتداد سلاسله polynucleotide. . خلاف ذلك ، فإن قدرة الحمض النووي كخادم معلومات ستكون محدودة للغاية.
ومن ثم ، فقد شعروا بالحاجة إلى إنشاء حلزون منتظم على الرغم من أنه يتكون من سلسلتين من polynucleotide تحتوي على تسلسل عشوائي من القواعد النوكليوتيدية كل 3.4 أ along بطولهما ، ومع ذلك فإن قطره الثابت هو 20 أ.
بما أن أبعاد حلقة البيورين هي أكبر من حلقة البيريميدين فإن واتسون وكريك قد ضربا فكرة أن حلزون السلسلة يمكن أن يكون لهما قطر ثابت إذا كانت هناك علاقة تكاملية بين مجموعتي النوكليوتيد ، بحيث أنه على كل مستوى كومة مرافئ قاعدة البيورين والأخرى قاعدة بيريميدين.
وأخيرًا ، لتزويد اللولب بالثبات الديناميكي الحراري ، سيكون للهيكل فرص وافرة لتكوين روابط هيدروجينية بين هيدروجين أمينو أو هيدروكسيل وكيتو أوكسجينس أو نيتوجرون مناعي من البيورين وقواعد البيريميدين. أدت هذه الاعتبارات إلى بناء نموذج حلزوني مزدوج للبنية الجزيئية لجزيء الحمض النووي.
