Το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA

Το DNA αποτελεί το γενετικό υλικό όλων των οργανισμών και των περισσότερων ιών. Ο ρόλος του DNA είναι να αποθηκεύει, να διατηρεί και να μεταβιβάζει την γενετική πληροφορία.

Επί πολλά χρόνια η αναζήτηση του γενετικού υλικού απασχόλησε πολλούς ερευνητές. Το 1869 για πρώτη φορά απομονώθηκε DNA από τον πυρήνα, όμως τα μέσα του 20ού αιώνα που έγινε η μεγάλη ανακάλυψη της δομής του και η απόδειξη ότι φέρει και μεταβιβάζει την γενετική πληροφορία.

Το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA διατυπώθηκε το 1953 από τους Watson και Crick, όμως ήταν αποτέλεσμα της ερευνητικής εργασίας και των  Wilkins και κυρίως Franklin, και θεωρήθηκε ανακάλυψη ορόσημο για την βιολογία.

Όπως θα δείτε και στο παρακάτω βίντεο, για να διατυπώσουν το μοντέλο της διπλής έλικας, χρησιμοποίησαν τα δεδομένα του Erwin Chargaff, ο οποίος ανακάλυψε ότι σε διαφορετικούς οργανισμούς η ποσότητα της Αδενίνης ισούται με αυτή της Θυμίνης, και ότι η ποσότητα της γουανίνης ισούται με αυτή της Κυτοσίνης. Συνδιαστικά με τα αποτελεσματα από την διδακτορική διατριβή της Rozalind Franklin, η οποία κατάφερε να απεικονίσει το μόριο του DNA  χρησιμοποιώντας ακτίνες X .

Κύρια χαρακτηριστικά του μοντέλου του DNA:

• Το DNA  αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες που σχηματίζουν στον χώρο μία δεξιόστροφή διπλή έλικα.
• Έχει σταθερό σκελετό αποτελούμενο από επαναλαμβανόμενα μόρια φωσφορικής ομάδας-δεοξυριβόζης ενωμένα με φωσφοδιεστερικό δεσμό. Ο σκελετός αυτός είναι υδρόφιλος και βρίσκεται στο εξωτερικό του μορίου, ενώ στο εσωτερικό αυτού, βρίσκονται οι υδρόφοβες αζωτούχες βάσεις.
• Οι αζωτούχες βάσεις συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου με τις αζωτούχες βάσεις της απέναντι αλυσίδας με βάση τον κανόνα συμπληρωματικότητας. Οι δεσμοί υδρογόνου που αναπτύσσονται σταθεροποιούν τη δευτεροταγή μορφή του μορίου.
• Ανάμεσα στην αδενίνη και την θυμίνη σχηματίζονται δύο δεσμοί υδρογόνου, ενώ ανάμεσα στην γουανίνη και την κυτοσίνη τρεις.
• Οι δύο αλυσίδες είναι συμπηρωματικές. Αυτό σημαίνει ότι η αλληλουχία της μίας καθορίζεται από την αλληλουχία της άλλης. Στοιχείο ιδιαίτερα σημαντικό για τον αυτοδιπλασιασμό του DNA, έτσι κάθε αλυσίδα του DNA  μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εκμαγείο για να παραχθεί η άλλη.
• Οι δύο αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες. Δηλαδή έχουν αντίθετη κατεύθυνση και το 3′ άκρο της μίας είναι απέναντι από το 5′  και αντίστροφα.

Το παρακάτω βίντεο μας βοηθά να καταλάβουμε την δομή της διπλής, δεξιόστροφής έλικας του DNA  και να απομνημονεύσουμε τα συστατικά του, καθώς οπτικοποιεί το κύτταρο και μας εισάγει μέσα σε αυτό, μέσα στον πυρήνα και τελικά στο δίκλωνο μόριο του DNA. Στην συνέχεια μας παρουσιάζει τα χαρακτηριστικά με του δίκλωνου μορίου, χρησιμοποιώντας ακουστικά τρικ ώστε να μπορέσουμε να τα απομνημονεύσουμε πιο εύκολα. Δείτε το :

Περι περιβάλλοντος διδασκαλίες