ساختار DNA
دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (Deoxyribonucleic acid- DNA)، مولکولی است که دستورات ژنتیکی به منظور توسعه، عملکرد، رشد و تکثیر تمام موجودات زنده شناخته شده را حمل می کند. ساختارهای DNA براساس شکل و نحوه سازماندهی مولکول‌های DNA دسته بندی می شوند. در این بخش AMINBIC BioTECH قصد دارد به مروری بر ساختارهای اصلی DNA بپردازد.
- B-DNA
- شکل: چپ گرد 2 رشته‌ای
- ویژگی ها: این متداول ترین شکل DNA و همان کانفورماسیون 2 رشته ای کلاسیک است که توسط دو دانشمند واتسون و کریک کشف شده است.
- شیار اصلی و شیار فرعی: B-DNA دارای شیار اصلی و شیار فرعی می باشد.
- A-DNA
- شکل: چپ گرد دو رشته ای، اما کوتاه تر و عریض تر از B-DNA
- ویژگی ها: A-DNA در شرایط کم آبی (Dehydrating) یافت می شود و به اندازه B-DNA رایج نیست و یک فرم فشرده تر از B-DNA است.
- شیار اصلی و شیار فرعی: شیار اصلی عمیق و باریک و شیار فرعی عریض و کم عمق است.
- Z-DNA
- شکل: راست گرد 2 رشته ای.
- ویژگی ها: در حضور شرایط یونی خاص توالی های Z-DNA شکل می گیرد. این نوع DNA به اندازه A-DNA و B-DNA رایج نیست.
- شیار اصلی و شیار فرعی: Z-DNA دارای 1 شیار عمیق واحد است.
در ادامه ساختارهای چند رشته ای، حلقوی و سوپرکویل (Supercoli) DNA آورده شده است:
- Triple-stranded DNA
- شکل: 3 رشته DNA به یکدیگر پیچیده شده اند.
- ویژگی ها: این ساختار تحت شرایط خاص و با توالی‌های DNA خاص شکل می گیرد. این نوع DNA به اندازه سایر فرم ها رایج نیست و هنوز تحت تحقیق و بررسی است.
- Quadruplex DNA (G-quadruplex)
- شکل: 4 رشته DNA یک ساختار محکم پایدار را با تترادهای گوانین می سازند.
- ویژگیها: ساختارهای G-quadruplex در تلومرها (انتهای کروموزوم ها) یافت می شوند و در پایداری ژنوم و تنظیم آن نقش دارند.
- Circular DNA
- شکل: ساختار حلقه بسته ی بدون انتهای آزاد است. این نوع DNA یک حلقه کووالانی است.
- ویژگیها: این ساختار به طور رایج در باکتری ها (مانند پلاسمیدها) و برخی ویروس ها یافت می شود.
- Supercoiled DNA
- شکل: ساختار این نوع DNA بیشتر پیچیده (Twisted) یا فوق پیچیده (Supercoiled) می باشد.
- ویژگیها: سوپرکویل می تواند بسته به جهت پیچیدگی، مثبت یا منفی نشان داده شود؛ که در تکثیر DNA و نسخه برداری از آن نقش دارد.
ساختار RNA
ریبونوکلئیک اسید (Ribonucleic acid- RNA)، مولکولی پیچیده است که نقش های حیاتی متعددی در بیولوژی همه سلول ها ایفا می کند که از جمله آن می توان به Coding، Decoding، تنظیم و بیان ژن ها اشاره کرد.
در اینجا به اختصار به ساختارها و کاربردهای مختلف انواع RNA می پردازیم:
- Messenger RNA (mRNA)
- ساختار: تک رشته ای است و حامل اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبوزوم است.
- کاربرد: این ساختار به عنوان یک الگو برای سنتز پروتئین عمل می کند.
- Transfer RNA (tRNA)
- ساختار: تک رشته ای با شکل 4 برگی (برگ شبدری).
- کاربرد: در ترجمه کد ژنتیکی mRNA به پروتئین کمک می کند و اسیدهای آمینه خاصی را به ریبوزوم منتقل می کند.
- Ribosomal RNA (rRNA)
- ساختار: بخشی از ریبوزوم های سلول است.
- کاربرد: دارای نقش ساختاری و عملکردی در ریبوزوم ها است.
- Small Nuclear RNA (snRNA)
- ساختار: در هسته سلول های یوکاریوتی یافت می شود.
- کاربرد: این ساختار در ویرایش RNA و جنبه های دیگر متابولیسم RNA مشارکت دارد.
- Small Nucleolar RNA (snoRNA)
- ساختار: در هستک (nucleolus) و نوکلئوپلاسم (nucleoplasm) سلول های یوکاریوتی واقع شده است.
- کاربرد: در تغییر دیگر RNA ها به ویژه rRNA کمک می کند.
- Micro RNA (miRNA)
- ساختار: تقریباً 22 نوکلئوتید طول دارد.
- کاربرد: در تنظیم بیان ژن پس از رونویسی نقش دارد، مثلا با اتصال به mRNA هدف، بیان ژن را مهار می کند.
- PIWI-interacting RNA (piRNA)
- ساختار: 26 تا 31 نوکلئوتید طول دارد.
- کاربرد: در تنظیم بیان ترانسپوزون ها در سلول های جنینی نقش دارد.
- Circular RNA (circRNA)
- ساختار: انتهای ′۵ و ′۳ آن به یکدیگر متصل شده و یک حلقه ایجاد می کند.
- کاربرد: این ساختار الگویی برای سنتز پروتئین است و با اتصال به miRNA در تنظیم رونویسی و ویرایش نقش دارد.
- Long Non-coding RNA (lncRNA)
- ساختار: بیشتر از 200 نوکلئوتید طول دارد.
- کاربرد: در نشان گذاری، تنظیم اپی ژنتیک و سیگنالینگ سلولی مشارکت دارد.
- Small Interfering RNA (siRNA)
- ساختار: 2 رشته ای و معمولاً 25-20 جفت باز طول دارد.
- کاربرد: با تخریب mRNA پس از رونویسی، در بیان ژن های خاص با توالی های مکمل مداخله می کند.
تفاوت RNA و DNA
با AMINBIC BioTECH همراه باشید تا در ادامه این مطلب به مقایسه ای بین DNA و RNA بپردازیم:
- ترکیب قند:DNA (حاوی قند دئوکسی ریبوز)RNA (حاوی قند ریبوز)
- رشته هاDNA (معمولا دو رشته‌ای)RNA (معمولا تک رشته‌ای)
- ثباتDNA (پایدار در شرایط قلیایی)RNA (ناپایدار در شرایط قلیایی)
- جفت شدن بازهاDNA (متشکل از بازهای آدنین (A)، تیمین (T)، سیتوزین (C) و گوانین (G))RNA (متشکل از بازهای آدنین (A)، یوراسیل (U)، سیتوزین (C) و گوانین (G))
- واکنش پذیریDNA (پیوند C-H در DNA، این مولکول را نسبتاً پایدار می کند. شیارهای کوچکش نیز از آن محافظت می کند و اجازه ی اتصال آنزیم را نمی دهند)RNA (پیوند O-H در ریبوز RNA، این مولکول را نسبت به DNA واکنش پذیرتر می کند. شیارهای بزرگش آن را نسبت به آنزیم ها حساس می کند)
- اشعه فرابنفشDNA (حساس و آسیب پذیر در مقابل اشعه فرابنفش)RNA (مقاوم نسبت به اشعه فرابنفش)
- دیدگاه تکاملیشواهدی وجود دارد که نشان دهنده این است که احتمالاً DNA اول ظاهر شده، اما بیشتر دانشمندان بر این باورند که RNA قبل از DNA تکامل یافته است.RNA یک ساختار ساده تر دارد و برای عملکرد DNA ضروری است.همچنین RNA به تنهایی می تواند به عنوان یک کاتالیزور برای واکنش های شیمیایی خاص عمل کند.
تهیه و تدوین:
مهسا خباز
فاطمه رفیعی آتانی
