کشف DNA
اهداف:
- آشنایی با ساختار DNA و طرز کشف آن
شرح درس:
چطور دانشمندان متوجه شدند که DNA ساختاری دو رشته و به هم تاب خورده است؟
چطور دانشمندان متوجه شدند که بازه ای چهار گانه به این ترتیب که ادنین در مقابل تیمین و سیتوزین در مقابل گوانین قرار دارد؟
برای پاسخ به این سوالات باید کمی به قبل برگردیم. زمانی که دستگاه های پیشرفته وجود نداشت و دانشمندان به طور غیر مستقیم به این ساختار رسیدند.
اروین چارگف در سال 1949 با جداسازی DNA از 4 گونه مختلف و اندازه گیری هر یک از4 باز موجود پی برد که میزان باز ادنین به باز تیمین بسیار نزدیک است و میزان باز گوانین و سیتوزین نیز تقریباً مساوی است. در همین زمان پاولینگ و همکارش با استفاده از تکنیک کریستالوگرافی اشعه ایکس پی به ساختار مارپیچی آلفا هلیکس در پروتئین ها بردند. وقتی اشعه ایکس به DNA تابیده شود برخی از اشعه ها پس از بازگشت و پراکندگی از مولکول DNA به فیلم فوتوگرافیک برخورد کرده و ساختار DNA را روی فیلم به طور سایه نشان می دهد. از روی همین فیلم دانشمندان توانستند اندازه هر مارپیچ را متوجه شوند. (فیلم 1).
کشف DNAتوضیح فیلم:
اروین چارگف پی برد که میزان باز ادنین به باز تیمین بسیار نزدیک است و میزان باز گوانین و سیتوزین نیز تقریباً مساوی است. وقتی اشعه ایکس به DNA تابیده شود برخی از اشعه ها پس از بازگشت و پراکندگی از مولکول DNA به فیلم فوتوگرافیک برخورد کرده و ساختار DNA را روی فیلم بطور سایه نشان می دهد. از روی همین فیلم دانشمندان توانستند اندازه هر مارپیچ را متوجه شوند. همچنین این گروه با کنار هم قرار دادن بازهای مختلف و اندازه گیری طول هر جفت باز به رابطه صحیح بین باز ها با هم پی بردند.
هم چنین این دانشمندان با توجه به تجارب خود از بیوشیمی و بارهای موجود در گروه های قند و فسفات آن ها را در کنار هم قرار داند. هم چنین چون ساختار مارپیچ DNA به طور یکنواخت است انها با کنار هم قرار دادن بازهای مختلف و اندازه گیری طول هر جفت باز به رابطه صحیح بین باز ها با هم پی بردند.
در اخر نیز واتسون و کریک با کمک همدیگر و با استفاده از تجارب دانشمندان قبلی مدل فعلی DNA را معرفی کردند.
اما چرا باید DNA به طور مارپیچی باشد و چه نفعی برای سلول دارد که DNA به این شکل باشد؟
فرم مارپیچی DNA سبب کاهش تغییرات آنتالپی می گردد و هر فرم دیگر به غیر از این سبب هدر رفتن انرژی می گردد.
RNA:
RNA ساختاری تک رشته ای است که عمدتاً در سیتوپلاسم یافت می شود. DNAبه RNA و سپس RNA به پروتئین تبدیل می شود. سه نوع عمده از RNA مشخص شده است. این سه نوع عبارتند از:
هر یک از آن ها وزن مولکولی و ترکیب بازی خاص خود را دارد. RNAهای پیک، معمولاً از همه بزرگ ترند و وزن مولکولی آن ها بین 25000 تا یک میلیون است. آن ها 75 تا 3000 واحد مونو نوکلئوتید دارند. وزن مولکولی RNA های ناقل بین 23000 تا 30000 است و شامل 75 تا 90 واحد نوکلئوتیدند RNA های ریبوزومی که وزن مولکولی آن ها بین وزن مولکول های mRNA و tRNA است حدود 80 درصد کل RNA سلول را تشکیل می‌دهند.
