A DNS molekulaszerkezete | Makromolekulák | Biológia | Khan Academy magyar

A DNS-ről már volt szó egy áttekintő ideóban,

így előbb azt érdemes megnézni.

Ebben a videóban szeretnék

kicsit mélyebbre ásni

a DNS molekuláris szerkezetében.

Kezdjük ezzel.

Idézzük fel a DNS betűsző jelentését

A szó részeit

más-más színnel írom fel.

A jelentése dezoxi

ribonuklein

sav.

c

c

Tegyük ezt most félre,

és térjünk rá a molekuláris szerkezetre,

és arra, hogy miként tükrözi

a dezoxiribonukleinsav nevet.

A DNS szó a nukleinsav rövidítése

a nukleinsav kifejezés pedig onnan ered,

hogy a sejtmagban található (latinul nucleus).

Eukariótákban a sejtmagban található,

innen tehát a nuklein kifejezés

Arról is mindjár szólunk,

hogy miért nevezzük savnak, de ezzel még várjunk kicsit.

Minden DNS molekula egy-egy lánc,

ami úgynevezett nukleotidokból áll.

c

c

c

Hogy néz ki egy nukleotid?

Ezen az ábrán

a DNS molekula két szálát látjuk felnagyítva.

c

Ez az oldala úgy néz ki,

mint egy létra egyik oldala.

c

c

ezek a hidak pedig,

amelyek molekuláris felépítéséről szintén beszélek majd,

ezek pedig a létra fokai.

Most bekarikázok egy nukleotidot.

c

c

c

Ez a bekarikázott rész egy nukleotid.

c

c

amely egy másik nukletidhoz kapcsolódik.

c

c

A jobb oldalon van egy nukleotid

c

Hadd mutassam egy kicsit másképpen.

c

Tehát van egy nukleotid a jobb oldalon,

és közvetlenül alatta egy másik nukleotid.

c

c

Itt tehát lényegében négy nukleotid látható.

Ez a kettő a létra bal oldalán,

ez a kettő pedig a létra jobb oldalán.

Lássuk, milyen részekből

épül fel egy nukleotid.

Bizonyára feltűntek

ezek a foszfátcsoportok.

Ez itt egy foszfátcsoport,

ez is egy foszfátcsoport.

Mindegyik nukleotidban van egy foszfátcsoport.

Ez itt egy foszfátcsoport,

és ez is egy foszfátcsoport.

Ezek a foszfátcsoportok teszik a DNS-t

azaz a nukleinsavat savas jellegűvé.

Most közbeszólhatnátok,

hogy a rajz alapján

a molekulában negatív töltés van.

Márpedig egy negatív molekula inkább
vonzza a protonokat,

azaz protonfelvevő.

Hogy nevezhetnénk ezt savnak?

Valójában inkább bázisnak tűnik.

A DNS képletében azért szokás

feltüntetni ezeket a negatív töltéseket,

mert annyira savas, hogy ha belekerül

egy semleges oldatba,

akkor protonokat ad le.

A DNS-ben, azaz pontosabban szólva

a DNS molekulában a foszfátcsoportok protonálva vannak,

c

de nagyon könnyen leadja ezektől a hidrogénjeit.

Hadd rajzoljam le.

Innen letörlöm a negatív töltést.

c

Erről a foszfátcsoportról.

Ha nem lenne itt ez a negatív töltés,

ha ide kötődne egy hidrogénatom.

c

Ez az oxigén olyan erősen vonzza a kötőelektronokat,

c

hogy ezt a hidrogént leszakíthatja

például egy vízmolekula,

így ez a proton leválik.

Ezért nevezzük savnak.

Ha nem volna oldatban, meglennének a hidrogénjei,

de annyira savas, hogy amint belekerül

egy semleges oldatba, nyomban leadja a hidrogénjeit.

A foszfátcsoportok miatt válik savassá,

c

de ez néha félrevezető,

mert általában úgy ábrázolják,

hogy feltüntetik ezeket a negatív töltéseket,

amik a protonleadás következtében alakultak ki.

Itt valójában a konjugált bázist ábrázoljuk,

de innen ered a sav elnevezés,

hiszen eredetileg protonált állapotban van,

azaz sav formájában,

de a protonjait könnyen leadja.

Innen kapta tehát a nevét,

ezért nevezzük savnak.

Minden nukleotidban van egy foszfátcsoport.

A következő, ami feltűnhet,

c

c

ez az atomcsoport.

Ez egy gyűrűs szerkezet,

ami erősen cukorra emlékeztet,

mivelhogy valóban cukor.

Ez egy ötszénatomos cukor.

Az itt látható cukor egy ribóz.

c

Így néz ki nyílt láncú formában.

és sok más cukorhoz hasonlóan
gyűrűs alakban is megjelelenhet.

Többféle gyűrűs szerkezetet is alkothat,

de a legismertebb az, amelyikben...

c

Hadd számozzam meg a szénatomokat,

mert a számozásuk fontos,

amikor a DNS szerkezetéről beszélünk.

A karbonilcsoporttól kezdjük,

ez lesz az első, vagyis 1' szénatom,

1', 2', 3', 4' és 5'.

c

Ez az 5' szénatom.

A ribóz gyűrűs szerkezete úgy alakul ki,

hogy az oxigén a 4' szénatomon

az egyik nemkötő elektronpárjával

c

c

c

kialakít egy kötést

az 1' szénatommal.

c

Azért rajzoltam így,

mert a valóságban is egyfajta görbületet képez.

Az egész molekula meghajlik,

hogy ezt a szerkezetet kialakítsa.

Amikor ez a kötés kialakul,

a szénatom kettős kötéséből az egyik megszűnik,

és egyedül az oxigénre kerülnek az elektronok,

amelyeket fel tud használni arra,

c

hogy megkössön vele egy protont.

HOgy szerezzen egy hidrogént.

Amint ez megtörténik, kialakul a gyűrűs szerkezet.

Ebben a szerkezetben, hogy egyértelmű legyen

ez az 1' szénatom,

1', 2', 3', 4' és 5' szénatom.

c

Ez a kötés pedig

ez az 1' szénatom,

amelyik a karbonilcsoport része volt.

Most a kettős kötéséből az egyik felszakadt,

így ez az oxigén ki tud alakítani agy kötést

egy protonnal.

Itt szakadt fel egy kettős kötés,

így ide kötődhet egy proton.

Ez a proton az,

amelyiket most itt látunk.

A zöld kötés pedig,

amely összeköti a 4' szénatomot

vagyis a 4' szénatomhoz kapcsolódó oxigénatomot

az 1' szénatommal,

itt látható.