DNA och RNA

DNA

1953 lyckades Jim Watson och Francis Crick bestämma DNAs sekundärstruktur och dessutom visa hur informationen som finns i DNA kan ärvas av nästa generation.

DNAs sekundärstruktur kan beskrivas som en högervriden dubbelhelix bestående av två antiparallella strängar. I spiralstrukturen sitter kvävebaser in mot helixens mitt medan deoxyribos och fosfat sitter på utsidan.

Det går 10 kvävebaser på ett varv i dubbelhelixen, vilket motsvarar 3.4 nm per varv.

Dubbelhelixen stabiliseras av basparning mellan en purin och en pyrimidin. Basparning är mycket specifik: adenin basparar med tymin med två vätebindningar och guanin basparar med cytosin med tre vätebindningar.

Eftersom baser är nära varandra i dubbelhelixens längdriktning ger van der Waals interaktioner upphov till en "stacking" effekt som också stabiliserar strukturen.

På utsidan av dubbelhelixen bildas två fåror eller diken; den ena något större än den andra.

Watson och Crick insåg också att de båda strängarnas komplementaritet är grunden för hur genetisk information ärvs. Eftersom basparningen bara tillåter att A basparar med T och G med C innebär det att om det sitter A i den ena strängen så sitter det T i den andra strängen.

När genetisk information förs vidare används de båda modersträngarna som templat (mall) för tillverkning av två nya dottersträngar. Genom denna semikonservativa replikering bibehålls informationen i DNA intakt från generation till generation.

Utöver denna DNA-struktur som även kallas B-DNA finns även A-DNA och Z-DNA. A-DNA är den struktur som torkat DNA antar. Den skiljer sig på några punkter från den fuktiga B-DNA strukturen, bl a så är antalet kvävebaser per varv 11 och inte 10, kvävebaserna är inte vinkelräta mot helixens längdriktning utan lutar kraftigt och dessutom sitter de inte placerade mot mitten utan snarare ut mot helixens kant.

När en sträng DNA basparar med en sträng RNA bildas en struktur som motsvarar A-DNA. En bidragande orsak till att denna struktur bildas är hydroxylgruppen på 2'-kolet i ribosen i RNA. Den ryms helt enkelt inte i en B-DNA struktur.

DNA



Semiconservative replication



RNA

Till skillnad från DNA är RNA enkelsträngat. Denna enkelsträng kan dock baspara med sig själv och bilda korta bitar med dubbelhelix. Dessutom innehåller RNA ribos och kävebasen uracil istället för deoxyribos och tymin. Det finns tre typer av RNA som alla har olika funktion i cellen:
mRNA ("messenger" eller budbärar-RNA) är en arbetskopia av informationen i DNA som används vid syntes av protein.
Hos oss och andra eukayoter innehåller mRNA bara information från en gen för att tillverka ett enda protein. Hos prokaryoter kan däremot varje mRNA molekyl innehålla information från flera gener.

rRNA (ribosomalt-RNA) bygger tillsammans med proteiner upp ribosomen, där proteiner tillverkas. Ribosomen hos prokaryoter innehåller tre olika rRNA (5S, 16S och 23 S rRNA) medan den eukaryota ribosomen har fyra olika rRNA (5S, 5.8S, 18S och 28S rRNA).

tRNA (transfer-RNA) sköter översättning från DNA till protein. Varje tRNA har en antikodon (3 kvävebaser) som bestämmer vilken aminosyra som är bunden till molekylen. Sambandet mellan antikodon och aminosyra är gemensam för alla organismer och utgörs av den genetiska koden.

I RNA, och framför allt i tRNA är det vanligt med modifierade kvävebaser, som t ex dihydrouracil och pseudouracil.


tRNA