डीएनए संरचना और संगठन

डीएनए संरचना और संगठन यह बताता है कि डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड को दो पूरक, आधार-युग्मित स्ट्रैंड्स के एक प्रतिसमांतर दोहरे हेलिक्स के रूप में कैसे बनाया जाता है, और उस अणु का रसायन आनुवंशिक जानकारी को कैसे एन्कोड करता है। यह वह संरचनात्मक आधार है जिस पर प्रतिकृति, प्रतिलेखन और जीनोम पैकेजिंग सभी निर्भर करते हैं।

Definition

डीएनए डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड का एक बहुलक है जिसमें दो प्रतिसमांतर स्ट्रैंड्स एक दोहरे हेलिक्स में कुंडलित होते हैं, जो पूरक बेस (एडेनिन-थाइमिन और गुआनिन-साइटोसिन) के बीच हाइड्रोजन बंधों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं, जिसमें बेस का अनुक्रम आनुवंशिक जानकारी को एन्कोड करता है।

Scope

यह प्रविष्टि डीएनए के बिल्डिंग ब्लॉक्स (न्यूक्लियोटाइड, शुगर-फॉस्फेट बैकबोन, और चार बेस), पूरक आधार युग्मन के नियम, प्रतिसमांतर दोहरे हेलिक्स की ज्यामिति, और प्राथमिक अनुक्रम का अणु की जैविक भूमिका से कैसे संबंध है, को शामिल करती है। यह संरचना को आणविक-जीव विज्ञान के विषय के रूप में मानती है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं देती है।

Key concepts

• न्यूक्लियोटाइड (बेस, डीऑक्सीराइबोज, फॉस्फेट)
• शुगर-फॉस्फेट बैकबोन
• पूरक बेस युग्मन (A-T, G-C)
• प्रतिसमांतर स्ट्रैंड्स और 5' से 3' ध्रुवीयता
• प्रमुख और लघु खांचे
• बी-फॉर्म डीएनए
• चार्गाफ के बेस-संरचना नियम

Mechanisms

डीएनए का प्रत्येक स्ट्रैंड न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला है जो एक शर्करा के 3' कार्बन और अगले के 5' फॉस्फेट के बीच फॉस्फोडिएस्टर बंधों द्वारा जुड़ा होता है, जिससे प्रत्येक स्ट्रैंड को एक परिभाषित 5'-से-3' ध्रुवीयता मिलती है। विपरीत ध्रुवीयता के दो स्ट्रैंड पूरक बेस के बीच हाइड्रोजन बंधों के माध्यम से युग्मित होते हैं और एक दाएं हाथ के दोहरे हेलिक्स में ढेर होते हैं, जिसमें बेस अंदर की ओर होते हैं और शुगर-फॉस्फेट बैकबोन बाहर की ओर होते हैं जो प्रमुख और लघु खांचे बनाते हैं। वाटसन और क्रिक के मॉडल ने दिखाया कि एडेनिन का थाइमिन के साथ और गुआनिन का साइटोसिन के साथ विशिष्ट युग्मन दोनों स्ट्रैंड्स को पूरक बनाता है, ताकि एक स्ट्रैंड का अनुक्रम दूसरे को निर्धारित करता है और संरचना स्वाभाविक रूप से बताती है कि अणु को कैसे कॉपी किया जा सकता है। फ्रैंकलिन और गोसलिंग की छवियों सहित एक्स-रे विवर्तन कार्य ने हेलिकल, नियमित संरचना के लिए प्रायोगिक आधार प्रदान किया।

Clinical relevance

डीएनए के संरचनात्मक नियम यह बताते हैं कि आणविक चिकित्सा में आनुवंशिक अनुक्रमों को कैसे पढ़ा, तुलना और विश्लेषण किया जाता है, और अनुक्रम परिवर्तनों का वर्णन कैसे किया जाता है। यह संदर्भ जीव विज्ञान है न कि व्यक्तिगत नैदानिक निर्णयों का आधार।

History

1950 के दशक की शुरुआत तक, बेस-संरचना की नियमितताएं (चार्गाफ के नियम) और डीएनए फाइबर पर एक्स-रे विवर्तन डेटा जमा हो गया था। 1953 में वाटसन और क्रिक ने प्रतिसमांतर दोहरे हेलिक्स मॉडल का प्रस्ताव रखा, जिसे फ्रैंकलिन और गोसलिंग तथा विल्किंस और सहयोगियों द्वारा विवर्तन अध्ययनों के साथ प्रकाशित किया गया था। इस मॉडल ने डीएनए के रसायन विज्ञान और आनुवंशिकी को एकीकृत किया और आणविक जीव विज्ञान का संरचनात्मक आधार बन गया।

Key figures

• James Watson
• Francis Crick
• Rosalind Franklin
• Maurice Wilkins
• Erwin Chargaff

Seminal works

• watson-crick-1953
• franklin-gosling-1953

Frequently asked questions

डीएनए के दो स्ट्रैंड्स को प्रतिसमांतर क्यों कहा जाता है?

दोनों स्ट्रैंड्स विपरीत दिशाओं में चलते हैं: एक 5' से 3' की ओर उन्मुख होता है जबकि उसका साथी 3' से 5' की ओर चलता है। पूरक बेस युग्मन और स्ट्रैंड्स को कॉपी करने के तरीके के लिए यह विपरीत ध्रुवीयता आवश्यक है।

दो स्ट्रैंड्स को एक साथ क्या रखता है?

पूरक बेस (एडेनिन थाइमिन के साथ युग्मित होता है, गुआनिन साइटोसिन के साथ युग्मित होता है) के बीच हाइड्रोजन बंध, बेस स्टैकिंग द्वारा प्रबलित, स्ट्रैंड्स को दोहरे हेलिक्स में रखते हैं जबकि उन्हें कॉपी करने के लिए अलग होने की भी अनुमति देते हैं।