Z DNA można wyciągnąć wiele informacji na temat organizmu. Cząsteczki DNA są obecne w każdej żywej komórce i przechowują informacje o budowie i funkcjonowaniu organizmu. Zawierają kod genetyczny, który jest nośnikiem informacji genetycznej. Kod genetyczny jest zapisany w czterech zasadach azotowych: adenina (A), tymina (T), cytozyna (C) i guanina (G). Każdy nukleotyd, czyli najmniejsza jednostka budująca DNA, składa się z deoksyrybozy, reszty kwasu fosforowego i jednej z czterech zasad azotowych.
Cząsteczka DNA jest podwójną nić, złożoną z dwóch równoległych i spiralnie skręconych nici, które tworzą strukturę helisy. Nici te są połączone szczebelkami, składającymi się z dwóch części. Jedna część szczebelka składa się z różowej części z literą C i pomarańczowej części z literą G, druga zaś z zielonej części z literą A i czerwonej części z literą T. Między zasadami azotowymi tworzą się wiązania wodorowe. Cząsteczka DNA jest nośnikiem informacji genetycznej, która jest przekazywana na kolejne pokolenia. DNA znajduje się w jądrze komórkowym organizmów jądrowych oraz w cytoplazmie bezjądrowców. Przed podziałem jądra komórkowego dochodzi do powielenia DNA, co pozwala na przekazanie informacji genetycznej na dwie nowe komórki.
Komplementarność w biologii molekularnej
Komplementarność to pojęcie, które jest bardzo istotne w biologii molekularnej, zwłaszcza w kontekście DNA, czyli kwasu deoksyrybonukleinowego. DNA jest podstawową cząsteczką dziedziczności organizmów żywych, a jego struktura i właściwości są ściśle związane z komplementarnością zasad azotowych, czyli adeniny (A), cytozyny (C), guaniny (G) i tyminy (T).
Budowa nukleotydu DNA
Każdy nukleotyd DNA składa się z cukru deoksyrybozy, reszty kwasu fosforowego i zasady azotowej. Każdy nukleotyd zawiera tylko jedną zasadę azotową, dlatego wyróżniamy 4 typy nukleotydów: adeninowy, cytozynowy, guaninowy i tyminowy.
Budowa pojedynczej nici DNA
Pojedyncza nić DNA składa się z szeregu nukleotydów łączących się ze sobą poprzez reszty kwasu fosforowego. Nukleotydy budujące sąsiednie nici DNA są ze sobą połączone za pośrednictwem zasad azotowych. Zasady łączą się wiązaniami wodorowymi w ściśle określony sposób: adenina zawsze z tyminą, a cytozyna zawsze z guaniną. Dzięki temu kolejność zasad azotowych w jednej nici wyznacza ich ustawienie w drugiej nici. Taką właściwość zasad azotowych nazywa się komplementarnością.
Budowa podwójnej nici DNA
Podwójna helikalna struktura DNA składa się z dwóch nici, które są ze sobą splecione wokół osi helisy. Nici te są skierowane przeciwnie do siebie i łączą się ze sobą za pomocą wiązań wodorowych między zasadami azotowymi. Dzięki temu jeden nukleotyd w jednej nici jest skomplementowany z nukleotydem w drugiej nici.
Ilustracja struktury DNA
Na ilustracji przedstawionej po lewej stronie widzimy schemat spiralnej struktury DNA. Dwu-niciowa helikalna struktura składa się z dwóch rodzajów szczebelków, z których każdy składa się z dwóch części, a każda część reprezentuje jedną zasadę azotową. Adenina zawsze tworzy parę z tyminą, a cytozyna zawsze z guaniną. Połączenie zasad azotowych jest możliwe dzięki wią
Obserwacja 1: Izolacja DNA z komórek owocu kiwi
Izolacja DNA z komórek owocu kiwi jest interesującym doświadczeniem, które można przeprowadzić w domu. DNA (kwas deoksyrybonukleinowy) jest nośnikiem dziedzicznych informacji w komórkach wszystkich organizmów.
Co będzie potrzebne
Do przeprowadzenia eksperymentu należy przygotować:
- 1 owoc kiwi
- płaska łyżeczka soli kuchennej
- 100 ml wody
- 10 ml 95% alkoholu etylowego (najlepiej zamrożonego lub przynajmniej schłodzonego)
- duża kropla skoncentrowanego (gęstego) płynu do mycia naczyń
- naczynia: szklanka, probówka, lejek, miseczka, miska
- statyw na probówki
- lód
- deska do krojenia
- nóż
- moździerz
- tłuczek
- filtr do kawy
- wykałaczka
- lniana ściereczka
Instrukcja
- Rozpuść jedną łyżeczkę soli kuchennej w 100 ml wody.
- Kilka kostek lodu zawiń w ściereczkę, rozbij je tłuczkiem na drobne kawałki i wsyp do miseczki.
- Z kiwi wykrój kostkę o wymiarach 1x2x3 cm i poszatkuj ją jak najdrobniej.
- Poszatkowany miąższ włóż do moździerza, wlej dwie łyżeczki roztworu soli i utrzyj całość na gładką masę.
- Uzyskaną masę przenieś do szklanki, dolej do niej roztworu soli, aby objętość zawiesiny zwiększyła się około dwu‐, trzykrotnie.
- Dodaj dużą kroplę płynu do mycia naczyń i delikatnie pomieszaj tak, żeby roztwór się nie spienił.
- Włóż szklankę do miski z lodem. Lód powinien sięgać nieco niżej niż poziom płynu w szklance.
- Mieszając zawiesinę co pewien czas, odczekaj około 5 minut.
- Mieszaj potem tak długo, aż zawiesina stanie się lepka. Lepkość sprawdzaj palcami, dotykając wykałaczki zanurzonej w zawiesinie.
