Deoksiribonukleorūgštis

Straipsnis iš Enciklopedijos Lietuvai ir Pasauliui (ELIP).
(Nukreipta iš puslapio DNR)
Peršokti į: navigaciją, paiešką
DNR fragmento erdvinis modelis
Besidalinantis DNR fragmentas

Deoksiribonukleorūgštis (DNR, seniau Dezoksiribonukleino rūgštis) – nukleorūgštis, esanti kiekvienoje ląstelėje, daugiausia jos branduolyje. Joje (jos azotinių bazių sekoje) užkoduota genetinė informacija, kuri perduodama dalijimosi metu naujoms ląstelėms, o per lytines ląsteles – individo palikuonims. DNR koduoja ląstelės baltymus (genetinis kodas), įvairias kitas ląstelei reikalingas RNR, joje esama įvairių tos informacijos ekspresiją valdančių reguliacinių sekų.

Deoksiribonukleorūgštis susideda iš deoksiribonukleotidų. Deoksiribonukleotidas yra sudarytas iš heterociklinės azoto bazės ir angliavandenio deoksiribozės. Deoksinukleotidai skiriasi azoto bazėmis. Pagrindinės yra keturios: adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T).

Deoksiribonukleotidai jungiasi į polinukleotidinę grandinę per fosforo rūgšties likutį. Deoksiribonukleorūgšties molekulė (išskyrus kai kurių virusų) susidaro iš dviejų viena kitą papildančių (G visada prieš C, A visada prieš T) polinukleotidinių grandinių, susisukusių į spiralę apie bendrą ašį. Šias 2 grandines jungia vandenilinės jungtys, esančios tarp nukleotidų azoto bazių (pastarosios išsidėsčiusios spiralės viduje; jų plokštuma statmena spiralės ašiai).

Kiekvienos organizmų rūšies DNR yra specifinė – turi skirtingą azotinių bazių kiekių santykį {A+T \over G+C}, arba specifiškumo koeficientą (įvairiuose organizmuose jis svyruoja nuo 0,32 iki 3,04), ir skirtingą bazių seką molekulėje.

Dvigubėjančioje DNR dalyje dalyje grandinės atsiskiria ir susidariusioje viengrandėje dalyje kiekvienai grandinei susintetinama ją papildanti (G-C, A-T). Grandinės būna atsiskyrusios tik trumpoje DNR dalyje. Šis dvigubėjimo (replikacijos) taškas slenka išilgai DNR kol ji visa padvigubėja.

Eukariotinėse ląstelėse deoksiribunukleorūgšties galima rasti branduolyje, mitochondrijose, plastidėse. Dvigrandė DNR gali būti uždaro žiedo pavidalo (bakterijų, chloroplasto, mitochondrijos DNR) arba atvirų (nežiedinių) atkarpų pavidalo (eukariotų ląstelės branduolio, daugelio virusų DNR).

Veikiama įvairių mutagenų, deoksiribonukleorūgšties struktūra kinta, dėl atsiranda mutacijų. Tačiau daugelį tokių pažeidimų ląstelės reparacinė sistema be pasekmių ištaiso panaudodama gretimos grandinės informaciją.

1944 išaiškinta deoksiribonukleorūgšties reikšmė paveldimumui. 1953 Dž. D. Votsonas (JAV) ir F. Krikas (Didžioji Britanija) atskleidė jos sandarą.

DNR išskyrimas

Žmogaus ir gyvūnų DNR molekuliniams genetiniams tyrimams galima išskirti iš:

  • periferinio kraujo leukocitų; kraujo dėmių (Guthrie kortelės);
  • choriono gaurelių;
  • amniocitų;
  • burnos epitelio ląstelių;
  • parafininių biopsinių blokų;
  • plauko su plauko folikulu; odos epitelio ląstelių; spermos (dažniausiai teismo medicinoje).

Nėra sunku išskirti ir augalų bei mikroorganizmų DNR, jei tik turima pakankamai pradinės medžiagos.

DNR yra santykinai chemiškai inertiška molekulė, kadangi aktyvios bazės yra invertuotos į dvigubos spiralės vidų ir apsaugotos inertišku fosfatų ir deoksiribozės karkasu, sujungtu fosfodiesterine jungtimi. Tačiau DNR molekulė nėra atspari fizinėms jėgoms, ypač šoninėms bei hidrodinaminėms. Tirpale dvispiralė DNR yra atsitiktinai susivyniojusi į kamuoliuką, kurį sustiprina vandenilinės jungtys tarp bazių ir elektrostatinis atstūmimas tarp neigiamai įkrautų fosfatinių grupių. Kuo ilgesnė DNR molekulė, tuo silpnesnės hidrodinaminės jėgos gali ją sufragmentuoti. Po standartinių DNR išskyrimo procedūrų dažniausiai gaunamos ~100-150 (200) kb ilgio DNR fragmentų mišinys. Jie tinka Sounthern'o analizei, PGR bei genominių bibliotekų kūrimui naudojant bakteriofagų vektorius. Fiziologinėmis sąlygomis dauguma DNR yra B formos (sukasi palei laikrodžio rodyklę, turi 10 bp (bazių porų) per vieną apsisukimą, apsisukimas lygus 3,4 nm).

Principas

Trys pagrindiniai DNR išskyrimo etapai:

  • Ląstelių ir branduolio lipidinės membranos suardymas trinant, ultragarsu ar detergentais (SDS – Natrio dodecil/lauryl sulfatas); IGEPAL/NONIDET.
  • Viduląstelinių ir histoninių baltymų pašalinimas pridėjus proteinazę K ir juos precipituojant pridėjus natrio ar amonio acetato, arba taikant fenolio-chloroformo-(izoamilo alkoholio) išskyrimo etapą (susidaro dvifazis tirpalas: DNR (ir kt. druskos) ištirpsta vandeninėje fazėje, o baltymai lieka organinėje fazėje; žingsniai kartojami; gali būti naudojamas tirpalas 25:24:1).
  • DNR precipitacija paveikus šaltu 96º etanoliu ar izopropanoliu (izopropilo alkoholiu) (DNR netirpsta alkoholyje ir iškrenta į nuosėdas; taip pat yra pašalinamos druskos)
    • Vėliau DNR kelis kartus perplaunama alkoholiu (70, 96º etanoliu) džiovinama ir užpilama TE buferiu (šarminis buferis) arba laikoma -20 ištirpinta etanolyje (DNR bankas).

Iš 20 ml veninio kraujo išsiskiria apie 250 µg DNR (branduolinė + mitochondrinė).

Nuorodos

Vikiteka


Nukleorūgštys   taisyti
Nukleobazės: Adeninas - Timinas - Uracilas - Guaninas - Citozinas - Purinas - Pirimidinas
Nukleozidai: Adenozinas - Uridinas - Guanozinas - Citidinas - Deoksiadenozinas - Timidinas - Deoksiguanozinas - Deoksicitidinas
Nukleotidai: AMP - UMP - GMP - CMP - ADP - UDP - GDP - CDP - ATP - UTP - GTP - CTP - cAMP - cGMP
Deoksinukleotidai: dAMP - dTMP - dUMP - dGMP - dCMP - dADP - dTDP - dUDP - dGDP - dCDP - dATP - dTTP - dUTP - dGTP - dCTP
Nukleorūgštys: DNR - RNR - iRNR - miRNR - rRNR - siRNR - tRNR - mtDNR - Oligonukleotidai


Leidėjai

Kitur naudojant ar cituojant šį straipsnį, būtina nurodyti jo leidėjus.

Leidėjai: