DNA

Molekulární genetika obecně
RNA
Replikace
Transkripce
Translace
Mutace

Nukleové kyseliny jsou nositelkami dědičné informace. Díky nim dochází k přenosu dědičných znaků na potomstvo a k evoluci. Nejdůležitější jejich schopností je schopnost replikace. Jejich základními stavebními jednotkami jsou tzv. nukleotidy. Nukleotidy se skládají z pětiuhlíkatého cukru (pentózy), zbytku kys. fosforečné (H3PO4) a dusíkatých bází. Na cukr se váže v pozici 5' onen zbytek kys. fosforečné (esterová vazba) a v pozici 1' N-báze (N-glykosidická vazba). V poloze 3' je pak pentóza připojena přez sousední zbytek kyseliny k sousední pentóze. Vzniká polynukleotidové vlákno.

DNA

DNA (Deoxyribonukleová kyselina - DNK) je nositelkou genetické informace všech organismů s výjimkou těch nebuněčných organismů, u nichž hraje tuto úlohu RNA (RNA-viry , virusoidy a viroidy). DNA je pro život nezbytnou látkou, která ve své struktuře kóduje a buňkám zadává jejich program a tím předurčuje vývoj a vlastnosti celého organismu.

Genová výbava člověka obsahuje přibližně 3,2 x 109 vazebných párů. Kdyby se měla jejich struktura popsat, jejich začátečními písmeny, vznikla by kniha s více než 500 000 stranami.

DNA je biologická makromolekula - polymer, dvoušroubovice tvořená dvěma řetězci nukleotidů v obou vláknech. Jednotlivé nukleotidy se skládají ze tří složek:

  1. fosfátu (vazebný zbytek kyseliny fosforečné)
  2. deoxyribózy (pětiuhlíkový cukr - pentóza)
  3. nukleové báze, (konkrétní dusíkaté heterocyklické sloučeniny).

V DNA se v různých kombinacích vyskytují čtyři nukleové báze: purinové báze jsou - adenin (A) a Guanin (G) a pyrimidinové báze jsou - thymin - (T) a cytosin (C).

Struktura DNA

Molekula DNA je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci (přitom jeden řetězec má směr fosfodiesterových vazeb 5' » 3' a druhý 3' » 5' => hovoříme o 3' případně 5' konci). Její cukerná složka je 5C cukr 2-deoxy-D-ribosa (oproti normální ribóze jí v poloze 2' chybí kyslík ). Jakožto dusíkaté báze jsou zastoupeny deriváty purinu (Adenin, Guanin) a pyrimidinu (Cytosin, Thymin). Mezi N-bázemi protějších vláken dochází k vazebným interakcím. Mluvíme zde o zákonu komplementarity, Spolu se váží vždy jen 2 specifické N-báze (vždy 1 báze pyrimidinová a 1 purinová) a to sice Adenin a Thymin (spojeny 2 vodíkovými můstky) a Cytosinem a Guaninem (3 vodíkové můstky). Z toho plyne, že platí tato rovnice (A+C)/(T+G)=1, naopak (A+T)/(C+G) bývá asi 0,25 - 0,75. Mezi sousedními bázemi navíc působí van der Waalsovy síly (pomáhají k celkové stabilitě molekuly).
Obě polynukleotidová vlákna (primární struktura DNA) vytváří (nejčastěji) pravotočivou šroubovici označovanou jako double helix (sekundární struktura DNA).
Jako denaturaci DNA označujeme jev, kdy dojde (např. zvýšenou teplotou, extrémním pH...) k oddělení obou vláken od sebe. Nejde přitom o permanentní oddělení - vlákna se mohou opět připojit k sobě (nebo se mohou spojit s jiným komplementárním vláknem) - to označujeme jako hybridizaci. Hybridazace nachází využití v metodách molekulárně genetické diagnózy nebo metodách rekombinantní DNA.
V eukaryotní buňce existuje ještě nadstavbová struktura DNA v komplexu s bílkovinami - viz stavba chromosomů