دی‌ان‌ای یکی از ماکرومولکول‌های زیستی می‌‌باشد که در انتقال داده‌های ژنتیکی نقش دارد. این ماکرومولکول،

پلیمری

از زیرواحدهای نوکلئوتیدی است.

DNAدارای ساختمانی مارپیچی است و برای اولین بار ساختمان آن را دو دانشمند به نام های جیمز واتسون و

فرانسیس کریک

را در سال ۱۹۵۳ کشف کردند و به همین دلیل جایزه نوبل دریافت کردند. کارکرد اصلی DNA الگو بودن برای ساخته شدن یک اسید نوکلئیک دیگر به نام RNA است.

 

DNA ماکرومولکولی است که از هر نظر، برای ایفاء مهم‌ترین نقش خود یعنی انتقال اطلاعات بیولوژیک شایسته است. بعبارتی DNA شاهکار خلقت در ایجاد ماکرو مولکول‌های زیستی بحساب می‌‌آید. همه فواصل و زوایای پیوند، انرژی ها و نوع پیوند عناصر از دقیقترین قوانین فیزیک مولکولی پیروی می‌‌کنند. دانشمندان بارها سعی کرده‌اند با ساخت ماکرومولکول‌های دیگری، بتوانند جایگزینی برای DNA بیابند. اما تاکنون تلاش‌های آنها با شکست روبرو شده است. از دید بسیاری از محققان،DNA متکاملترین مولکول ایجاد شده توسط طبیعت می‌‌باشد. مشخصه مهم ملکول DNA، به‌عنوان یک مولکول، هوشمندی آن است. دو رشته DNAکه از نظر توالی بازها، مکمل یکدیگرمی باشند، می‌‌توانند یکدیگر را شناسایی کرده، پیوند هیدروژنی برقرار کنند و این، آن چیزی است که دانشمندان را قادر ساخته است تا از DNA در واکنشهای شیمیایی استفاده کنند.

 

DNAدارای سه بخش ساختمانی است: بازهای نوکلئوتیدی آدنین (A) سیتوزین (C) گوانین (G) و تیمین (T) در پله‌های این ماکرومولکول نردبانی قرار دارند. این بازهای نوکلئوتیدی به طور تصادفی در کنار هم قرار ندارند بلکه تیمین به آدنین با پیوند هیدروژنی وصل است و سیتوزین نیز به گوانین با پیوند هیدروژنی اتصال دارد. مولکول های قند دزوکسی ریبوز در دیوارهای این نردبان دیده می شوند و به این مولکول های قند گروه‌های فسفات متصل هستند. فرق بین قند دزوکسی ریبوز در DNA با قند ریبوز در RNA این است که قند دزوکسی ریبوز یک گروه

هیدروکسیل

از قند ریبوز کمتر دارد.

آر‌ان‌ای

RNA یا ریبو نوکلئیک اسید یک اسید نوکلئیک در سلول است. RNA را DNA در هسته سلول می سازد. RNA در سه نوع tRNA (مخفف transfer RNA) یا RNA ترابر، mRNA (مخفف messenger RNA) یا RNA پیامبر و rRNA (مخفف ribosomal RNA) یا RNA ریبوزومی است. کار rRNA ساختن پروتئین در ریبوزوم است.

RNA دارای سه بخش ساختمانی است: بازهای نوکلئوتیدی اوراسیل (U) سیتوزین (C) گوانین (G) وآدنین(A) را داراست و برخلاف DNA فاقد تیمین (T)است. مولکول های قند ریبوز و گروه‌های فسفات از دیگر بخش های RNA است. قند ریبوز در RNA یک گروه هیدروکسیل از قند دزوکسی ریبوز در DNA بیشتر دارد.

فرانسیس کریک

'فرانسیس کریک کاشف ساختار DNA و برنده جایزه نوبل می‌باشد. کریک در ۸ ژوئن ۱۹۱۶ در انگلستان به دنیا آمد. در رشته فیزیک تحصیلاتش را ادامه داد و پس از جنگ جهانی دوم راه دیگری درپیش گرفت که در سال ۱۹۵۳ همراه جیمز واتسون موفق به کشف ساختار دورشته‌ای DNA شد ودر سال 1962 موفق به دریافت جایزه نوبل شد . دکترکریک هنگام اعلام این کشف مهم گفت که بشر با کشف تازه بر گوشه ای از اسرار حیات دست یافته است. وی گفت که همه موجودات ذی حیات دارای DNA هستند که دو وظیفه مهم دارد ؛ یکی حمل اطلاعات و دیگری به وجود آوردن المثنای خود. در سن ۸۸ سالگی در بیمارستانی در سان دیگو آمریکا بر اثر سرطان روده بزرگ درگذشت.

 

نوکلئوتید

 

نوکلئوتید واحد سازنده اسیدهای نوکلئیک می‌‌باشند که ترکیبی متشکل از یک قند ۵-کربنی ( ریبوز یا داکسی ریبوز ) اسید فسفریک (فسفات) و یکی از بازهای آلیپورین (آدنین، گوانین)یا پیریمیرین (سیتوزین، تیمین، اوراسیل) می‌‌باشند.اغلب نوکلئوتیدرا نوکلئوزید فسفات می گویند.نوکلئوتیدها به دلیل اسید فسفریک ترکیب اسیدی هستند.

به مجموعه قند و باز آلی نوکلئوزید گفته می‌شود. گروه فسفات می‌تواند قند متصل شود. به مجموع نوکلئوزید و گروه فسفات متصل به و یا5 به کربن3 آن نوکلئوتید می‌گویند. با توجه به اینکه یون فسفات می‌تواند هم به کربن متصل شود. و هم به کربن5 3

پس دو نوکلئوتید از طریق یک پیوند فسفودی استر بهم متصل می‌شوند. به این صورت که گروه هیدروکسیل یک نوکلئوتید با گروه فسفات نوکلئوتید دیگر واکنش داده و پیوند فسفودی استر را بوجود می‌آورد. از آنجایی که پیوند دو قند مجاور را بهم متصل می‌کند، این پیوند و5 فسفودی استر ، کربنهای3 فسفودی استر نیز می‌نامند. یک زنجیره در اثر اتصال پشت سر -3 را پیوند5 -دزوکسی ریبونوکلئوتید بوسیله پیوندهای دزوکسی ریبونوکلئوتید هم تعدادی2 تشکیل می‌شود

تمامی نوکلئوتیدها در یک زنجیره پلی نوکلئوتیدی دارای جهت یکسان می‌باشند. به این صورت که نوکلئوتید انتهایی در یک سمت زنجیره دارای یک آزاد آزاد و نوکلئوتید انتهایی در سمت دیگر زنجیره دارای یک گروه3 گروه5 می‌باشد. بنابراین زنجیره پلی نوکلئوتیدی دارای جهت بوده و این جهت را به --- صورت5> نشان می‌دهند. بنابراین اگر در نوکلئوتید ابتدایی کربن5 3 در زیر آن باشد، در تمامی نوکلئوتیدهای بعدی در بالای حلقه پنتوز و کربن3 زنجیره کربن 5 در بالای حلقه پنتوز جای خواهد داشت.