Deoxyribonukleinsyre

Transkript

1 DNAs Forunderlige struktur Ved Rebecca E.-Sørensen stud.scient i medicinalkemi ved Aarhus Universitet Deoxyribonukleinsyre Strukturen af DNA findes af James D. Watson og Francis H. Crick i

2 Nuklein Året er 1869, og den Schweiziske læge Johan Friedrich Miescher undersøger materie fra brugte bandager, en ren kilde til en enkelt type af celler. Han ødelægger cellerne og opdager et bundfald der nok ikke er protein. Ved yderligere undersøgelser ser han at bundfaldet indeholder fosfor og derfor ikke er protein! Han har fundet et nyt molekyle! Men hvad betyder det egentlig at Miescher havde fundet Nukleinsyre? Molekylet bestod af C, H, O, N og P. 2

3 Nu vi snakker om molekyler Hvad er et molekyle? Molekyleformlen for denne er C 4 H 10 Den kan også skrives som CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 Men allerhelst sådan her: Men hvad så med dette molekyle? Molekyleformlen er C 4 H 10 O Det kan også skrives som CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -OH Men allerhelst sådan her: Livets byggesten! Men hov, hvordan er det nu lige de sidder sammen? 3

4 Den primære struktur af Nukleinsyre Biokemikeren P.A. Levene, foreslog i 1910 at fosfat bandt til sukker som bandt til base Lige meget af A, T, G og C! Er DNA basis for arvelighed? Griffith, Avery og de døde mus. Griffiths forsøg Averys forsøg 4

5 Den primære struktur af Nukleinsyre Biokemikeren P.A. Levene, foreslog i 1910 at fosfat bandt til sukker som bandt til base Lige meget af A, T, G og C! Chargaffs regel I 1950 modbeviste Chargaff, Levenes eksperimenter Han kom også frem til hans egen meget vigtige konklusion 5

6 Hvad ved vi? DNA befinder sig i cellens kerne Det består af C, H, O, N og P Mere præcist, en deoxyribose, en fosfatgruppe og de fire baser adenin, guanin, cytosin og thymin Vi kender den primære struktur af DNA Vi ved at DNA er arvematerialet Røntgen krystallografi Maurice Wilkins og Rosalind Franklin arbejdede med at tage røntgenbilleder af DNA krystaller. Det almindelige røntgenbillede kender vi, vi har endda prøvet det Man bruger en krystal, beskyder det med røntgenstråler, og man får et diffraktionsmønster. 6

7 DNAs struktur Franklin har en teori om at DNA indeholder 2 eller 3 primærstrenge. Hun mener også at fosfatmolekylerne vender ud og baserne vender ind mod hinanden Alt dette snakker hun om i et foredrag som Watson er med til. Hun har desuden et meget specifikt antal vandmolekyler i sine beregninger Hun mener dog ikke at DNA er spiralformet Alpha helix i proteiner Watson og Crick får vist røntgendiffraktionsmønsteret. Crick arbejdede med diffraktionsmønstre fra alphahelix strukturer i proteiner. Denne struktur var blevet bevist af Linus Pauling til at være en enkelt aminosyrekæde der spiralerede omkring sig selv. Crick var overbevist om at DNA også var en spiral, på trods af at Rosalin Franklin ikke troede på det 7

8 Hydrogenbindinger Hydrogenbindinger er svage bindinger der sker mellem O, N og selvfølgelig H. Hydrogen donor Hydrogen acceptor En vigtig interaktion mellem aminosyrer i proteiner og vand Den første model En 3-strenget model De bruger Zn-ioner til at neutralisere ladningen fra fosfat En spiralstruktur 8

9 I kølvandet af den første model Piiiiinligt! De fik af deres chef forbud imod at prøve igen Det gik nok lidt for hurtigt, og baseret på lidt for få oplysninger Chargaffs regel kendte de slet ikke på det tidspunkt! Linus Pauling var også tæt på strukturen af DNA, så de så det som et kapløb! Watson og Crick slikker deres sår i stilhed Den nye krystal! Franklin og Wilkins får lavet en ny DNA krystal der er bedre end den første, de kalder den B DNA (Den første kalder de så A DNA) Watson og Crick møder Chargaff som fortæller dem om sine resultater Watson og Crick får adgang til Franklins diffraktionsmønster af B DNA 9

10 Ventetiden De ville bygge en model Pauling kommer snart til London Fosfaterne vendte ud, og baserne ind Chargaffs regel om forholdet mellem baserne DNA måtte være spiralformet! Den anden model Der dannes hydrogenbindinger baserne imellem A binder altid til T og C binder altid til G DNA må være 2- strenget! Og antiparralel! 10

11 Spiralen! DNAet skulle jo være en spiral! De måler sig til en radius på 10 Ångstrøm. Hver tur rundt i spiralen er 34 Ångstrøm lang DNA har en major groove på 22 Ångstrøm og en minor groove på 12 Ångstrøm Havde de så ret? Ja! De publicerede en artikel i Nature d. 25. april I 1962 fik Watson, Crick og Wilkins nobelprisen i medicin, for fundet af DNAs struktur Der har siden hersket stor kontrovers omkring Rosalind Franklin og hendes rolle Hun vidste ikke, og gav ikke lov til at Watson og Crick brugte hendes resultater 11

12 Opsummering Takfordiilyttede! 12