โมเลกุล ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ เชิงเส้นที่เป็นสายยาวคู่ ของพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยโมโนเมอร์ที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ โมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็ก และเป็นส่วนประกอบสำคัญของดีเอ็นเอ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมี DNA โมเลกุลขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นตามแผนเดียวกัน พวกมันประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เดียวกันเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยกรดฟอสฟอริก และน้ำตาลหนึ่งโมเลกุล รวมทั้งหนึ่งในสี่ของเบสไนโตรเจน ได้แก่ อะดีนีน กัวนีน

รวมถึงไซโตซีนหรือไทมีน อะดีนีนและกวานีนเป็นเบสพิวรีนในขณะที่ไทมีน และไซโตซีนเป็นเบสไพริมิดีน พิวรีนและไพริมิดีนเรียกว่าเบส เพราะในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด พวกมันสามารถติด H+ ไอออนเข้ากับตัวมันเองได้ พีริมิดีนเป็นอนุพันธ์ของวงแหวนไพริมิดีนที่มีสมาชิก 6 ส่วน ในขณะที่พิวรีนเป็นเบสที่วงแหวน 5 ส่วนที่ 2 หลอมรวมกับวงแหวนหกส่วน น้ำตาลใน DNA คือ 2 ดีออกซี่ ซึ่งแตกต่างจากกลูโคสตรงที่โมเลกุลของมันมีคาร์บอนไม่ 6 อะตอม

แต่มีคาร์บอน 5 อะตอม นั่นคือน้ำตาลห้าคาร์บอนเพนโตส ลักษณะเฉพาะของน้ำตาลนี้ก็คือมีอะตอมไฮโดรเจน ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนหนึ่เฉพาะ แต่ไม่ใช่กลุ่มไฮดรอกซิล ดังนั้น น้ำตาลนี้คือดีออกซีไรโบส เนื่องจากเป็นน้ำตาลไรโบสที่ปราศจากออกซิเจน น้ำตาลฟอสเฟตเชื่อมต่อกับฐานไนโตรเจนผ่านพันธะ β ไกลโคซิดิก ฐานติดกับตำแหน่ง I ของดีออกซีไรโบส โครงสร้างที่เกิดขึ้นจากการรวมกันของเบสไนโตรเจน และน้ำตาลเรียกว่านิวคลีโอไซด์

ดังนั้นกลุ่มเคมีที่ก่อตัวเป็น DNA คือเบสไนโตรเจนของพิวรีนและไพริมิดีน อะดีนีน กัวนีน ไทมีนและไซโตซีน น้ำตาล และกรดฟอสฟอริก RNA มีโครงสร้างเหมือนกับ DNA อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับ DNA ใน RNA น้ำตาลคือไรโบสที่มีออกซิเจน ซึ่งเป็นน้ำตาลที่มีอะตอมของคาร์บอน 5 อะตอม ซึ่งหนึ่งในนั้นมีหมู่ 2 ไฮดรอกซิลติดอยู่ นอกจากนี้ ในอาร์เอ็นเอ ไทมีนไม่มีกลุ่มเมทิลและเป็นยูราซิล เช่น ในอาร์เอ็นเอ ไทมีนจะถูกแทนที่ด้วยยูราซิล

ซึ่งเป็นเบสไพริมิดีนด้วย โครงสร้างหลักของ DNA คือ DNA ประกอบด้วยสายโซ่นิวคลีโอไทด์ ซึ่งฐานโครงกระดูกประกอบด้วยน้ำตาลสลับและกลุ่มฟอสเฟต รวมกันเป็นพันธะโครงกระดูกโควาเลนต์ 3 1 และกลุ่มด้านข้างแสดงด้วย หรือเบสอื่นแล้วรวมโมเลกุลน้ำตาลเข้าด้วยกัน นิวคลีโอไทด์ที่จัดตำแหน่งตามลำดับ ถูกเชื่อมโยงแบบโควาเลนต์โดยพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ ระหว่างกากน้ำตาลและฟอสเฟต ซึ่งเป็นผลให้รวมกันเป็นสายพอลินิวคลีโอไทด์

ดังนั้นโครงสร้างหลักของ DNA เช่นเดียวกับ RNA จึงถูกกำหนดโดยลำดับของนิวคลีโอไทด์ และลักษณะของพันธะระหว่างน้ำตาลและฟอสเฟต แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างรองของ DNA ถูกกำหนดโดยวัตสันและ F คริกกลับมาพ.ศ. 2496 จากข้อมูลเกี่ยวกับการเลี้ยวเบน X ของโมเลกุล DNA โครงสร้างของเบสและกฎของชาร์กาฟฟ์ แนวคิดเหล่านี้จะลดลงเหลือดังต่อไปนี้ โมเลกุล ดีเอ็นเอถูกสร้างขึ้นจากสายเกลียว โพลีนิวคลีโอไทด์สองสายที่บิดไปทางขวา

โดยแต่ละรอบของเกลียวนั้นสอดคล้องกับ 10 เบสไนโตรเจนหรือระยะทาง 3.4 นาโนเมตร โมเลกุลดีเอ็นเอซึ่งมีสายโซ่บิดไปทางขวา เดิมเรียกว่ารูปตัว B โซ่ทั้ง 2 เชื่อมต่อกันเนื่องจากการบิดโซ่หนึ่งรอบอีกโซ่หนึ่งตามแกนร่วม เนื่องจากลำดับอะตอมที่ตรงกันข้ามกันในแต่ละเกลียว เกลียวทั้งสองถูกกลับด้านโดยสัมพันธ์กัน กล่าวคือทิศทางตามดูเพล็กซ์คือ 3 ถึง 5 สำหรับเกลียวหนึ่งและ 5 สำหรับอีกเกลียวหนึ่ง ระดับของซูเปอร์คอยล์ของ DNA นั้นขึ้นอยู่กับเอนไซม์

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความสมดุลแบบไดนามิก ระหว่างเอนไซม์ DNA ไจเรสที่เป็นปฏิปักษ์ซึ่งกันและกัน ซึ่งมีหน้าที่ในการ ซูเปอร์คอยล์และ DNA ทอพอไอโซเมอเรส I ซึ่งยกเลิก ซูเปอร์คอยล์โครงสร้างระดับตติยภูมิของ DNA นั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างเชิงพื้นที่ 3 มิติของโมเลกุลและขึ้นอยู่กับสภาวะภายในโมเลกุล อย่างไรก็ตาม โครงสร้างนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอ ขนาดของโมเลกุลดีเอ็นเอมักจะถูกกำหนด โดยการกำหนดน้ำหนักโมเลกุลในดัลตัน

ความยาวในจำนวนคู่เบส น้ำหนักโมเลกุลของคู่ AT คือ 617 ดาลตัน คู่ GC คือ 618 ดาลตัน น้ำหนักโมเลกุลของเบสไนโตรเจน 1,000 คู่ 1 กิโลเบสคือ 617,500 ดาลตัน การเตรียม DNA ที่แยกได้จากเซลล์ โดยใช้วิธีการทั่วไปมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 1.0 ถึง 10 ความยาวของการหมุนตามแกน DNA ของรูปแบบ B คือ 3.4 นาโนเมตร ระยะห่างระหว่างคู่เบสใน DNA ของอีโคไล B คือ 0.34 นาโนเมตร ในการอธิบายลักษณะโครงสร้างของดีเอ็นเอ

ค่าคงที่ทางกายภาพ เช่น ความหนาแน่นในระหว่างการหมุนเหวี่ยง ในการไล่ระดับของโลหะหนักและจุดหลอมเหลวก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน ค่าคงที่แรกสะท้อนถึงการกระจายหลายตัวของการเตรียม DNA ในขณะที่ค่าที่สองสะท้อนถึงความแตกต่างของพวกมัน การให้ความร้อนดีเอ็นเอในสารละลายจะทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสเป็นคู่ๆ และทำลายโครงสร้างรองของดีเอ็นเอ กล่าวคือ ทำให้เกิดการละลายของดีเอ็นเอใน 0.1 ล้านสารละลาย NaCl ละลายได้ที่ 95

การละลายของดีเอ็นเอคือการทำให้เสียสภาพ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติที่โดดเด่นของ DNA ที่แปลงสภาพแล้วก็คือ มันสามารถเปลี่ยนแปลงสภาพ ในหลอดทดลองได้นั่นคือ มันสามารถฟื้นฟูโครงสร้างที่มีเกลียวคู่ การเปลี่ยนสภาพนั้นแม่นยำมาก DNA ที่แปลงสภาพสองสายสามารถหลอม ให้เข้ากับรูปแบบเกลียวคู่ตามธรรมชาติของพวกมันได้ ถ้าลำดับของพวกมันเป็นส่วนเสริมหรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้าลำดับของเกลียวยอมให้มีการสร้างคู่เบสที่ผูกมัดด้วยไฮโดรเจน

อ่านต่อได้ที่ >>  รังไข่ ทำความเข้าใจเกี่ยวกับอวัยวะสืบพันธุ์สตรีภายใน