Aigéad dí-ocsairibeanúicléasach

Is é an t-aigéad dí-ocsairibeanúicléasach (ADN^[1] an móilín ina bhfuil cód géiniteach na n-orgánach le fáil. Orthu siúd tá ainmhithe, plandaí, prótaistigh, aircéaigh agus baictéir.

Thumb — Suíomh an ADN laistigh de chill eocarótach

Tá ADN le fáil i ngach cill san orgánach agus deir le cealla cén próitéiní is cóir dóibh a dhéanamh. einsímí is ea an chuid is mó de na próitéiní seo. Sin é an fáth a dtugann páistí feinitíopaí (tréithe) leo óna dtuismitheoirí, ar nós dhath an chraicinn, na gruaige agus na súl. Tá cuid de ADN gach tuismitheora le fáil i ngach duine.

Thaispeáin James D. Watson agus Francis Crick i 1953 gurb é a bhíonn i ngach móilin den DNA i ngach cill bhitheolaíoch ná dís tointemhóilíní (suas le 2m ar fhad), gach ceann ina shaghas cóipe den cheann eile.^[2] Bíonn na tointí seo leagtha amach taobh le chéile mar a bheadh dréimire ann, ach an dréimire casta ina héilics, an déhéilics mar a thugtar uirthi, agus naisc idir fo-aonaid cheimiceacha ar leith ar na tointí, ar a dtugtar bun-núicléitídí, ag feidhmiú mar na rungaí ar an dréimire casta.

Níl ach 4 cinn de na núicléitídí seo sa DNA: na púiríní, adainín (A) is timín (T), agus na pirimidíní, cíotóisín (c) is guainín (G).

Ní féidir ach na naisc A-T is C-G (bunphéirí a thugtar orthu seo) a bheith idir na tointí, agus mar sin, bíonn an dá thointe ina gcóipeanna scáthánacha nó inbhéartaithe dá chéile, an A i gceann amháin os comhair T sa cheann eile, is C i dtointe amháin i gcónaí os comhair G sa tointe eile.

Is é ord na núicléitídí a litríonn na géinte agus a chinneann na treoracha i gcill ar bith chun feidhmeanna na cille a rialú is atáirgeadh na cille a chur chun tosaigh.

Struchtúr

Tá cuma héilics dhúbailte ar an ADN. Péire núicléitídí is ea gach céim den dréimire.

Núicléitídí

Tá na núicléitídí déanta de na heilimintí a leanas:

dí-ocsairiobós, saghas siúcra le cúig adamh carbóin,
grúpa fosfáite agus é déanta d’fhosfar agus d’ocsaigin, agus
bun nítrigineach

Ceithre chineál núicléitídí atá i nADN:

adainín (A)
tímín (T)
cíotóisín (C)
guainín (G)

Adainín (A)
Guainín (G)
Cíotóisín (C)
Tímín (T)

Bíonn na tointí seo leagtha amach taobh le chéile mar a bheadh dréimire ann, ach an dréimire casta ina héilics, an déhéilics mar a thugtar uirthi, agus naisc idir fo-aonaid cheimiceacha ar leith ar na tointí, ar a dtugtar bun-núicléitídí, ag feidhmiú mar na rungaí ar an dréimire casta. Níl ach ceithre cinn de na núicléitídí seo sa DNA: na púiríní, adainín (A) is timín (T), agus na pirimidíní, cíotóisín (c) is guainín (G).^[3]

Ní féidir ach na naisc A-T is C-G (bunphéirí a thugtar orthu seo) a bheith idir na tointí, agus mar sin bíonn an dá thointe ina gcóipeanna scáthánacha nó inbhéartaithe dá chéile, an A i gceann amháin os comhair T sa cheann eile, is C i dtointe amháin i gcónaí os comhair G sa tointe eile.

Is é ord na núicléitídí a litríonn na géinte agus a chinneann na treoracha i gcill ar bith chun feidhmeanna na cille a rialú is atáirgeadh na cille a chur chun tosaigh.

Tá rungaí an dréimire déanta de dhá bhun agus bun amháin ceangailte de gach cos. Tagann na bunanna le chéile sa lár: péireáiltear A agus T agus péireáiltear C agus G. Tá na bunanna ceangailte dá chéile ag naisc hidrigine.

Déanann adainín agus tímín dhá nasc hidrigine, agus déanann cíotóisín agus guainín trí nasc hidrigine. Tá na bunanna ina bpéirí buana ach tig leis na péirí a bheith ann in ord ar bith (A-T nó T-A, C-G nó G-C). Is féidir leis an ADN, mar sin, cóid a dhéanamh de na litreacha sna bunanna chun treoir a thabhairt don chill.

Crómaitin

Ceanglaítear an tADN ar chrómasóim le próitéiní darb ainm hiostóin chun crómaitin a dhéanamh. Tá baint ag an gcomhcheangal seo le heipigéineolaíocht agus rialáil géinte. Dúisítear agus múchtar géinte agus an chill ag fás nó ag oibriú, agus is é an rialú seo is bun leis an gcuid is mó d’oibriú na gceall.

Cóipeáil ADN

Tugtar macasamhlú ADN ar chóipeáil ADN. Bristear na naisc hidrigine a cheanglaíonn bunanna péireáilte agus déantar dhá leath den mhóilín: scartar cosa an dréimire. Fágann sé seo dhá dhual ar leith. Déantar dhuail nua trí na bunanna a “phósadh” arís (A le T agus G le C).

Ar dtús, scoilteann einsím darb ainm heileacáis ADN an tADN ina dhá leath trí na naisc hidrigine a bhriseadh. Ansin déanann móilín a dtugtar polaiméaráis ADN air dual nua arb ionann é is duail an ADN scoilte. Déantar gach móilín ADN, mar sin, de sheanmhóilín bunaidh agus de bhunanna nua.

Sócháin

Nuair a dhéantar cóip den ADN déantar dearmaid uaireanta. Tugtar sócháin orthu, agus tá trí mhórchineál ann:

Scrios, nuair a fhágtar bun nó roinnt bunanna ar lár.
Ionadú, nuair a chuirtear bun nó roinnt bunanna in ionad buin eile sa seicheamh.
Ionsá, nuair a chuirtear bun breise nó bunanna breise isteach.
Dúbailt, nuair a athdhéantar seicheamh bunanna péireáilte.

Is féidir sócháin a rangú freisin de bharr an tionchair atá acu ar struchtúr agus ar fheidhmiú próitéiní. Uaireanta thugann sócháin bás an orgánaigh toisc nach bhfuil rath ar an bpróitéin a rinne an tADN. Os a choinne sin, is amhlaidh a bhraitheann an éabhlóid féin ar shócháin agus leagan nua de phróitéin ag dul ar sochar don orgánach.

Sintéis phróitéiní

Tugtar géin ar an rannán de ADN a bhfuil treoir ann chun próitéin a dhéanamh. Tá seicheamh peiptíde amháin ar a laghad ag gach géin.^[4] Déanann próitéiní struchtúir agus einsímí, agus is iad na heinsímí a dhéanann an chuid is mó den obair sna cealla. Tá próitéiní déanta de pheiptídí níos lú, agus déantar peiptídí d’aimíonaigéid. Ní mór na haimíonaigéid chearta a cheangal san ord ceart chun go ndéanfadh próitéin obair áirithe.

Innill bheaga sa chill darb ainm ribeasóim a dhéanann próitéiní. Tá ribeasóin le fáil i gcorp na cille ach níl ADN le fáil ach i núicléas na cille. Cuid den ADN an cód géiniteach ach fanann an tADN go buan sa núicléas, agus dá bhrí sin déanann an chill cóip den seicheamh ADN in ARN. Tá sé siúd níos lú agus tig leis imeacht trí phoill i scannán an núicléis agus isteach sa chill.

Déanann próitéiní ar nós polaiméaráis ARN na géinte atá códaithe a thras-scríobh ar an teachtaire-ARN (mRNA/tARN). Ansin úsáidtear tARN aibí mar theimpléad chun go sintéiseodh an ribeasóm próitéin. Léann ribeasóim códón (trí phéire bunanna) a deir leis cén t-aimíonaigéad a chur leis an bpróitéin. Scanálann an ribeasóm an tARN chun an phróitéin a dhéanamh. Déanann ARN eile darb ainm ARN tarchuir an t-aimíonaigéad ceart a mheaitseáil le gach códón.

Stair

An dóchtúir Eilvéiseach Friedrich Miescher ba thúisce a bhain ADN as cealla i 1869 agus é ag iniúchadh baictéirí sa bhrachadh i mbindealáin mháinliacha. Fuarthas an móilín i núicléas na gceall agus thug sé “nuiclein” air.^[5]

I 1928 fuair Frederick Griffith amach gurbh fhéidir tréithe den chineál “séimh” de Pneumococcus a aistriú go dtí an cineál “garbh” den bhaictéir céanna trí bhaictéirí “séimhe” maraithe a mheascadh leis an gcineál “garbh”.^[6] Chuir sé seo in iúl go soiléir den chéad uair go raibh eolas géiniteach in ADN.^[7]^[8]^[9]

Deimhníodh an bhaint a bhí ag ADN le hoidhreachtúlacht i 1952, nuair a thaispeáin Alfred Hershey agus Martha Chase gurb é an tADN comhábhar géiniteach an bhaictéarafagaigh T2.^[10]

Sna 1950í fuair Erwin Chargaff amach^[11] gurb ionann an méid tímín (T) i móilín ADN is an méid adaimín (A) atá ann, tríd is tríd. Fuair sé amach gurb é an scéal céanna ag guainín (G) agus ag cíotóisín (C) é. Tá an nochtadh seo achoimrithe i “rialacha Chargaff”.

Bhí an obair seo bunaithe ar íomhá díraonacháin X-gha ("Photo 51") a thóg Rosalind Franklin agus Raymond Gosling i Mí na Bealtaine 1952.^[12]

Watson agus Crick

I 1953 mhol James D. Watson agus Francis Crick an chéad samhail de struchtúr dé-héilicse an ADN a nglactar léi anois mar an leagan ceart, san iris Nature.^[13] Thaispeáin Watson is Crick i 1953 gurb é a bhíonn i ngach móilin den DNA i ngach cill bhitheolaíoch ná dís tointemhóilíní (suas le 2 m ar fhad), gach ceann ina shaghas cóipe den cheann eile.

Foilsíodh fianaise thrialach a threisigh le samhail Watson agus Crick i sraith cúig alt san eagrán céanna de Nature.^[14] Astu seo ba é alt Franklin agus Gosling an chéad pháipéar a foilsíodh faoina gcuid sonraí díraonacháin X-gha agus faoina modh anailíse agus é ag treisiú, mórán, le samhail Watson agus Crick.^[15] Bhí alt eile le Maurice Wilkins agus beirt dá chomhghuaillithe faoi struchtúr an ADN, agus threisigh a n-anailís agus patrúin B-DNA in vivo freisin le samhail dé-héilicse Crickagus Watson.

I 1962, tar éis bhás Franklin, fuair Watson, Crick agus Wilkins le chéile an Duais Nobel na Fiseolaíochta nó an Leighis.^[16] Ar dhaoine beo amháin a bhronntaí an duais ag an am. Tá díospóireacht ann fós faoi na daoine ar chóir an fhionnachtain a chur ina leith.^[17]

Sa bhliain 1957 mhínigh Crick cén gaol a bhí idir ADN, ARN agus próitéiní.^[18]

I 1958 thaispeáin triail Meselson–Stahl conas a chóipeáiltear ADN.^[19] Thaispeáin Crick agus a chomhghleacaithe go raibh an cód géiniteach bunaithe ar “chódóin,” tríríní bunanna gan forluí^[20] As seo a fáisceadh an bhitheolaíocht mhóilíneach.

Tá neart díospóireacht déanta faoi conas a fuair Watson agus Crick torthaí Franklin. Fuair Watson, Crick agus Maurice Wilkins an Duais Nobel i 1962 as an obair a rinne siad ar ADN – fuair Rosalind Franklin bás i 1958.

Tagairtí

[1]
Deoxyribonucleic acid an Bhéarla
[2]
Hussey, Matt (2011). "Fréamh an Eolais". www.siopa.ie. Dáta rochtana: 2020-04-25.^{[nasc briste go buan]}
[3]
Hussey, Matt (2011). "Fréamh an Eolais" Coiscéim.
[4]
Tá níos mó ná peiptíd amháin le fáil ina lán próitéiní casta, agus códaítear peiptídí leo féin. Tugtar le chéile ina dhiaidh sin iad trí spladhsáil ARN.
[5]
Dahm, R., ‘Friedrich Miescher and the discovery of DNA,’ Dev Biol, Volume 278, Issue 2, 2005, lgh 274–88, PMID 15680349
[6]
Lorenz M.G., Wackernagel W., ‘Bacterial gene transfer by natural genetic transformation in the environment,’ Microbiol. Rev., Volume 58, Issue 3, 1994, lgh 563–602, PMID 7968924, PMC 372978
[7]
Chuir triail Avery–MacLeod–McCarty in iúl i 1943 gurbh é an tADN an prionsabal bunathraitheach.
[8]
Avery, Oswald T.; Colin M. MacLeod, Maclyn McCarty (1944-02-01). ‘Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: induction of transformation by a Desoxyribonucleic Acid fraction isolated from Pneumococcus Type III’ . Journal of Experimental Medicine 79 (2): 137–158. doi:10.1084/jem.79.2.137. PMC 2135445. PMID 19871359.
[9]
Fruton, Joseph S. 1999. Proteins, enzymes, genes: the interplay of chemistry and biology. New Haven, Conn: Yale University Press. 438–440 ISBN 0-300-07608-8
[10]
Hershey A.D. & Chase M. 1952. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. J Gen Physiol. 36:39-56
[11]
Vischer E. & Chargaff E., ‘The separation and quantitative estimation of purines and pyrimidines in minute amounts’ Curtha i gcartlann 2008-10-03 ar an Wayback Machine, J. Biol. Chem. , Volume 176, 1948, lgh 703–714
[12]
Franklin R.E. & Gosling R.G., ‘Molecular configuration in sodium thymonucleate, Nature, 1953, Volume 171, lgh 740–741
[13]
Watson J.D. & Crick F.H.C., ‘A structure for deoxyribose nucleic acid,’ Volume 171, 1953, lgh 737–738
[14]
Nature Archives Double Helix of DNA: 50 Years
[15]
http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/dna/pictures/franklin-typeBphoto.html Curtha i gcartlann 2009-01-30 ar an Wayback Machine Original X-ray diffraction image, Osulibrary.oregonstate.edu
[16]
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 Nobelprize .org
[17]
Brenda Maddox, ‘The double helix and the “wronged heroine”,' Nature, Volume 421, 2003, lgh 407–408 Curtha i gcartlann 2016-10-17 ar an Wayback Machine PMID 12540909, doi 10.1038/nature01399
[18]
Crick F.H.C. On degenerate templates and the adaptor hypothesis (PDF). genome.wellcome.ac.uk (Lecture, 1955).
[19]
Meselson M. and Stahl F.W. 1958. The Replication of DNA in Escherichia coli. PNAS 44: 671–82
[20]
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968 Nobelprize.org Accessed 22 December 06

Suíomh

Human Genome Project: eolas

Naisc sheachtracha

Alan Titley;An t-aigéad dí-ocsairibeanúicléasach. https://www.irishtimes.com/culture/tuarasc%C3%A1il/an-t-aig%C3%A9ad-d%C3%AD-ocsairibean%C3%BAicl%C3%A9asach-1.4346574

[1] [1]
Deoxyribonucleic acid an Bhéarla

[2] [2]
Hussey, Matt (2011). "Fréamh an Eolais". www.siopa.ie. Dáta rochtana: 2020-04-25.^{[nasc briste go buan]}

[3] [3]
Hussey, Matt (2011). "Fréamh an Eolais" Coiscéim.

[4] [4]
Tá níos mó ná peiptíd amháin le fáil ina lán próitéiní casta, agus códaítear peiptídí leo féin. Tugtar le chéile ina dhiaidh sin iad trí spladhsáil ARN.

[5] [5]
Dahm, R., ‘Friedrich Miescher and the discovery of DNA,’ Dev Biol, Volume 278, Issue 2, 2005, lgh 274–88, PMID 15680349

[6] [6]
Lorenz M.G., Wackernagel W., ‘Bacterial gene transfer by natural genetic transformation in the environment,’ Microbiol. Rev., Volume 58, Issue 3, 1994, lgh 563–602, PMID 7968924, PMC 372978

[7] [7]
Chuir triail Avery–MacLeod–McCarty in iúl i 1943 gurbh é an tADN an prionsabal bunathraitheach.

[8] [8]
Avery, Oswald T.; Colin M. MacLeod, Maclyn McCarty (1944-02-01). ‘Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types: induction of transformation by a Desoxyribonucleic Acid fraction isolated from Pneumococcus Type III’ . Journal of Experimental Medicine 79 (2): 137–158. doi:10.1084/jem.79.2.137. PMC 2135445. PMID 19871359.

[9] [9]
Fruton, Joseph S. 1999. Proteins, enzymes, genes: the interplay of chemistry and biology. New Haven, Conn: Yale University Press. 438–440 ISBN 0-300-07608-8

[10] [10]
Hershey A.D. & Chase M. 1952. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. J Gen Physiol. 36:39-56

[11] [11]
Vischer E. & Chargaff E., ‘The separation and quantitative estimation of purines and pyrimidines in minute amounts’ Curtha i gcartlann 2008-10-03 ar an Wayback Machine, J. Biol. Chem. , Volume 176, 1948, lgh 703–714

[12] [12]
Franklin R.E. & Gosling R.G., ‘Molecular configuration in sodium thymonucleate, Nature, 1953, Volume 171, lgh 740–741

[13] [13]
Watson J.D. & Crick F.H.C., ‘A structure for deoxyribose nucleic acid,’ Volume 171, 1953, lgh 737–738

[14] [14]
Nature Archives Double Helix of DNA: 50 Years

[15] [15]
http://osulibrary.oregonstate.edu/specialcollections/coll/pauling/dna/pictures/franklin-typeBphoto.html Curtha i gcartlann 2009-01-30 ar an Wayback Machine Original X-ray diffraction image, Osulibrary.oregonstate.edu

[16] [16]
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 Nobelprize .org

[17] [17]
Brenda Maddox, ‘The double helix and the “wronged heroine”,' Nature, Volume 421, 2003, lgh 407–408 Curtha i gcartlann 2016-10-17 ar an Wayback Machine PMID 12540909, doi 10.1038/nature01399

[18] [18]
Crick F.H.C. On degenerate templates and the adaptor hypothesis (PDF). genome.wellcome.ac.uk (Lecture, 1955).

[19] [19]
Meselson M. and Stahl F.W. 1958. The Replication of DNA in Escherichia coli. PNAS 44: 671–82

[20] [20]
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968 Nobelprize.org Accessed 22 December 06

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]