How big is DNA?
2 nanometroj!
DNA, mallongigo de dezoksiribonuklea acido, estas la molekulo, kiu konservas genetikan informon en vivaj ĉeloj kaj transdonas ĝin. Ĝi havas la formon de ŝtupetaro tordita en spiralon, nomata duobla helico, kaj tiu helico estas ĉirkaŭ 2 nanometrojn larĝa. Nanometro estas miliardono de metro.
Grando
La grando de DNA kutime signifas la larĝon de ĝia duobla helico, mezuritan tra ambaŭ tordiĝintaj fadenoj. Ĉiu fadeno estas ĉeno de malgrandaj unuoj, nomataj nukleotidoj. La du fadenoj estas kunigitaj per paroj de kemiaj bazoj, kiuj formas la ŝtupojn de la ŝtupetaro.
La ofta formo de DNA en ĉeloj, nomata B-DNA, estas 1,9–2 nanometrojn larĝa. Najbaraj bazparoj situas je 0,34 nanometroj unu de la alia laŭ la helico, kaj la helico faras unu plenan turnon proksimume ĉiujn 10 bazparojn, tio estas ĉiujn 3,4 nanometrojn. DNA ekzistas ankaŭ en du multe pli maloftaj formoj, nomataj A-DNA kaj Z-DNA, kiuj havas alian tordon.
La longo de DNA dependas de la molekulo. La homa kromosomo 22, unu el la plej malgrandaj, estas unu sola molekulo de DNA kun ĉirkaŭ 48 milionoj da bazparoj. Streĉita rekte, ĝi estus ĉirkaŭ 1,5 centimetrojn longa.
Komparoj de grando
- Ĉirkaŭ 40 000–50 000 duoblaj helicoj de DNA, vicigitaj unu apud alia, atingus la dikecon de homa haro.
- La lipida dutavolo, kiu formas ĉelmembranojn, estas ĉirkaŭ 5 nanometrojn dika, tio estas 2,5 fojojn la larĝo de DNA.
- Ora atomo havas diametron de ĉirkaŭ triono de nanometro, do DNA estas ĉirkaŭ ses orajn atomojn larĝa.
- Se DNA pligrandiĝus ĝis la dikeco de homa haro, la DNA en unu homa ĉelo estus ĉirkaŭ 100 kilometrojn longa. Tiu DNA estus pakita en ĉelkerno, kiu havus diametron de ĉirkaŭ 30 centimetroj.
Kiom da DNA entenas ĉelo
Tipa homa ĉelo enhavas DNA, kiu streĉita rekte estus ĉirkaŭ 2 metrojn longa. La ĉelkerno, kiu entenas la DNA, havas tamen diametron de nur ĉirkaŭ 6 mikrometroj. Mikrometro estas milionono de metro. La DNA estas pli ol 300 000 fojojn pli longa ol la ĉelkerno estas larĝa.
La homa genaro, la tuta aro de homa DNA, estas ĉirkaŭ 3,2 miliardojn da nukleotidoj longa. Ĝi estas disdividita en 24 malsamajn kromosomojn. Ĉiu kromosomo estas unu tre longa molekulo de DNA, ligita al proteinoj, kiuj faldas kaj pakas ĝin en kompaktan formon.
Kiel oni trovis la duoblan helicon
James Watson kaj Francis Crick, laborante ĉe la Universitato de Kembriĝo en Anglio, priskribis la duoblan helicon en 1953. Ilia modelo montris, kiel la bazoj parigiĝas: adenino kun timino, kaj citozino kun guanino. Ĝi ankaŭ sugestis, kiel DNA povus esti kopiata.
Rentgenodifrakto helpis malkaŝi la strukturon. La metodo eltrovas la formon de molekulo el la ŝablono, kiun rentgenradioj formas, kiam ili disĵetiĝas de la molekulo. Rosalind Franklin studis DNA tiel, kaj Maurice Wilkins laboris ankaŭ pri la strukturo de DNA. La rentgena ŝablono montris la regulan interspacon de 0,34 nanometroj inter la bazoj.
Watson, Crick kaj Wilkins kune ricevis Nobel-premion en 1962. Franklin tiam jam mortis, kaj Nobel-premioj ne estas aljuĝataj post morto.
Fontoj
- Biochemistry, DNA Structure. StatPearls, NCBI Bookshelf, 2023.
- DNA Structure and Sequencing. Biology 2e, OpenStax, 2018.
- Chromosomal DNA and Its Packaging in the Chromatin Fiber. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
- Membrane Structure. Molecular Biology of the Cell, 4th edition, Garland Science, 2002.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.