How big is ADN?

ADN, prescurtarea de la acid dezoxiribonucleic, este molecula care stochează informația genetică din celulele vii și o transmite mai departe. Are forma unei scări răsucite în spirală, numită dublă helice, iar această helice are o lățime de aproximativ 2 nanometri. Un nanometru este o miliardime de metru.

Dimensiune

Dimensiunea ADN-ului se referă de obicei la lățimea dublei sale helice, măsurată peste ambele catene răsucite. Fiecare catenă este un lanț de unități mici numite nucleotide. Cele două catene sunt ținute împreună de perechi de baze chimice, care formează treptele scării.

Forma obișnuită a ADN-ului din celule, numită ADN-B, are o lățime de 1,9–2 nanometri. Perechile de baze vecine se află la 0,34 nanometri una de alta de-a lungul helicei, iar helicea face o rotație completă aproximativ la fiecare 10 perechi de baze, adică la fiecare 3,4 nanometri. ADN-ul apare și sub alte două forme, mult mai rare, numite ADN-A și ADN-Z, care sunt răsucite diferit.

Lungimea ADN-ului depinde de moleculă. Cromozomul 22 uman, unul dintre cei mai mici, este o singură moleculă de ADN de aproximativ 48 de milioane de perechi de baze. Dacă ar fi întinsă, molecula ar avea aproximativ 1,5 centimetri lungime.

Comparații de dimensiune

• Aproximativ 40.000–50.000 de duble helice de ADN puse una lângă alta ar acoperi grosimea unui fir de păr uman.
• Bistratul lipidic care formează membranele celulare are o grosime de aproximativ 5 nanometri, adică de două ori și jumătate lățimea ADN-ului.
• Un atom de aur are un diametru de aproximativ o treime de nanometru, așa că ADN-ul are lățimea a aproximativ șase atomi de aur.
• Dacă ADN-ul ar fi mărit până la grosimea unui fir de păr uman, ADN-ul dintr-o singură celulă umană s-ar întinde pe aproximativ 100 de kilometri. Ar fi împachetat într-un nucleu cu un diametru de aproximativ 30 de centimetri.

Cât ADN conține o celulă

O celulă umană obișnuită conține aproximativ 2 metri de ADN, dacă ar fi întins cap la cap. Totuși, nucleul care îl conține are doar aproximativ 6 micrometri în diametru. Un micrometru este o milionime de metru. ADN-ul este de peste 300.000 de ori mai lung decât este lat nucleul.

Genomul uman, setul complet de ADN uman, are o lungime de aproximativ 3,2 miliarde de nucleotide. Este repartizat între 24 de cromozomi diferiți. Fiecare cromozom este o moleculă de ADN foarte lungă, legată de proteine care o pliază și o împachetează într-o formă compactă.

Cum a fost descoperită dubla helice

James Watson și Francis Crick, care lucrau la Universitatea din Cambridge, din Anglia, au descris dubla helice în 1953. Modelul lor a arătat cum se împerechează bazele: adenina cu timina și citozina cu guanina. Modelul a sugerat și cum ar putea fi copiat ADN-ul.

Difracția razelor X a ajutat la dezvăluirea structurii. Metoda determină forma unei molecule pornind de la figura pe care o formează razele X atunci când se împrăștie pe ea. Rosalind Franklin studia ADN-ul în acest fel, iar Maurice Wilkins lucra și el la structura ADN-ului. Figura de difracție a razelor X a arătat distanța regulată de 0,34 nanometri dintre baze.

Watson, Crick și Wilkins au primit împreună Premiul Nobel în 1962. Franklin murise până atunci, iar Premiile Nobel nu se acordă postum.

Surse

• 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.