How big is DNA?

DNA, förkortning av deoxiribonukleinsyra, är den molekyl som lagrar genetisk information i levande celler och för informationen vidare. Molekylen har formen av en stege som är vriden till en spiral som kallas dubbelhelix, och helixen är ungefär 2 nanometer bred. En nanometer är en miljarddel av en meter.

Storlek

Storleken på DNA avser vanligtvis bredden av DNA:s dubbelhelix, mätt tvärs över båda de vridna strängarna. Varje sträng är en kedja av små enheter som kallas nukleotider. De två strängarna hålls ihop av par av kemiska baser, som bildar stegpinnarna.

Den vanliga formen av DNA i celler, kallad B-DNA, är 1,9–2 nanometer bred. Intilliggande baspar sitter 0,34 nanometer från varandra längs helixen, och helixen gör ett helt varv ungefär vart tionde baspar, eller 3,4 nanometer. DNA förekommer också i två mycket ovanligare former, kallade A-DNA och Z-DNA, som är vridna på ett annat sätt.

Längden på DNA beror på molekylen. Människans kromosom 22, en av de minsta, är en enda DNA-molekyl på cirka 48 miljoner baspar. Utsträckt skulle den vara cirka 1,5 centimeter lång.

Storleksjämförelser

• Cirka 40 000–50 000 DNA-dubbelhelixar, lagda sida vid sida, skulle spänna över bredden av ett människohår.
• Det lipiddubbelskikt som bildar cellmembran är ungefär 5 nanometer tjockt, två och en halv gång DNA:s bredd.
• En guldatom är ungefär en tredjedels nanometer i diameter, så DNA-dubbelhelixen är ungefär sex guldatomer bred.
• Om DNA förstorades till bredden av ett människohår, skulle DNA:t i en enda mänsklig cell sträcka sig cirka 100 kilometer. Det skulle vara packat i en cellkärna som är cirka 30 centimeter i diameter.

Hur mycket DNA en cell rymmer

En typisk mänsklig cell innehåller cirka 2 meter DNA, om det sträcktes ut ände mot ände. Ändå är den cellkärna som rymmer det bara cirka 6 mikrometer i diameter. En mikrometer är en miljondel av en meter. DNA:t är mer än 300 000 gånger så långt som cellkärnan är bred.

Det mänskliga genomet, hela uppsättningen mänskligt DNA, är cirka 3,2 miljarder nukleotider långt. Det är fördelat på 24 olika kromosomer. Varje kromosom är en mycket lång DNA-molekyl, bunden till proteiner som viker och packar den till en kompakt form.

Så upptäcktes dubbelhelixen

James Watson och Francis Crick, som arbetade vid universitetet i Cambridge i England, beskrev dubbelhelixen år 1953. Deras modell visade hur baserna paras ihop: adenin med tymin och cytosin med guanin. Den gav också en fingervisning om hur DNA kunde kopieras.

Röntgendiffraktion bidrog till att avslöja strukturen. Metoden tar reda på en molekyls form utifrån det mönster som röntgenstrålar bildar när de sprids av molekylen. Rosalind Franklin studerade DNA på det sättet, och även Maurice Wilkins arbetade med DNA:s struktur. Röntgenmönstret visade det regelbundna avståndet på 0,34 nanometer mellan baserna.

Watson, Crick och Wilkins delade ett nobelpris 1962. Franklin hade dött vid det laget, och nobelpris delas inte ut till avlidna.

Källor

• 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.