Dlaczego DNA jest budowane przez A, G, C i T?
PAP | 2004-12-10
Dlaczego spośród milionów cząsteczek organicznych do kodowania informacji genetycznej wybrane zostały adenina, cytozyna, guanina i tymina - cztery zasady DNA? Tę genetyczną zagadkę natury udało się rozwiązać polsko-niemieckiej grupie uczonych. Rozwiązanie zagadki wiąże się z odkrytym mechanizmem odporności niektórych cząsteczek organicznych na promieniowanie ultrafioletowe (UV).
Jak ustalili dwaj badacze - prof. Andrzej L. Sobolewski z Instytutu Fizyki PAN i prof. Wolfgang Domcke z Politechniki Monachijskiej, pary zasad wybrane przez naturę do kodowania informacji genetycznej, adenina-tymina i guanina-cytozyna, wykorzystują ten mechanizm szczególnie efektywnie.
Promieniowanie UV działając na cząsteczkę może spowodować zmianę fizyczną cząsteczki - zmienić jej kształt, zjonizować, czy nawet doprowadzić do przemiany chemicznej - czyli zniszczenia jej.
A zasady DNA: adenina, cytozyna, guanina i tymina oraz ich pary komplementarne, obdarzone bardzo istotną cechą - tzw. fotostabilnością - dzięki temu zakodowana informacja genetyczna jest wystarczająco stabilna i może być przekazana następnemu pokoleniu.
"Pary komplementarne zasad DNA posiadają unikalny mechanizm szybkiej dezaktywacji zaabsorbowanej w postaci kwantu UV energii. Energia ta jest bardzo wydajnie "rozmieniana na drobne", czyli na mniej groźne kwanty podczerwone, a następnie przekazywana w postaci ciepła do otoczenia" - tłumaczy Sobolewski.
Najważniejszą rolę w tym procesie pełni "klej atomowy", czyli atomy wodoru, tworzące tzw. wiązania wodorowe pomiędzy parami zasad DNA.
Jak wyjaśnia Sobolewski, zaabsorbowana przez związaną parę cząsteczek energia UV zamienia się na energię kinetyczną atomu wodoru oscylującego - jak piłeczka pingpongowa - pomiędzy parą zasad.
"W czasie tego ruchu atom wodoru traci stopniowo swoją energię kinetyczną, przekazując ją innym, cięższym atomom tych cząsteczek. W efekcie energia kwantu UV zostaje szybko i efektywnie zamieniona na energię oscylacji atomów tworzących cząsteczkę, a więc - na ciepło" - wyjaśnia Sobolewski.
Wspólny polsko-niemiecki artykuł na ten temat ukazał się w najnowszym numerze "Science Magazine" (z 3 grudnia 2004).
Źródło: Nauka w Polsce - PAP
Komentarze
nikos | 2005-09-14 00:00:00
uuulalala
J23 | 2005-10-16 00:00:00
Bardzo ciekawe. Wybranie przez naturę tych a nie innych struktur chemicznych wydaje się po powyższych informacjach oczywiste ale prawdopodobnie są jeszcze jakieś inne powody a odporność na UV to tylko jeden chociaż bardzo ważny aspekt.
Madziulka | 2005-10-23 00:00:00
Właśnie tego potrzebowałam na biologie na jutro:) :) ssssuuupeerrrrrr!!!!!!!!!
jedrubaal | 2010-05-18 14:48:19
No dobra, tylko artykuł miał wyjaśnić kryterium selekcji naturalnej, a mówi tylko ogólnie o dobrych właściwościach wybrańców. Szkoda, że nie podano KONKRETNYCH parametrów związków chemicznych jakie porównywano. Poza tym jakiej wielkości promieniowanie UV użyto w eksperymentach? Czy odpowiada ono temu jakie uderzało w zupę kwantową? Na koniec uwaga: z tego co się mówi życie nie powstało ani w zatoczkach, ani w kałużach, ani na powierzchni morza, ale w jego głębi w okolicy kominów termalnych. Zatem dlaczego odporność na działanie UV miałby mieć jakiekolwiek znaczenie?!