DNA

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Strukturen af DNA-dobbelthelix. Atomerne i strukturen er farvekodet efter kemisk element og to basepars detaljerede struktur vises i nederste højre hjørne.
Strukturen i en del af en DNA-dobbelthelix

Deoxyribonukleinsyre (DNA, fra det engelske ord Deoxyribonucleic acid) er en molekyle, som bærer på de fleste af de genetiske instruktioner, der bruges ved vækst, udvikling, funktion og reproduktion af alle kendte levende organismer og mange vira. DNA og RNA er nukleinsyrer; sammen med proteiner og komplekse kulhydrater udgør de de tre store typer makromolekyler, der er essentielle for alle kendte former for liv. De fleste DNA-molekyler består af to biopolymer-strenge snoet omkring hinanden i dannelsen af en dobbelthelix. De to DNA-strenge er kendt som polynukleotider siden de består af simplere enheder kaldet nukleotider.[1] Hver nukleotid består af en nitrogenholdig nukleobase — enten cytosin (C), guanin (G), adenin (A) eller thymin (T) — såvel som en sukker kaldet deoxyribose og en fosfatgruppe. Nukleotiderne forbindes med hinanden i en kæde af kovalente bindinger mellem den ene nukleotids sukker og den andens fosfat, hvilket resulterer i en alternerende sukker-fosfat-rygrad. I henhold til reglerne for baseparring (A med T, og C med G) binder hydrogenbindinger de to separate polynukleotid-strenges nitrogenholdige baser og skaber dermed dobbeltstrenget DNA. Det samlede antal relaterede DNA-basepar på Jorden vurderes at være 5.0 x 1037, og vejer 50 milliarder ton.[2] Til sammenligning er biosfærens samlede masse blevet vurderet til at veje helt op til 4 TtC (billioner ton carbon)[3].[4]

DNA opbevarer biologisk information. DNA-rygraden er resistent overfor spaltning, og begge strenge af den dobbelt-strengede struktur opbevarer den samme biologiske information. Biologisk information replikeres idet de to strenge separeres. En betragtelig del af DNA (mere end 98% for mennesker) er ikke-kodende, hvilket betyder at disse sektioner ikke fungerer som mønstre for proteinsekvenser.

De to DNA-strenge løber i modsat retning af hinanden og er derfor antiparallelle. Hver sukker har en af fire typer nukleobase (uformelt kaldet baser) tilknyttet. Det er disse fire typer nukleobasers sekvenser langs rygraden, der koder biologisk information. Under den genetiske kode oversættes RNA-strenge til at specificere aminosyrers sekvens inde i proteiner. Disse RNA-strenge skabes oprindeligt ved brug af DNA-strenge som skabelon i en proces, der kaldes transskription.

Inde i celler organiseres DNA i lange strukturer kaldet kromosomer. Under celledeling duplikeres disse kromosomer i en proces kaldet DNA-replikation, hvilket giver hver celle sit eget komplette sæt af kromosomer. Eukaryote organismer (dyr, planter, svampe og protister) opbevarer det meste af deres DNA i cellekernen og noget af deres DNA i organeller, såsom mitokondrier eller grønkorn.[5] I modsætning hertil opbevarer prokaryoter (bakterier og arkæer) kun deres DNA i cytoplasmaet. Inde i kromosomerne komprimeres og organiseres DNA'en af kromatinproteiner såsom histon. Disse kompakte strukturer guider interaktionerne mellem DNA og andre proteiner, og hjælper med at kontrollere hvilke dele af DNA'en der transskriberes.

DNA blev isoleret for første gang af Friedrich Miescher i 1869. Dets molekylære struktur blev identificeret af James Watson og Francis Crick i 1953, hvis modelbyggende indsats blev vejledt af røntgendiffraktionsdata fremskaffet af Rosalind Franklin. DNA bruges af forskere som et molekylært værktøj til at udforske fysiske love og teorier, såsom den ergodiske hypotese og teorien om elasticitet. DNA's unikke materielle egenskaber har gjort det til et attraktivt molekyle for materielle videnskabsfolk og ingeniører interesseret i mikro- og nanofabrikation. Blandt de notable fremskridt indenfor dette felt er DNA-origami og DNA-baserede hybridmaterialer.[6]

Egenskaber[redigér | redigér wikikode]

DNA's kemiske struktur; hydrogenbindinger vist som prikkede linjer

DNA er en lang polymer lavet af gentagende enheder kaldet nukleotider.[7][8] DNA's struktur er ikke-statisk,[9] alle arter består af to heliske kæder, der hver snor sig om den samme akse, og hver med en bane på 34 ångström (3,4 nanometer) og en radius på 10 ångström (1,0 nanometer).[10] Ifølge et andet studie kan DNA-kæden, i en bestemt opløsning, måles til at være 22 til 26 ångström bred (2,2 til 2,6 nanometer), og en nukleotid enhed blev målt til at være 3,3 Å (0,33 nm) lang.[11] Selvom hvert individuel gentagende enhed er meget lille, kan DNA-polymere være meget store molekyler indeholdende millioner af nukleotider. For eksempel består DNA'en i det største menneskekromosom, kromosome nummer 1, af omkring 220 millioner basepar[12] og ville være 85 mm lang hvis det blev rettet ud.

I levende organismer eksisterer DNA normalt ikke som en enkelt molekyle, men derimod som et molekylepar, der holdes stramt sammen.[13][14] Disse to lange strenge flettes omkring hinanden i form af en dobbelthelix. Nukleotiden gentager både molekylens rygrads segment, som holder kæden sammen, og en nukleobase, som interagerer med den anden DNA-streng i helixen. En nukleobase, der forbindes med en sukker kaldes en nukleosid mens en base der forbindes med en sukker og en eller flere fosfatgrupper kaldes en nukleotid. En polymer bestående af flere forbundne nukleotider (som i DNA) kaldes en polynukleotid.[15]

DNA-strengens rygrad består af alternerende fosfat- og sukkerremanens.[16] Sukkeret i DNA er 2-deoxyribose, som er en pentose (fem-carbon) sukker. Sukkeret bindes sammen af fosfatgrupper, som danner fosfodiesterbindinger mellem den tredje og femte carbonatom på nærliggende sukkerringe. Disse asymmetriske bindinger betyder at en DNA-streng har en retning. I en dobbelthelix er retningen på nukleotiderne i en streng modsat af deres retning i den anden streng: strengene er antiparallelle. DNA-strengenes asymmetriske ender kaldes 5′-enden og 3′-enden, hvor 5′-enden har en terminal fosfatgruppe og 3′-enden har en terminal hydroxylgruppe. En stor forskel mellem DNA og RNA er sukkeret, da 2-deoxyribosen i DNA erstattes af den alternative pentosesukker ribose i RNA.[14]

En sektion af DNA. Baserne ligger horisontalt mellem de to spiralerende strenge.[17] (animeret version).

DNA-dobbelthelixen stabiliseres primært af to krafter: hydrogenbindinger mellem nukleotider og basestablingsinteraktioner mellem aromatiske nukleobaser.[18] I cellens vandige miljø tilpasser nukleotidbasernes konjugerede π-bindinger sig perpendikulært på DNA-molekylens akse, hvilket minimerer deres interaktion med solvatiseringsskallen og derfor med Gibbs fri energi. De fire baser i DNA er adenin (forkortet A), cytosin (C), guanin (G) og thymin (T). Disse fire baser forbindes til sukkeret/fosfatet for at danne det komplette nukleotid, som vist for adenosinmonofosfat. Adenin parres med thymin mens guanin parres med cytosin. Det blev repræsenteret af A-T-basepar og G-C-basepar.[19][20]

Nukleobaseklassifikation[redigér | redigér wikikode]

Nukleobaserne klassificeres i to typer: purinerne, A og G, som er fusionerede fem- og seksdelte heterocykliske forbindelser, og pyrimidinerne, de seksleddede ringe C og T.[14] En femte pyramidin nukleobase, uracil (U), erstatter normalt thymin i RNA og adskiller sig fra thymin idet den mangler en methylgruppe på sin ring. Udover RNA og DNA er der også blevet skabt en lang række kunstige nukleinsyreanaloger til brug ved studier i nukleinsyrernes egenskaber, eller i bioteknologi.[21]

Uracil findes normalt ikke i DNA, og opstår kun som et nedbrydningsprodukt af cytosin. I en række bakteriofager – Bacillus subtilis-bakteriofagerne PBS1 og PBS2 og Yersinia-bakteriofagen piR1-37 – er thymin blevet erstattet af uracil.[22] En anden fag - stafylokokkerfag S6 - er blevet identificeret som et genom hvor thymin er blevet erstattet af uracil.[23]

Base J (beta-d-glukopyranosyloxymethyluracil), en modificeret form for uracil, findes også i en række organismer: flagellaterne Diplonema og Euglena, og alle kinetoplastide genera.[24] Biosyntese af J sker i to trin: i det første trin konverteres en specifik thymidin i DNA til hydroxymethyldeoxyuridin; i det andet glykosyleres HOMedU til at danne form J.[25] Der er blevet fundet proteiner, der binder specifikt til denne base.[26][27][28] Disse proteiner lader til at være en fjern slægtning til det Tet1-onkogen, der er involveret i patogenesen af akut myeloid leukæmi.[29] J lader til at opføre sig som et terminationssignal for RNA polymerase II.[30][31]

Riller[redigér | redigér wikikode]

Store og små riller i DNA. Små riller er bindingssted for farven Hoechst 33258.

To heliske strenge danner DNA'ens rygrad. En anden dobbelthelix kan findes ved at spore rummene, eller rillerne (på engelsk kaldet "grooves"), mellem strengene. Disse hulrum støder op til baseparrene og kan give et bindested. Da strengene ikke ligger symmetrisk i forhold til hinanden, er rillerne af forskellig størrelse. En rille, den store rille, er 22  Å bred mens den anden, den lille rille, er 12 Å bred.[32] Bredden på den store rille medfører at kanterne på baserne er mere tilgængelige i den store rille end i den lille. Som følge heraf får proteiner såsom transskriptionsfaktorer, der kan binde til specifikke sekvenser i dobbelt-strenget DNA, normalt kontakt med siderne af de baser, der blotlægges i den store rille.[33] Denne situation varierer i nogle usædvanlige DNA-konformere i cellen, men den store og lille rille navngives altid for at reflektere de forskelle i størrelse, der ville ses hvis DNA'en drejes tilbage til almindelig B-form.

Baseparring[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Basepar

I en DNA-dobbelthelix bindger hver type nukleobase på en streng kun med en bestemt type nukleobase på den anden streng. Dette kaldes komplementær baseparring. Her danner puriner hydrogenbindinger til pyrimidiner, mens adenin kun binder til thymin i to hydrogenbindinger, og cytosin kun binder til guanin i tre hydrogenbindinger. Dette arrangement af to nukleotider, der binder sammen over en hel dobbelthelix kaldes et basepar. Da hydrogenbindinger ikke er kovalente, kan de brydes og genforenes relativt nemt. DNA's to strenge i en dobbelthelix kan derfor trækkes fra hinanden som en lynlås, enten ved mekarisk kraft eller høje temperaturer.[34] Som følge af denne komplementaritet duplikeres al information i den dobbelt-strengede sekvens i en DNA-helix på hver streng, hvilket er livsvigtigt i DNA-replikation. Denne reversible og specifikke interaktion imellem komplementære basepar er kritisk for alle DNA's funktioner i levende organismer.[8]

Base pair GC.svg
Base pair AT.svg
Øverst, et GC-basepar med tre hydrogenbindinger. Nederst, et AT-basepar med to hydrogenbindinger. Ikke-kovalente hydrogenbindinger mellem parrene vises som stiplede linjer.

De to typer basepar danner forskellige antal hydrogenbindinger, hvor AT danner to hydrogenbindinger og GC danner tre. DNA med højt GC-indhold er mere stabilt end DNA med lavt GC-indhold.

Som bemærket ovenfor er de fleste DNA-molekyler i virkeligheden to polymerstrenge, bundet sammen i helisk form af ikke-kovalente bindinger; denne dobbeltstrengede struktur (dsDNA) vedligeholdes hovedsageligt af intrastrengs-basestablingsinteraktioner, som er stærkest for G,C-stakke. De to strenge kan komme fra hinanden – en proces kendt som smeltning – for at danne to enkelt-strengede DNA-molekyler (ssDNA, efter engelsk single-stringed DNA). Smeltning sker ved høje temperaturer, lav salt og høj pH (lav pH smelter også DNA, men siden DNA er ustabilt pga. syreafpurinering bruges lav pH sjældent).

dsDNA-formens stabilitet afhænger ikke kun af GC-indholdet (% G,C-basepar), men også af sekvensen (siden stabling er sekvensspecifikt) og af længden (længere molekyler er mere stabile). Stabiliteten kan måles på forskellige måder; en udbredt måde er "smeltetemperaturen", hvilket er temperaturen hvor 50% af ds-molekylerne konverteres til ss-molekyler; smeltetemperaturer er afhængige af ionisk styrke og DNAens koncentration. Som følge heraf er det både procentdelen af GC-basepar og den overordnede længde af DNA-dobbelthelixen, der afgør styrken af forbindelsen mellem de to DNA-strenge. Lange DNA-helixer med højt GC-indhold har stærkere-interagerende strenge, mens korte helixer med højt AT-indhold har svagere-interagerende strenge.[35] Indenfor biologien er der en tendens til at dele af DNA-dobbelthelixen, som skal kunne separere nemt, såsom TATAAT Pribnow-boksen i nogle promotere, har højt AT-indhold, hvilket gør strengene lettere at trække fra hinanden.[36]

I laboratoriet kan styrken på denne interaktion måles ved at finde den temperatur der er nødvendig for at bryde hydrogenbindingerne, deres smeltetemperatur (også kaldet Tm-værdien). Når alle baseparrene i en DNA-dobbelthelix smelter, adskilles og eksisterer strengene i opløsning som to fuldstændigt uafhængige molekyler. Disse enkeltstrengede DNA-molekyler (ssDNA) har ingen almindelig form, men nogle konformere er mere stabile end andre.[37]

Sense og antisense[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Sense (molekylærbiologi)

En DNA-sekvens kaldes "sense" hvis dens sekvens er den samme som en messenger RNA-kopi, der translateres til protein.[38] Sekvensen på den modsatte streng kaldes "antisense"-sekvensen. Både sense- og antisense-sekvenser kan eksistere på forskellige dele af den samme DNA-streng (dvs. begge strenge kan indeholde både sense- og antisensesekvenser). Antisense-RNA-sekvenser produceres i både prokaryoter og eukaryoter, men disse RNA'ers funktioner er ikke helt visse.[39] En mulighed er at antisense-RNA er involveret i reguleringen af genudtryk gennem RNA-RNA-baseparring.[40]

Nogle få DNA-sekvenser i prokaryoter og eukaryoter, og flere i plasmider og vira, slører grænsen mellem sense- og antisense-strenge ved at have overlappende gener.[41] I disse tilfælde fungerer nogle DNA-sekvenser dobbelt, og koder et protein når de læser langs en streng, og et andet protein når de læses i den modsatte retning langs den anden streng. I bakterier kan dette overlap være involveret i reguleringen af gentransskription,[42] mens overlappende gener hos vira kan øge mængden af information, der kan indkodes i det lille virale genom.[43]

Supercoiling[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: DNA-supercoiling

DNA kan snos som et reb i en proces kaldet DNA supercoiling. I DNA'ens "afslappede" stadie cirkler en streng normalt omkring dobbelthelixens akse en gang hvert 10,4 basepar, men hvis DNA'en snos bliver strengene strammere eller løsere bundet.[44] Hvis DNA'en snos i samme retning som helixen kaldes dette positiv supercoiling, og baserne holdes strammere sammen. Hvis de snos i den modsatte retning kaldes det negativ supercoiling, og baserne kan nemmere adskilles. I naturen har den meste DNA en let negativ supercoiling, der skyldes enzymerne topoisomerase.[45] Disse enzymer behøves også for at aflaste de snoede spændinger, der introduceres i DNA-strenge under processer såsom transskription og DNA-replikation.[46]

Alternative DNA-strukturer[redigér | redigér wikikode]

Fra venstre mod højre, strukturerne for A-, B- og Z-DNA

DNA eksisterer i mange mulige konformere, der inkluderer A-DNA, B-DNA og Z-DNA, selvom kun B-DNA og Z-DNA er blevet direkte observeret i funktionelle organismer.[16] Den konformer som DNA indtager afhænger af hydrationsniveauet, DNA-sekvensen, mængden og retningen af supercoiling, kemiske modifikationer af baserne, typen og koncentrationen af metalioner, såvel som tilstedeværelsen af polyaminer i opløsningen.[47]

De første offentliggjorte rapporter om A-DNA røntgenspredningsmønstre — såvel som B-DNA — brugte analyser baseret på Patterson-metoden, der kun gav begrænsede mængder strukturel information om orienterede DNA-fibre.[48][49] En alternativ analyse blev efterfølgende foreslået af Wilkins et al., i 1953, for in vivo B-DNA røntgendiffraktion/spedningsmønstre af højt hydrerede DNA-fibre i form af kvadrater af Besselfunktioner.[50] I den samme journal præsenterede James Watson og Francis Crick deres molekylæremodelleringsanalyse af DNA-røntgendiffraktionsmønstrene for at sandsynliggøre at strukturen var en dobbelthelix.[10]

Selvom "B-DNA-formen" er den mest almindelige under de forhold, der findes i celler,[51] er den ikke en veldefineret konformer, men en familie af relaterede DNA-konformere,[52] der finder sted på de høje hydrationsniveauer i levende celler. Deres tilsvarende røntgendiffraktions- og spredningsmønstre er karakteristiske for molekylære parakrystaller med en signifikant grad af uorden.[53][54]

Sammenlignet med B-DNA er A-DNA-formen en bredere, højrehåndet spiral, med en overfladisk, bred lille rille og en smallere, dybere stor rille. A-formen fremkommer under ikke-fysiologiske forhold i delvist dehydrerede DNA-prøver, mens den i cellen kan produceres i hybridparringer af DNA- og RNA-strenge, såvel som i enzym-DNA-komplekser.[55][56] Segmenter af DNA hvor baserne er blevet kemisk modificeret af methylering kan undergå en større forandring i konformer og indtage Z-form. Her drejer strengene omkring den heliske akse i en venstrehåndet spiral, det modsatte af den mere almindelige B-form.[57] Disse usædvanlige strukturer kan genkendes på specifikke Z-DNA-bindingsproteiner, og kan være involveret i reguleringen af transskription.[58]

Alternativ DNA-kemi[redigér | redigér wikikode]

I en række år har exobiologer foreslået, at der findes en skyggebiosfære, en postuleret mikrobiel biosfære af Jorden som anvender radikalt anderledes biokemiske og molekylære processer end det liv der kendes i dag. Et af forslagene var eksistensen af livsformer, som bruger arsenik i stedet for fosfor i DNA. En rapport om denne mulighed i bakteriet GFAJ-1, blev bebudet i 2010,[59][59][60] selvom forskningen var omstridt,[60][61] og beviserne peger i retning af at bakteriet aktivt forhindrer inkorporeringen af arsenik i DNA-rygraden og andre biomolekyler.[62]

Quadruplexstrukturer[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: G-quadruplex
DNA-quadruplex dannet af telomergentagelser. DNA-rygradens gentagede konformer er meget anderledes fra den typiske DNA-helix.[63]

I enderne af de lineære kromosomer findes specialiserede DNA-regioner kaldet telomerer. Disse regioners centrale funktion er at tillade cellen at replikere kromosomender ved brug af enzymet telomerase, da enzymerne som normalt replikerer DNA ikke kan kopioere de yderste 3′-ender af kromosomer.[64] Disse specialiserede 'kromosomdæksler' hjælper også med at beskytte DNA-enderne, og stoppe DNA-reparationssystemerne i cellen fra at behandle dem som skade, der skal repareres.[65] I menneskeceller har telomerer normalt en længde på enkelt-strenget DNA indeholdende flere tusinde gentagelser af en simpel TTAGGG-sekvens.[66]

Disse guaninrige sekvenser kan stabilisere kromosomender ved at danne strukturer af stablede sæt af fire-baseenheder, snarere end de normale basepar i andre DNA-molekyler. Her danner fire guaninbaser en flad tallerken, og disse flade firebaseenheder stables derefter ovenpå hinanden til at danne en stabil G-quadruplexstruktur.[67] Disse strukturer stabiliseres af hydrogenbinding mellem basekanterne og chelat fra en metalion i midten af hver firebase-enhed.[68] Der kan også dannes andre strukturer hvor det centrale sæt af fire baser kommer fra enten en enkelt streng foldet omkring baserne, eller flere forskellige parallelle strenge, der hver bidrager med en base til den centrale struktur.

Udover disse stablede strukturer danner telomerer også store loopende strutkurer kaldet telomerloops, eller T-loops. Her krøller den enkelt-strengede DNA sig omkring i en lang cirkel stabiliseret af telomerbindende proteiner.[69] I den sidste ende af T-loopet holdes den enkelt-strengede telomer-DNA på en region af dobbelt-strenget DNA af den telomerstreng der splitter den dobbeltheliske DNA og baseparring til en af de to strenge. Denne trippel-strengede struktur kaldes et D-loop.[67]

Forgrenet DNA[redigér | redigér wikikode]

Branch-dna-single.svg Branch-DNA-multiple.svg
Enkelt gren Flere grene
Forgrenet DNA kan danne netværk indeholdende flere grene.

DNA flosser når ikke-komplementære regioner eksisterer i enden af en eller komplementær dobbelt-strenget DNA. Forgrenet DNA kan dog opstå hvis en tredje streng af DNA introduceres og indeholder tilstødende regioner i stand til at hybridisere med de flossede regioner i den allerede eksisterende dobbelt-streng. Selvom det mest simple eksempel på forgrenet DNA kun involverer tre DNA-strenge, er det også muligt at skabe komplekser med yderligere strenge og flere grene.[70] Forgrenet DNA kan bruges i nanoteknologi til at konstruere geometriske forme.

Kemiske modifikationer og ændret DNA-pakning[redigér | redigér wikikode]

Cytosin.svg 5-Methylcytosine.svg Thymin.svg
cytosine 5-methylcytosine thymine
Cytosins struktur med og uden 5-methyl-gruppen. Deaminering konverterer 5-methylcytosin til thymin.

Basemodifikationer og DNA-pakning[redigér | redigér wikikode]

Geners udtryk påvirkes af hvordan DNA'en pakkes i kromosomer, i en struktur kaldet kromatin. Basemodifikationer kan også være involverede i pakningen, hvor regioner med lav eller intet genudtryk normalt indeholder store mængder methylering af cytosinbaser. DNA-pakning og dens indflydelse på genudtryk kan også ske ved kovalente modifikationer af histonproteinkernen, som DNA er pakket omkring i kromatinstrukturen eller ved remodellering udført af kromatinremodelleringskomplekser. Herudover er der krydstale mellem DNA-methylering og histonmodifikation, så de kan koordinere deres påvirkning af kromatin og genudtryk.[71]

For at tage et eksempel producerer cytosinmethylering 5-methylcytosin, som er vigtigt for X-kromosominaktivering.[72] Det gennemsnitlige methyleringsniveau varierer mellem organismer – ormen Caenorhabditis elegans har ingen cytosinmethylering, mens hvirveldyr har højere niveauer, med 5-methylcytosin i op til 1% af deres DNA .[73] På trids af 5-methylcytosins vigtighed kan det deaminere at efterlade en thyminbase, så methylerede cytosiner er særligt sårbare overfor mutationer.[74] Blandt andre basemodifikationer er adeninmethylering i bakterier, tilstedeværelsen af 5-hydroxymethylcytosin i hjernen[75] og glycosyleringen af uracil til at producere "J-basen" i kinetoplastider.[76][77]

Beskadigelse[redigér | redigér wikikode]

En kovalent addukt mellem en metabolsk aktiveret form af benzo[a]pyren - det store mutagen i tobaksrygning - og DNA[78]

DNA kan beskadiges af mange typer mutagener, som kan ændre DNA-sekvensen. Blandt disse mutagener er oxidations- og alkyleringsmidler, såvel som højenergi-elektromagnetisk stråling såsom ultraviolet lys og røntgenstråling. Typen skade på DNA'en afhænger af typen af mutagen. For eksempel kan UV-lys beskadige DNA ved at producere thymindimerer, som er krydshenvisninger mellem pyrimidine baser.[79] Omvendt forårsager oxidanter såsom frie radikale eller brintoverilte flere typer skade, heriblandt basemodifikationer, særligt af guanosin, og dobbelt-streng-brud.[80] En typisk menneskecelle indeholder omkring 150.000 baser, som har lidt oxidativ skade.[81] Af disse oxidative læsioner er de farligste dobbelt-strengede brud, da disse er svære at reparere og kan producere punktmutationer, indsættelser og deletioner fra DNA-sekvensen, såvel som kromosomale translokationer.[82] Disse mutationer kan forårsage kræft. På grund af iboende begrænsninger i DNA-repareringsmekanismerne ville alle mennesker, såfremt de levede længe nok, før eller siden få kræft.[83][84] DNA-skader, som opstår naturligt på grund af normale cellulære processer, der producerer reaktive oxygenarter, cellulært vands hydrolytiske aktiviteter, osv., sker også ofte. Selvom de fleste af disse skader repareres kan der i enhver celle være nogle rester af DNA-skade på trods af reparationsprocesserne. Disse tilbageværende DNA-skader ophober sig med alderen i postmitotisk pattedyrsvæv. Denne ophobning lader til at være en vigtig underliggende årsag til aldring.[85][86][87]

Mange mutagener passer ind i rummet mellem to tilstødende basepar - dette kendes som interkalation. De fleste interkalatorer er aromatiske og plane molekyler; eksempler kunne være etidiumbromid, akridiner, daunomycin og doxorubicin. En interkalator kan kun passe mellem basepar hvis baserne separeres og DNA-strengene forvrides ved at dreje dobbelthelixen ud. Dette hæmmer både transskriptionen og DNA-replikationen, hvilket skaber toxicitet og mutationer.[88] Som resultat heraf kan DNA-interkalatorer være carcinogene, og i thalidomids tilfælde, et teratogen.[89] Andre, såsom benzo[a]pyren diol epoxid og aflatoksin, dannet DNA-addukter som fremkalder fejl i replikationen.[90] Alligevel bruges andre lignende toksiner også i kemoterapi til at sløve hurtigtvoksende kræftceller, pga. deres evne til at hæmme transskription og DNA-replikation.[91]

Biologiske funktioner[redigér | redigér wikikode]

Beliggenheden af en eukaryots kerne-DNA i kromosomerne.

DNA forekommer normalt som lineære kromosomer i eukaryoter, og cirkulære kromosomer i prokaryoter. Kromosomsættet i en celle udgør dens genom; menneskets genom har omkring 3 milliarder DNA-basepar arrangeret i 46 kromosomer.[92] Informationen båret af DNA holdes i sekvensen af DNA-stykker, der kaldes gener. Transmission af genetisk information i gener opnås ved hjælp af komplementær baseparring. For eksempel kopieres DNA-sekvensen ved hjælp af transskription ind i en komplementær RNA-sekvens gennem tiltrækningen mellem DNA'en og de korrekte RNA-nukleotider når en celle bruger informationen i et gen. Normalt bruges denne RNA-kopi derefter til at skabe en matchende proteinsekvens i en proces kaldet translation, som afhænger af den samme interaktion mellem RNA-nukleotider. Alternativt kan en celle simpelthen kopiere dens genetiske information gennem DNA-replikation.

Gener og genomer[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikler: Cellekerne, Kromatin, Kromosom, Gen og Ikke-kodende DNA

Genomisk DNA pakkes stramt og velordnet i en proces kaldet DNA-kondensering for at passe ind i cellens lille tilgængelige masse. I eukaryoter befinder DNA sig i cellekernen, såvel som små mængder i mitokondrier og grønkorn. I prokaryoter holdes DNA'en i et uregelmæssigt formet legeme i cytoplasmaen kaldet nukleoiden.[93] Et genoms genetiske information holdes inde i gener, og det fuldstændige informationssæt i en organisme kaldes dens genotype. Et gen er en arvelig enhed og er en DNA-region, som påvirker en bestemt egenskab i en organisme. Gener indeholder en åben læseramme, der kan transskriberes, såvel som regulerende sekvenser såsom promotere og enhancere, som kontrollerer transskriptioen af den åbne læseramme.

I mange arter er det kun en lille fraktion af den samlede genomsekvens der koder protein. For eksempel er det kun omkring 1,5% af det menneskelige genom, som består af proteinkodende exoner, mens over 50% af menneskelig DNA består af ikke-kodende repetitive sekvenser.[94] Det har længe været en gåde hvorfor der findes så store mængder ikke-kodende DNA og ekstraordinære forskelle i genomstørrelse (kendt som C-værdi) i eukaryotiske genomer arterne imellem.[95] Nogle af de DNA-sekvenser, som ikke koder protein, kan dog stadig kode funktionel ikke-kodende RNA-molekyler, som er involverede i reguleringen af genudtryk.[96]

T7 RNA polymerase (blå) producerer en mRNA (grøn) fra en DNA-skabelon (orange).[97]

Nogle ikke-kodende DNA-sekvenser spiller en strukturel rolle i kromosomer. Telomerer og centromerer indeholder typisk kun få gener, men er vigtige for kromosomernes funktion og stabilitet.[65][98] En rigelig form for ikke-kodende DNA i mennesker er pseudogener, som er kopier af gener, der er blevet deaktiveret af mutation.[99] Disse sekvenser er normalt kun molekylære fossiler, omend de en gang imellem kan fungere som råt genetisk materiale for skabelsen af nye gener gennem en proces kendt som genduplikation og divergens.[100]

Transskription og translation[redigér | redigér wikikode]

Et gen er en DNA-sekvens, der indeholder genetisk information og kan påvirke en organismes fænotype. Inde i et gen definerer sekvensen af baser langs en DNA-streng en messenger RNA-sekvens, som så til gengæld definerer en eller flere proteinsekvenser. Forholdet mellem geners nukleotidsekvenser og proteiners aminosyresekvenser bestemmes af reglerne for translation, der overordnet kendes som den genetiske kode. Den genetiske kode består af tre-bogstav 'ord' kaldet codoner, der dannes fra en sekvens af tre nukleotider (f.eks. ACT, CAG, TTT).

Under transskriptionen kopieres et gens codoner ind i messenger-RNA via RNA-polymerase. Denne RNA-kopi afkodes derefter af et ribosom, som læser RNA-sekvensen ved at baseparre messenger-RNA'en med transfer RNA, som bærer aminosyrer. Da der er 4 baser i 3-bogstavkombinationer er der 64 mulige codoner (43 kombinationer). Disse koder så de tyve standardaminosyrer, og giver de fleste aminosyrer mere end et muligt codon. Der findes også tre 'stop' eller 'nonsens'-codoner, der indikerer slutningen af kodningsregionen; disse er de tre codoner TAA, TGA og TAG.

Replikation[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: DNA-replikation
DNA-replikation. Dobbelthelixen foldes ud af en helicase og topoisomerase

Celledeling er essentiel for at en organisme kan vokse, men når en celle deler sig skal den replikere DNA'en i sit genom så de to datterceller har samme genetiske information som deres forælder. DNA's dobbeltstrengede struktur sørger for en simpel mekanisme til DNA-replikation. Her separeres de to strenge, hvorefter hver strengs komplementære DNA-sekvens genskabes af et enzym kaldet DNA-polymerase. Dette enzym skaber den komplementære streng ved at finde den korrekte base gennem komplementær baseparring, og binder den derefter med den oprindelige streng. Da DNA-polymeraser kun kan udvide en DNA-streng i retningen 5′ til 3′ bruges andre mekanismer til at kopiere dobbelthelixens antiparallelle strenge.[101] In this way, the base on the old strand dictates which base appears on the new strand, and the cell ends up with a perfect copy of its DNA.

Ekstracellulære nukleinsyrer[redigér | redigér wikikode]

Nøgen ekstracellulær DNA (eDNA), som oftest udsendes ved celledød, er næsten allestedsnærværende i miljøet. Dets koncentration i jordbunden kan være helt op til 2 μg/L, og dets koncentration i naturlige vandmiljøer kan være helt op til 88 μg/L.[102] Der er blevet spekuleret i flere mulige funktioner, som eDNA varetager: det kan være involveret i horisontal genoverførsel;[103] det kan levere næringsstoffer;[104] og det kan fungere som en buffer til at rekruttere eller titrere ioner eller antibiotika.[105] Ekstracellulær DNA opfører sig som en funktionel ekstracellulær matrixkomponent i en række bakteriearters biofilm. Det kan opføre sig som en genkendelsesfaktor til at regulere tilknytning og spredning af bestemte celletyper i biofilmen;[106] it may contribute to biofilm formation;[107] og det kan bidrage til biofilmens fysiske styrke og modstandsdygtighed overfor biologisk pres.[108]

DNA og gener[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Genom

Hos eukaryote organismer (ikke bakterier eller archaea) ligger DNA-stykkerne, kaldet kromosomer, i cellernes cellekerne. I bakterier (prokaryoter) er der et ringformet kromosom, og eventuelt mindre ringformede stykker DNA kaldet plasmider, og begge dele findes i cellens cytosol.

Det vil derfor sige, at replikation og translation er adskilt i tid og rum i en eukaryot celle, men ikke i en prokaryot.

Rækkefølgen af nukleotiderne ("bogstaverne") i DNA bestemmer rækkefølgen af aminosyrer i det protein (genprodukt) som DNA'et koder for, og denne nukleotidrækkefølge kaldes den genetiske kode. Ved transskription kopieres informationen i genet fra DNA til mRNA (messenger-RNA) af enzymet RNA polymerase. Det fremkomne mRNA oversættes, i eukaryoter efter modifikation og eksport til cytosolen, til protein (en polymer af aminosyrer) af et ribosom, der enten kan flyde frit i cytosolen eller i eukaryoter være bundet til det endoplasmatiske reticulum; i sidstnævnte tilfælde føres det syntetiserede protein ind i lumen af det endoplasmatiske reticulum.

DNA-molekylerne udgør arvemassen (også kaldet genomet) med alle dens gener (arveanlæg), og det fastlægger den enkelte organismes karakteristika og funktioner. Forskellige DNA-sammensætninger er med andre ord medvirkende til, at levende organismer udvikler sig forskelligt. DNA kan methyleres af enzymerne DNA methyltransferase, hvilket normalt bevirker, at de methylerede områder ikke transskriberes. Dette er især vigtigt under embryoudvikling og for udviklingen af kræftceller.

Ud over kromosomernes DNA findes der hos eukaryoter selvstændigt DNA i mitokondrierne som mtDNA og hos planter desuden også i kloroplastrene (grønkornene) som cpDNA. Dette DNA er ringformet ligesom bakterielle kromosomer og afspejler en symbiotisk evolutionshistorie af cellen.

En del vira har DNA i deres arvemateriale fx kopper (dobbeltstrenget) og lussingesyge (enkeltstrenget), de andre anvender RNA.[109]

Historie[redigér | redigér wikikode]

DNA blev først isoleret af Friedrich Miescher i 1869. Eftersom det fandtes i cellekernerne kaldte han det "nuclein". I 1929 identificerede Phoebus Levene nukleotidet som bestående af en baseenhed, en sukkergruppe og en fosfatgruppe. Levene foreslog, at DNA var strenge af nukleotider bundet sammen via fosfatgruppen. I 1927 frembragte William Astbury de første røntgendiffraktionsmønstre, som viste at DNA havde en regulær struktur.

DNA's rolle som det arvebærende materiale blev slået fast af Alfred Hershey og Martha Chase, da de viste at DNA er arvemateriale i T2-fager.

DNA's struktur blev beskrevet af James D. Watson og Francis Crick i 1953, baseret på røntgendiffraktionsmålinger af Rosalind Franklin og Maurice Wilkins. Watson, Crick og Wilkins fik Nobelprisen i medicin i 1962 for beskrivelsen af DNA's struktur.

Genom[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Genom

En organismes genom (eller arvemasse) er den komplette genetiske information indeholdt i kromosomerne som sekvensen (dvs. rækkefølgen) af baser i DNA. For mennesket, ’’homo sapiens’’ er genomet den komplette genetiske information i de 23 par kromosomer plus de små DNA-molekyler i mitochondrierne. I det haploide humane genom, som findes i ægceller og sædceller, er det ca. 3 milliarder basepar.

Fossilt DNA[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Fossilt DNA

Arkæologiske prøver og fossiler indeholder ofte DNA, der ikke er blevet konserveret. Eksempler på fossilt DNA kunne være DNA der oprenses fra arkæologiske og historiske skeletmaterialer, mumificerede væv, samlinger af optøede medicinske prøver, konserverede planterester, is- og permafrostkerner samt holocænt plankton i hav og sø sedimenter m.m. Ved hjælp af fossilt DNA kan evolutionen belyses i hidtil usete detaljer og biodiversiteten fastlægges i geografiske og tidsmæssige zoner.

Junk-DNA[redigér | redigér wikikode]

Illustration af forholdet mellem det humane genoms forskellige komponenter
Uddybende Uddybende artikel: Junk-DNA

I molekylærbiologi er junk-DNA en samlet benævnelse som tidligere blev brugt en del for kromosomers eller genomers DNA sekvenser, som ikke ser ud til at have nogen funktion. I dag omtales denne form for DNA som "ikke-kodende" DNA. Op imod 97 % af det menneskelige genom er blevet klassificeret som ikke-kodende DNA.

Fodnoter[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ Purcell, Adam. DNA. 
  2. ^ Nuwer, Rachel (18 July 2015). "Counting All the DNA on Earth". The New York Times (New York: The New York Times Company). ISSN 0362-4331. Hentet 2015-07-18. 
  3. ^ Enhedsdesignatoren TtC henviser til det amerikanske "Trillion tons of Carbon". En amerikansk trillion svarer til en dansk billion
  4. ^ "The Biosphere: Diversity of Life". Aspen Global Change Institute (Basalt, CO). Hentet 2015-07-19. 
  5. ^ Russell, Peter (2001). iGenetics. New York: Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-4553-1. 
  6. ^ Mashaghi A, Katan A (2013). "A physicist's view of DNA". De Physicus 24e (3): 59–61. Bibcode2013arXiv1311.2545M. 
  7. ^ Saenger, Wolfram (1984). Principles of Nucleic Acid Structure. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-90762-9. 
  8. ^ a b Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walters, Peter (2002). Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. New York and London: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. OCLC 145080076. 
  9. ^ Irobalieva, Rossitza N.; Fogg, Jonathan M.; Catanese Jr, Daniel J.; Sutthibutpong, Thana; Chen, Muyuan; Barker, Anna K.; Ludtke, Steven J.; Harris, Sarah A.; et al. (2015-10-12). "Structural diversity of supercoiled DNA". Nature Communications 6: 8440. doi:10.1038/ncomms9440. PMID 26455586. PMC: 4608029. 
  10. ^ a b Watson JD, Crick FH (1953). "A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid" (PDF). Nature 171 (4356): 737–738. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. Bibcode1953Natur.171..737W. 
  11. ^ Mandelkern M, Elias JG, Eden D, Crothers DM (1981). "The dimensions of DNA in solution". J Mol Biol 152 (1): 153–61. doi:10.1016/0022-2836(81)90099-1. PMID 7338906. 
  12. ^ Gregory SG, Barlow KF, McLay KE, Kaul R, Swarbreck D, Dunham A (2006). "The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1". Nature 441 (7091): 315–21. doi:10.1038/nature04727. PMID 16710414. Bibcode2006Natur.441..315G. 
  13. ^ Watson JD, Crick FH (1953). "A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid" (PDF). Nature 171 (4356): 737–738. doi:10.1038/171737a0. PMID 13054692. Bibcode1953Natur.171..737W. Hentet 4 May 2009. 
  14. ^ a b c Berg J., Tymoczko J. and Stryer L. (2002) Biochemistry. W. H. Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6
  15. ^ Abbreviations and Symbols for Nucleic Acids, Polynucleotides and their Constituents IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN). Retrieved 3 January 2006.
  16. ^ a b Ghosh A, Bansal M (2003). "A glossary of DNA structures from A to Z". Acta Crystallogr D 59 (4): 620–6. doi:10.1107/S0907444903003251. PMID 12657780. 
  17. ^ Created from PDB 1D65
  18. ^ Yakovchuk P, Protozanova E, Frank-Kamenetskii MD (2006). "Base-stacking and base-pairing contributions into thermal stability of the DNA double helix". Nucleic Acids Res. 34 (2): 564–74. doi:10.1093/nar/gkj454. PMID 16449200. 
  19. ^ Burton E. Tropp - "Molecular Biology"- Jones and Barlett Learning, ISBN 978-0-7637-8663-2
  20. ^ https://www.mun.ca - Watson-Crick Structure of DNA - 1953
  21. ^ Verma S, Eckstein F (1998). "Modified oligonucleotides: synthesis and strategy for users". Annu. Rev. Biochem. 67: 99–134. doi:10.1146/annurev.biochem.67.1.99. PMID 9759484. 
  22. ^ Kiljunen S, Hakala K, Pinta E, Huttunen S, Pluta P, Gador A, Lönnberg H, Skurnik M (2005). "Yersiniophage phiR1-37 is a tailed bacteriophage having a 270 kb DNA genome with thymidine replaced by deoxyuridine". Microbiology 151 (12): 4093–4102. doi:10.1099/mic.0.28265-0. PMID 16339954. 
  23. ^ Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, Sakaguchi Y, Gamoh K, Kato SI, Daibata M, Ujihara T, Misawa N, Matsuzaki S (Mar 2014). "Intragenus generalized transduction in Staphylococcus spp. by a novel giant phage". ISME J. 8: 1949–1952. doi:10.1038/ismej.2014.29. 
  24. ^ Simpson L (1998). "A base called J". Proc Natl Acad Sci USA 95 (5): 2037–2038. doi:10.1073/pnas.95.5.2037. PMID 9482833. Bibcode1998PNAS...95.2037S. 
  25. ^ Borst P, Sabatini R (2008). "Base J: discovery, biosynthesis, and possible functions". Annual Review of Microbiology 62: 235–51. doi:10.1146/annurev.micro.62.081307.162750. PMID 18729733. 
  26. ^ Cross M, Kieft R, Sabatini R, Wilm M, de Kort M, van der Marel GA, van Boom JH, van Leeuwen F, Borst P (1999). "The modified base J is the target for a novel DNA-binding protein in kinetoplastid protozoans". The EMBO Journal 18 (22): 6573–6581. doi:10.1093/emboj/18.22.6573. PMID 10562569. 
  27. ^ DiPaolo C, Kieft R, Cross M, Sabatini R (2005). "Regulation of trypanosome DNA glycosylation by a SWI2/SNF2-like protein". Mol Cell 17 (3): 441–451. doi:10.1016/j.molcel.2004.12.022. PMID 15694344. 
  28. ^ Vainio S, Genest PA, ter Riet B, van Luenen H, Borst P (2009). "Evidence that J-binding protein 2 is a thymidine hydroxylase catalyzing the first step in the biosynthesis of DNA base J". Molecular and biochemical parasitology 164 (2): 157–61. doi:10.1016/j.molbiopara.2008.12.001. PMID 19114062. 
  29. ^ Iyer LM, Tahiliani M, Rao A, Aravind L (2009). "Prediction of novel families of enzymes involved in oxidative and other complex modifications of bases in nucleic acids". Cell Cycle 8 (11): 1698–1710. doi:10.4161/cc.8.11.8580. PMID 19411852. 
  30. ^ van Luenen HG, Farris C, Jan S, Genest PA, Tripathi P, Velds A, Kerkhoven RM, Nieuwland M, Haydock A, Ramasamy G, Vainio S, Heidebrecht T, Perrakis A, Pagie L, van Steensel B, Myler PJ, Borst P (2012). "Leishmania". Cell 150 (5): 909–921. doi:10.1016/j.cell.2012.07.030. PMID 22939620. 
  31. ^ Hazelbaker DZ, Buratowski S (2012). "Transcription: base J blocks the way". Curr Biol 22 (22): R960–2. doi:10.1016/j.cub.2012.10.010. PMID 23174300. 
  32. ^ Wing R, Drew H, Takano T, Broka C, Tanaka S, Itakura K, Dickerson RE (1980). "Crystal structure analysis of a complete turn of B-DNA". Nature 287 (5784): 755–8. doi:10.1038/287755a0. PMID 7432492. Bibcode1980Natur.287..755W. 
  33. ^ Pabo CO, Sauer RT (1984). "Protein-DNA recognition". Annu Rev Biochem 53: 293–321. doi:10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID 6236744. 
  34. ^ Clausen-Schaumann H, Rief M, Tolksdorf C, Gaub HE (2000). "Mechanical stability of single DNA molecules". Biophys J 78 (4): 1997–2007. doi:10.1016/S0006-3495(00)76747-6. PMID 10733978. Bibcode2000BpJ....78.1997C. 
  35. ^ Chalikian TV, Völker J, Plum GE, Breslauer KJ (1999). "A more unified picture for the thermodynamics of nucleic acid duplex melting: A characterization by calorimetric and volumetric techniques". Proc Natl Acad Sci USA 96 (14): 7853–8. doi:10.1073/pnas.96.14.7853. PMID 10393911. Bibcode1999PNAS...96.7853C. 
  36. ^ deHaseth PL, Helmann JD (1995). "Open complex formation by Escherichia coli RNA polymerase: the mechanism of polymerase-induced strand separation of double helical DNA". Mol Microbiol 16 (5): 817–24. doi:10.1111/j.1365-2958.1995.tb02309.x. PMID 7476180. 
  37. ^ Isaksson J, Acharya S, Barman J, Cheruku P, Chattopadhyaya J (2004). "Single-stranded adenine-rich DNA and RNA retain structural characteristics of their respective double-stranded conformations and show directional differences in stacking pattern". Biochemistry 43 (51): 15996–6010. doi:10.1021/bi048221v. PMID 15609994. 
  38. ^ Designation of the two strands of DNA JCBN/NC-IUB Newsletter 1989. Retrieved 7 May 2008
  39. ^ Hüttenhofer A, Schattner P, Polacek N (2005). "Non-coding RNAs: hope or hype?". Trends Genet 21 (5): 289–97. doi:10.1016/j.tig.2005.03.007. PMID 15851066. 
  40. ^ Munroe SH (2004). "Diversity of antisense regulation in eukaryotes: multiple mechanisms, emerging patterns". J Cell Biochem 93 (4): 664–71. doi:10.1002/jcb.20252. PMID 15389973. 
  41. ^ Makalowska I, Lin CF, Makalowski W (2005). "Overlapping genes in vertebrate genomes". Comput Biol Chem 29 (1): 1–12. doi:10.1016/j.compbiolchem.2004.12.006. PMID 15680581. 
  42. ^ Johnson ZI, Chisholm SW (2004). "Properties of overlapping genes are conserved across microbial genomes". Genome Res 14 (11): 2268–72. doi:10.1101/gr.2433104. PMID 15520290. 
  43. ^ Lamb RA, Horvath CM (1991). "Diversity of coding strategies in influenza viruses". Trends Genet 7 (8): 261–6. doi:10.1016/0168-9525(91)90326-L. PMID 1771674. 
  44. ^ Benham CJ, Mielke SP (2005). "DNA mechanics". Annu Rev Biomed Eng 7: 21–53. doi:10.1146/annurev.bioeng.6.062403.132016. PMID 16004565. 
  45. ^ Champoux JJ (2001). "DNA topoisomerases: structure, function, and mechanism". Annu Rev Biochem 70: 369–413. doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.369. PMID 11395412. 
  46. ^ Wang JC (2002). "Cellular roles of DNA topoisomerases: a molecular perspective". Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 (6): 430–40. doi:10.1038/nrm831. PMID 12042765. 
  47. ^ Basu HS, Feuerstein BG, Zarling DA, Shafer RH, Marton LJ (1988). "Recognition of Z-RNA and Z-DNA determinants by polyamines in solution: experimental and theoretical studies". J Biomol Struct Dyn 6 (2): 299–309. doi:10.1080/07391102.1988.10507714. PMID 2482766. 
  48. ^ Franklin RE, Gosling RG (6 March 1953). "The Structure of Sodium Thymonucleate Fibres I. The Influence of Water Content". Acta Crystallogr 6 (8–9): 673–7. doi:10.1107/S0365110X53001939. 
    Franklin RE, Gosling RG (1953). "The structure of sodium thymonucleate fibres. II. The cylindrically symmetrical Patterson function". Acta Crystallogr 6 (8–9): 678–85. doi:10.1107/S0365110X53001940. 
  49. ^ Franklin RE, Gosling RG (1953). "Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate. Franklin R. and Gosling R.G" (PDF). Nature 171 (4356): 740–1. doi:10.1038/171740a0. PMID 13054694. Bibcode1953Natur.171..740F. 
  50. ^ Wilkins MH, Stokes AR, Wilson HR (1953). "Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids" (PDF). Nature 171 (4356): 738–740. doi:10.1038/171738a0. PMID 13054693. Bibcode1953Natur.171..738W. 
  51. ^ Leslie AG, Arnott S, Chandrasekaran R, Ratliff RL (1980). "Polymorphism of DNA double helices". J. Mol. Biol. 143 (1): 49–72. doi:10.1016/0022-2836(80)90124-2. PMID 7441761. 
  52. ^ Baianu, I.C. (1980). "Structural Order and Partial Disorder in Biological systems". Bull. Math. Biol. 42 (4): 137–141. doi:10.1016/s0092-8240(80)80083-8.  http://cogprints.org/3822/
  53. ^ Hosemann R., Bagchi R.N., Direct analysis of diffraction by matter, North-Holland Publs., Amsterdam – New York, 1962.
  54. ^ Baianu, I.C. (1978). "X-ray scattering by partially disordered membrane systems". Acta Crystallogr A 34 (5): 751–753. doi:10.1107/S0567739478001540. Bibcode1978AcCrA..34..751B. 
  55. ^ Wahl MC, Sundaralingam M (1997). "Crystal structures of A-DNA duplexes". Biopolymers 44 (1): 45–63. doi:10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:1<45::AID-BIP4>3.0.CO;2-#. PMID 9097733. 
  56. ^ Lu XJ, Shakked Z, Olson WK (2000). "A-form conformational motifs in ligand-bound DNA structures". J. Mol. Biol. 300 (4): 819–40. doi:10.1006/jmbi.2000.3690. PMID 10891271. 
  57. ^ Rothenburg S, Koch-Nolte F, Haag F (2001). "DNA methylation and Z-DNA formation as mediators of quantitative differences in the expression of alleles". Immunol Rev 184: 286–98. doi:10.1034/j.1600-065x.2001.1840125.x. PMID 12086319. 
  58. ^ Oh DB, Kim YG, Rich A (2002). "Z-DNA-binding proteins can act as potent effectors of gene expression in vivo". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (26): 16666–71. doi:10.1073/pnas.262672699. PMID 12486233. Bibcode2002PNAS...9916666O. 
  59. ^ a b Palmer, Jason (2 December 2010). "Arsenic-loving bacteria may help in hunt for alien life". BBC News. Hentet 2 December 2010. 
  60. ^ a b Bortman, Henry (2 December 2010). Arsenic-Eating Bacteria Opens New Possibilities for Alien Life. Hentet 2 December 2010. 
  61. ^ Katsnelson, Alla (2 December 2010). "Arsenic-eating microbe may redefine chemistry of life". Nature News. doi:10.1038/news.2010.645. 
  62. ^ Cressey, Daniel (3 October 2012). "'Arsenic-life' Bacterium Prefers Phosphorus after all". Nature News. doi:10.1038/nature.2012.11520. 
  63. ^ Created from NDB UD0017
  64. ^ Greider CW, Blackburn EH (1985). "Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts". Cell 43 (2 Pt 1): 405–13. doi:10.1016/0092-8674(85)90170-9. PMID 3907856. 
  65. ^ a b Nugent CI, Lundblad V (1998). "The telomerase reverse transcriptase: components and regulation". Genes Dev 12 (8): 1073–85. doi:10.1101/gad.12.8.1073. PMID 9553037. 
  66. ^ Wright WE, Tesmer VM, Huffman KE, Levene SD, Shay JW (1997). "Normal human chromosomes have long G-rich telomeric overhangs at one end". Genes Dev 11 (21): 2801–9. doi:10.1101/gad.11.21.2801. PMID 9353250. 
  67. ^ a b Burge S, Parkinson GN, Hazel P, Todd AK, Neidle S (2006). "Quadruplex DNA: sequence, topology and structure". Nucleic Acids Res 34 (19): 5402–15. doi:10.1093/nar/gkl655. PMID 17012276. 
  68. ^ Parkinson GN, Lee MP, Neidle S (2002). "Crystal structure of parallel quadruplexes from human telomeric DNA". Nature 417 (6891): 876–80. doi:10.1038/nature755. PMID 12050675. Bibcode2002Natur.417..876P. 
  69. ^ Griffith JD, Comeau L, Rosenfield S, Stansel RM, Bianchi A, Moss H, de Lange T (1999). "Mammalian telomeres end in a large duplex loop". Cell 97 (4): 503–14. doi:10.1016/S0092-8674(00)80760-6. PMID 10338214. 
  70. ^ Seeman NC (2005). "DNA enables nanoscale control of the structure of matter". Q. Rev. Biophys. 38 (4): 363–71. doi:10.1017/S0033583505004087. PMID 16515737. 
  71. ^ Hu Q, Rosenfeld MG (2012). "Epigenetic regulation of human embryonic stem cells". Frontiers in Genetics 3: 238. doi:10.3389/fgene.2012.00238. PMID 23133442. 
  72. ^ Klose RJ, Bird AP (2006). "Genomic DNA methylation: the mark and its mediators". Trends Biochem Sci 31 (2): 89–97. doi:10.1016/j.tibs.2005.12.008. PMID 16403636. 
  73. ^ Bird A (2002). "DNA methylation patterns and epigenetic memory". Genes Dev 16 (1): 6–21. doi:10.1101/gad.947102. PMID 11782440. 
  74. ^ Walsh CP, Xu GL (2006). "Cytosine methylation and DNA repair". Curr Top Microbiol Immunol. Current Topics in Microbiology and Immunology 301: 283–315. doi:10.1007/3-540-31390-7_11. ISBN 3-540-29114-8. PMID 16570853. 
  75. ^ Kriaucionis S, Heintz N (2009). "The nuclear DNA base 5-hydroxymethylcytosine is present in Purkinje neurons and the brain". Science 324 (5929): 929–30. doi:10.1126/science.1169786. PMID 19372393. Bibcode2009Sci...324..929K. 
  76. ^ Ratel D, Ravanat JL, Berger F, Wion D (2006). "N6-methyladenine: the other methylated base of DNA". BioEssays 28 (3): 309–15. doi:10.1002/bies.20342. PMID 16479578. 
  77. ^ Gommers-Ampt JH, Van Leeuwen F, de Beer AL, Vliegenthart JF, Dizdaroglu M, Kowalak JA, Crain PF, Borst P (1993). "beta-D-glucosyl-hydroxymethyluracil: a novel modified base present in the DNA of the parasitic protozoan T. brucei". Cell 75 (6): 1129–36. doi:10.1016/0092-8674(93)90322-H. PMID 8261512. 
  78. ^ Created from PDB 1JDG
  79. ^ Douki T, Reynaud-Angelin A, Cadet J, Sage E (2003). "Bipyrimidine photoproducts rather than oxidative lesions are the main type of DNA damage involved in the genotoxic effect of solar UVA radiation". Biochemistry 42 (30): 9221–6. doi:10.1021/bi034593c. PMID 12885257. 
  80. ^ Cadet J, Delatour T, Douki T, Gasparutto D, Pouget JP, Ravanat JL, Sauvaigo S (1999). "Hydroxyl radicals and DNA base damage". Mutat Res 424 (1–2): 9–21. doi:10.1016/S0027-5107(99)00004-4. PMID 10064846. 
  81. ^ Beckman KB, Ames BN (1997). "Oxidative decay of DNA". J. Biol. Chem. 272 (32): 19633–6. doi:10.1074/jbc.272.32.19633. PMID 9289489. 
  82. ^ Valerie K, Povirk LF (2003). "Regulation and mechanisms of mammalian double-strand break repair". Oncogene 22 (37): 5792–812. doi:10.1038/sj.onc.1206679. PMID 12947387. 
  83. ^ Johnson, George (28 December 2010). "Unearthing Prehistoric Tumors, and Debate". The New York Times. ""If we lived long enough, sooner or later we all would get cancer."" 
  84. ^ Alberts, B, Johnson A, Lewis J (2002). "The Preventable Causes of Cancer". Molecular biology of the cell (4th udg.). New York: Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9. "A certain irreducible background incidence of cancer is to be expected regardless of circumstances: mutations can never be absolutely avoided, because they are an inescapable consequence of fundamental limitations on the accuracy of DNA replication, as discussed in Chapter 5. If a human could live long enough, it is inevitable that at least one of his or her cells would eventually accumulate a set of mutations sufficient for cancer to develop." 
  85. ^ Bernstein H, Payne CM, Bernstein C, Garewal H, Dvorak K (2008). Cancer and aging as consequences of un-repaired DNA damage. In: New Research on DNA Damages (Editors: Honoka Kimura and Aoi Suzuki) Nova Science Publishers, Inc., New York, Chapter 1, pp. 1–47. open access, but read only https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php?products_id=43247 ISBN 978-1604565812
  86. ^ Hoeijmakers JH (October 2009). "DNA damage, aging, and cancer". N. Engl. J. Med. 361 (15): 1475–85. doi:10.1056/NEJMra0804615. PMID 19812404. 
  87. ^ Freitas AA, de Magalhães JP (2011). "A review and appraisal of the DNA damage theory of ageing". Mutat. Res. 728 (1–2): 12–22. doi:10.1016/j.mrrev.2011.05.001. PMID 21600302. 
  88. ^ Ferguson LR, Denny WA (1991). "The genetic toxicology of acridines". Mutat Res 258 (2): 123–60. doi:10.1016/0165-1110(91)90006-H. PMID 1881402. 
  89. ^ Stephens TD, Bunde CJ, Fillmore BJ (2000). "Mechanism of action in thalidomide teratogenesis". Biochem Pharmacol 59 (12): 1489–99. doi:10.1016/S0006-2952(99)00388-3. PMID 10799645. 
  90. ^ Jeffrey AM (1985). "DNA modification by chemical carcinogens". Pharmacol Ther 28 (2): 237–72. doi:10.1016/0163-7258(85)90013-0. PMID 3936066. 
  91. ^ Braña MF, Cacho M, Gradillas A, de Pascual-Teresa B, Ramos A (2001). "Intercalators as anticancer drugs". Curr Pharm Des 7 (17): 1745–80. doi:10.2174/1381612013397113. PMID 11562309. 
  92. ^ Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG (2001). "The sequence of the human genome". Science 291 (5507): 1304–51. doi:10.1126/science.1058040. PMID 11181995. Bibcode2001Sci...291.1304V. 
  93. ^ Thanbichler M, Wang SC, Shapiro L (2005). "The bacterial nucleoid: a highly organized and dynamic structure". J Cell Biochem 96 (3): 506–21. doi:10.1002/jcb.20519. PMID 15988757. 
  94. ^ Wolfsberg TG, McEntyre J, Schuler GD (2001). "Guide to the draft human genome". Nature 409 (6822): 824–6. doi:10.1038/35057000. PMID 11236998. Bibcode2001Natur.409..824W. 
  95. ^ Gregory TR (2005). "The C-value enigma in plants and animals: a review of parallels and an appeal for partnership". Annals of Botany 95 (1): 133–46. doi:10.1093/aob/mci009. PMID 15596463. 
  96. ^ Birney E, Stamatoyannopoulos JA, Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH (2007). "Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project". Nature 447 (7146): 799–816. doi:10.1038/nature05874. PMID 17571346. Bibcode2007Natur.447..799B. 
  97. ^ Skabt fra PDB 1MSW
  98. ^ Pidoux AL, Allshire RC (2005). "The role of heterochromatin in centromere function". Philosophical Transactions of the Royal Society B 360 (1455): 569–79. doi:10.1098/rstb.2004.1611. PMID 15905142. 
  99. ^ Harrison PM, Hegyi H, Balasubramanian S, Luscombe NM, Bertone P, Echols N, Johnson T, Gerstein M (2002). "Molecular Fossils in the Human Genome: Identification and Analysis of the Pseudogenes in Chromosomes 21 and 22". Genome Res 12 (2): 272–80. doi:10.1101/gr.207102. PMID 11827946. 
  100. ^ Harrison PM, Gerstein M (2002). "Studying genomes through the aeons: protein families, pseudogenes and proteome evolution". J Mol Biol 318 (5): 1155–74. doi:10.1016/S0022-2836(02)00109-2. PMID 12083509. 
  101. ^ Albà M (2001). "Replicative DNA polymerases". Genome Biol 2 (1): reviews3002.1–reviews3002.4. doi:10.1186/gb-2001-2-1-reviews3002. PMID 11178285. 
  102. ^ Tani, Katsuji; Nasu, Masao (2010). "Roles of Extracellular DNA in Bacterial Ecosystems". Extracellular Nucleic Acids. Springer. pp. 25–38. ISBN 978-3-642-12616-1. 
  103. ^ Vlassov, V. V.; Laktionov, P. P.; Rykova, E. Y. (2007). "Extracellular nucleic acids". BioEssays 29: 654–667. doi:10.1002/bies.20604. 
  104. ^ Finkel, S. E.; Kolter, R. (2001). "DNA as a nutrient: novel role for bacterial competence gene homologs". J. Bacteriol. 183: 6288–6293. doi:10.1128/JB.183.21.6288-6293.2001. 
  105. ^ Mulcahy, H.; Charron-Mazenod, L.; Lewenza, S. (2008). "Extracellular DNA chelates cations and induces antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa biofilms". PLoS Pathog. 4: e1000213. doi:10.1371/journal.ppat.1000213. 
  106. ^ Berne, C.; Kysela, D. T.; Brun, Y. V. (2010). "A bacterial extracellular DNA inhibits settling of motile progeny cells within a biofilm". Mol. Microbiol. 77: 815–829. doi:10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x. 
  107. ^ Whitchurch, C. B.; Tolker-Nielsen, T.; Ragas, P. C.; Mattick, J. S. (2002). "Extracellular DNA required for bacterial biofilm formation". Science 295: 1487. doi:10.1126/science.295.5559.1487. 
  108. ^ Hu, W.; Li, L.; Sharma, S.; Wang, J.; McHardy, I.; Lux, R.; Yang, Z.; He, X.; et al. (2012). "DNA Builds and Strengthens the Extracellular Matrix in Myxococcus xanthus Biofilms by Interacting with Exopolysaccharides". PLoS ONE 7 (12): e51905. doi:10.1371/journal.pone.0051905. Bibcode2012PLoSO...751905H. 
  109. ^ Blehm Bidstrup, Bodil: Bioteknologi 4, 2011, Forlaget Nucleus, s. 16-17

Yderligere læsning[redigér | redigér wikikode]

Eksterne henvisninger[redigér | redigér wikikode]