STRUKTUR MOLEKUL ASAM NUKLEAT

Struktur Deoxyribose Nucleic Acid

Kami ingin menyarankan struktur DNA. Struktur ini memiliki banyak fitur yang ketertarikan biologisnya mampu dipertimbangkan.

struktur asam nukleat sudah diusulkan oleh Pauling dan Corey. mereka membuat naskah mereka tersedia untuk kita untuk publikasi. model mereka terdiri dari 3 rantai yang saling terkait, dimana fosfat dekat dengan sumbu serat, dan dasarnya diluarnya. menurut kami, struktur ini tidak memuaskan karena dua hal berikut:

1. Kami percaya bahwa bahan yang memberikan diagram X-ray adalah garam, bukan asam bebas. Tanpa atom hidrogen asam tidak jelas apa yang akan memegang kekuatan struktur bersama-sama, terutama karena fosfat bermuatan negatif di dekat sumbu akan saling tolak.

2. Beberapa jarak-jarak van der Waals tampak terlalu kecil.

Struktur tiga rantai lain juga telah disarankan oleh Fraser (dalam pers). Dalam modelnya fosfat berada di luar dan dasar di dalamnya, dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Struktur ini seperti yang dijelaskan agak tidak jelas, dan untuk alasan ini kami tidak akan mengomentari itu.

Kami ingin mengajukan struktur yang sangat berbeda untuk garam asam nukleat deoksiribosa (5). Struktur ini memiliki dua rantai heliks masing-masing melingkari putaran sumbu yang sama (lihat diagram). Kami telah membuat asumsi kimia biasa, yaitu, bahwa setiap rantai terdiri dari kelompok diester fosfat bergabung dengan residu beta-D-deoxyribofuranose dengan ikatan 3 ', 5'. Dua rantai (tapi bukan dasar mereka) terkait dengan angka dua tegak lurus dengan sumbu serat. Kedua rantai mengikuti heliks tangan kanan, tapi berkat angka dua urutan atom dalam dua rantai berjalan dalam arah yang berlawanan (6). Setiap rantai longgar menyerupai Furberg ini Model No 1 (7); yaitu, dasarnya berada di dalam heliks dan fosfat berada di luar. Konfigurasi gula dan atom terdekat dekat dengan "konfigurasi standar” Furberg, gula menjadi kira-kira tegak lurus ke dasar terpasang. Ada residu pada masing-masing setiap 3,4 A. dalam arah z. Kita telah mengasumsikan sudut 36 ° antara residu yang berdekatan dalam rantai yang sama, sehingga struktur berulang setelah 10 residu pada setiap rantai, yang, setelah 34 A. Jarak dari atom fosfor dari sumbu serat adalah 10 A. Karena fosfat berada di luar, kation memiliki akses yang mudah kepada mereka.

Struktur adalah salah satu yang terbuka, dan kadar airnya cukup tinggi. Pada kadar air yang lebih rendah kita akan mengharapkan dasarnya miring sehingga struktur bisa menjadi lebih kompak.

Fitur baru dari struktur tersebut adalah cara di mana dua rantai yang diikat menjadi satu oleh basa purin dan pirimidin. Pesawat-pesawat dari basisnya tegak lurus dengan sumbu serat. Mereka bergabung bersama berpasangan, satu basa dari satu rantai yang berikatan hidrogen ke basis tunggal dari rantai lainnya, sehingga keduanya berbaring berdampingan dengan z-koordinat identik. Salah satu pasangan harus menjadi purin dan lainnya menjadi pirimidin agar ikatan terjadi. Ikatan hidrogen yang dibuat sebagai berikut: purin posisi 1 ke posisi pirimidin 1; purin posisi 6 ke posisi pirimidin 6.

Jika diasumsikan bahwa bases hanya terjadi dalam struktur dalam bentuk tautomerik paling masuk akal (yaitu, dengan keto daripada konfigurasi enol) ditemukan bahwa hanya pasangan tertentu basa

dapat ikatan bersama-sama. Pasangan ini adalah: adenin (purin) dengan timin (pirimidin), dan guanin (purin) dengan sitosin (pirimidin) (9).

Dua pita melambangkan dua rantai phophate-gula, dan horizonal yang batang yang pasang bases memegang rantai bersama-sama. Garis vertikal menandai sumbu serat.

Dengan kata lain, jika adenin membentuk salah satu anggota dari sepasang, di kedua rantai, maka asumsi ini anggota lainnya harus timin; sama untuk guanin dan sitosin. Urutan bases pada rantai tunggal tampaknya tidak dibatasi dengan cara apapun. Namun, jika hanya pasang spesifik bases dapat dibentuk, berikut bahwa jika urutan bases pada satu rantai diberikan, maka urutan pada rantai lain secara otomatis ditentukan.

Telah ditemukan eksperimental bahwa rasio jumlah adenin untuk timin, dan rasio guanin sitosin untuk, selalu sangat dekat dengan kesatuan untuk asam nukleat deoksiribosa.

Hal ini mungkin tidak mungkin untuk membangun struktur ini dengan gula ribosa di tempat deoksiribosa, seperti atom oksigen ekstra akan membuat terlalu menutup Waals contact van der.

Data X-ray dipublikasikan sebelumnya pada asam nukleat deoksiribosa tidak mencukupi untuk tes ketat struktur kami. Sejauh yang kami tahu, itu kira-kira cocok dengan data eksperimen, tetapi harus dianggap sebagai tidak terbukti sampai telah diperiksa hasil yang lebih tepat. Beberapa di antaranya diberikan dalam komunikasi berikut (10). Kami tidak menyadari rincian hasil yang disajikan di sana ketika kita menyusun struktur kami (11), yang terletak terutama meskipun tidak sepenuhnya pada dipublikasikan data eksperimen dan argumen stereokimia.

Hal ini tidak luput dari perhatian kita (12) bahwa pasangan tertentu yang kami telah mendalilkan segera menyarankan mekanisme menyalin mungkin untuk bahan genetik.

Rincian lengkap dari struktur, termasuk kondisi yang diasumsikan dalam bangunan itu, bersama-sama dengan satu set koordinat untuk atom, akan diterbitkan di tempat lain (13).

Kami banyak berutang budi kepada Dr. Jerry Donohue untuk saran dan kritik konstan, terutama pada jarak antar. Kami juga telah dirangsang oleh pengetahuan tentang sifat umum dari hasil eksperimen yang tidak dipublikasikan dan ide-ide dari Dr. MHF Wilkins, Dr. RE Franklin dan rekan kerja mereka di King College, London. Salah satu dari kami (JDW) telah dibantu oleh persekutuan dari Yayasan Nasional untuk infantil Kelumpuhan.