Catatan berguna tentang organisasi fisik, molekuler atau geometris DNA!
Orang pertama yang memikirkan struktur tiga dimensi DNA adalah WT Astbury yang dengan studi kristalografi sinar-X molekul DNA menyimpulkan pada tahun 1940-an bahwa karena DNA memiliki kerapatan tinggi, maka polinukleotidanya adalah tumpukan nukleotida datar, masing-masing yang berorientasi tegak lurus terhadap sumbu panjang molekul dan terletak setiap 3,4 A sepanjang tumpukan.
Sumber Gambar : 3.bp.blogspot.com/_dBigZkRETuM/TS-LaUDMtoI/AAAAAAAABrY/3Arustycloud.jpg
Studi kristalografi sinar-X di Astbury dilanjutkan oleh Wilkins dan rekan-rekannya (1953), yang berhasil menyiapkan serat DNA yang sangat berorientasi yang memungkinkan mereka memperoleh foto difraksi sinar-X. Salah seorang rekannya, Rosalind Franklin, memperoleh foto DNA difraksi sinar-X superior yang mengkonfirmasi kesimpulan awal Astbury tentang jarak internukleotida 3,4 A dan menyarankan konfigurasi heliks untuk molekul DNA.
Watson dan Crick yang sudah terlibat dalam membangun beberapa model struktur DNA yang cocok, ketika mengamati gambar molekul DNA Franklin, mereka segera memanfaatkan informasi tersebut dalam membangun model molekul DNA. Pada bulan April 1953 Watson dan Crick menerbitkan kesimpulan mereka tentang struktur DNA dalam edisi yang sama di ‘Nature’ di mana Wilkins dan rekan-rekannya mempresentasikan bukti sinar-X untuk struktur tersebut.
Pertimbangan Watson dan Crick dalam konstruksi struktur heliks ganda molekul DNA:
Watson dan Crick menyimpulkan langsung dari foto difraksi sinar-X DNA yang diambil oleh Franklin bahwa (1) rantai polinukleotida DNA berbentuk heliks beraturan, (2) heliks berdiameter sekitar 20 A dan, (3) heliks membuat satu putaran lengkap setiap 3,4 A sepanjang panjangnya, dan karenanya, karena jarak antarnukleotida adalah 3,4 A, terdiri dari tumpukan sepuluh nukleotida per putaran.
Mempertimbangkan kerapatan molekul DNA yang diketahui, Watson dan Crick selanjutnya menyimpulkan bahwa heliks harus mengandung dua rantai polinukleotida, atau dua tumpukan sepuluh nukleotida setiap putaran, karena kerapatan silinder berdiameter 20 A dan panjang 34 A akan terlalu besar. rendah jika hanya berisi satu tumpukan sepuluh nukleotida, dan terlalu tinggi jika berisi tiga atau lebih tumpukan masing-masing sepuluh nukleotida.
Namun, sebelum mencoba menyusun kedua rantai polinukleotida ini menjadi heliks teratur dengan dimensi yang diperlukan, Watson dan Crick menempatkan pembatasan lebih lanjut pada model mereka — pembatasan yang berasal dari pengetahuan mereka bahwa DNA, pada akhirnya, adalah materi genetik.
Jika DNA mengandung informasi hereditas seperti yang mereka pikirkan, dan jika informasi itu tertulis sebagai urutan spesifik dari empat basa di sepanjang rantai polinukleotida, maka struktur molekul DNA harus dapat mengakomodasi urutan sembarang basa di sepanjang rantai polinukleotidanya. . Jika tidak, kapasitas DNA sebagai pembawa informasi akan sangat terbatas.
Oleh karena itu, mereka merasa perlu membangun heliks teratur sedemikian rupa sehingga meskipun terdiri dari dua rantai polinukleotida yang mengandung urutan basa nukleotida yang berubah-ubah setiap 3,4 A sepanjang panjangnya, akan tetap memiliki diameter konstan 20 A.
Karena dimensi cincin purin lebih besar daripada cincin pirimidin, Watson dan Crick mendapat ide bahwa dua rantai heliks dapat memiliki diameter konstan jika terdapat hubungan komplementer antara dua tumpukan nukleotida, sehingga pada setiap tingkat satu tumpukan mengandung basa purin dan yang lainnya basa pirimidin.
Akhirnya, untuk memberikan stabilitas termodinamika pada heliks, struktur akan memiliki banyak peluang untuk pembentukan ikatan hidrogen antara amino-atau-hidroksil hidrogen dan keto-oksigen atau imuno-nitrogen dari basa purin dan pirimidin. Pertimbangan ini membuat mereka membangun model heliks ganda untuk struktur molekul molekul DNA.
