DNT-nin kimyəvi quruluşu
Hər insan hüceyrəsinin nüvəsindəki DNT molekulu 5 mikron (1 mikron millimetrin 1000-də 1-inə bərabərdir) diametri olan, kiçik yumaq formasında sarılmış nuklein turşusundan ibarətdir. Nuklein turşuları bədənimizin sadəcə 2%-ini təşkil edən, ancaq çox vacib birləşmələrdir. Nuklein turşularının əsas quruluşu isə nukleotidlərdir. Nukleotidlərdən 6 000 000 000 (6 milyard) ədədi kimyəvi cəhətdən cüt spiral formasında birləşərək DNT-ni təşkil edirlər.
Spiralvarı nərdivana bənzəyən DNT molekulu elm adamlarını təəccübləndirən memarlıq dizaynına malikdir. Nərdivanın yan tərəfləri müxtəlif növdə şəkər və fosfatdan ibarət DNT molekulunun onurğasıdır. Pillələr isə azotlu əsas adlanan və bir-birinə birləşən 4 kimyəvi maddə dəstindən meydana gəlir: adenin, timin, sitozin və quanin. Azotlu əsaslar tərkibində karbon, oksigen, hidrogen və azot olan 12-16 atomdan ibarət molekullardır. Bu kimyəvi maddələr də DNT spiralı üzərində xüsusi düzülüblər. Bunların düzülüşü ancaq 2 cür qoşalaşma ilə mümkündür: adenin (A) həmişə timinlə (T), sitozin (C) isə həmişə quaninlə (Q) qoşalaşır.
Elm adamları DNT-ni təşkil edən atomların nukleotidləri meydana gətirmək üçün xüsusi düzülüşlə necə birləşdiklərini müəyyən ediblər. Ancaq canlıların quruluş vahidlərinin strukturunu bilməklə bunları meydana gətirmək bir deyil. Belə ki, elm adamları əllərində doğru məmulatlar - atomlar və bunları birləşdirəcək texnologiya olmasına baxmayaraq, heç cür canlıların DNT molekulunu meydana gətirə bilmirlər.
Hər bir nukleotidin içində təqribən 34 atom var. DNT-də cəmi 6 milyard nukleotid olduğuna görə, (34 x 6 000 000 000) 204 milyard atom DNT molekulunu əmələ gətirmək üçün kimyəvi yolla birləşməlidir. Əgər bir saniyədə bir atom üzərində əməliyyat apara bilsəydiniz, gündə 8 saat, ildə 350 gün işləyə bilsəydiniz, sadəcə, bir DNT molekulunu meydana gətirməyiniz 20.000 ildən çox çəkərdi. Ağıl sahibi insan belə bunu edə bilmir, ancaq DNT molekulunun təsadüfən öz-özünə əmələ gəldiyini necə düşünə bilər?Əlbəttə, bu, qeyri-mümkündür. Habelə, unutmaq olmaz ki, DNT molekulları olmadan canlıların yaşaması mümkün deyil.Hətta DNT-nin quruluşunda meydana gələn ən kiçik xəta belə ciddi nəticələrə səbəb olur.
DNT-dəki hər azotlu əsasın, yəni adenin, timin, sitozin və quanin nukleotidlərinin düzülüşü hüceyrənin nüvəsindəki genetik mətni təşkil edir və həyati əhəmiyyətə malik zülalları inşa etmək üçün lazımi məlumat ehtiva edir. Bu baxımdan, DNT-nin bir tərəfdən nizamlı quruluşunu qoruyarkən digər tərəfdən də məlumat müxtəlifliyinə imkan verən düzülüşdə olması olduqca diqqətçəkəndir.
DNT zənciri makaralara sarınmışdır
İnsan hüceyrələrindəki bir DNT zənciri təqribən 3 milyard nukleotid dəstindən ibarətdir və 2 metr uzunluğundadır.Bu qədər uzun iki zəncir kiçildilib gözlə görünməyəcək ölçüyə endirilməlidir. Uzun ipin makaraya sarınması kimi DNT də bənzər mexanizm ilə qablaşdırılaraq nüvənin içində yerləşdirilmişdir. DNT sapı nukleosomlar şəklində bobinalara sarınaraq qablaşdırılır və xromosomları təşkil edir.Burada bobina rolunu isə histon adlanan zülallar oynayır.
Bir nukleosomda DNT spiralının histon üzərində 15 dəfə sarınmış hissəsi yerləşir, bu da 150 nukleotid uzunluğundadır. Bu hissə bir zülal nüvəsinin ətrafında iki dəfə sarınır. Bu nüvə də çoxlu sayda müsbət yüklü amin turşusu ehtiva edən səkkiz histondan meydana gəlir. Bunlar DNT üzərindəki mənfi yüklü fosfatları mükəmməl tamamlayırlar. Zülalın hasil edilməsi üçün DNT-nin hər hansı hissəsində şifrlənmiş məlumat lazım olduqda DNT-nin oxunması üçün nukleosom açılır. Sonra DNT yenidən histonlar üzərinə sarılır və növbəti dəfə lazım olana qədər orada saxlanılır, ətrafdakı molekulların məhvedici təsirlərindən qorunur. Genetik məlumatın təkcə məzmunu deyil, eyni zamanda, quruluşu və yerləşdiyi mühitin xüsusiyyətləri də həssas nizam tələb edir.
Məlumat paketi: genlər
Gözlə görmədiyimiz hüceyrənin nüvəsində cəmi 4 metr uzunluğunda DNT zənciri var. Bu zəncir hüceyrənin nüvəsində xromosom adlanan dəstlər şəklində qablaşdırılmışdır. Hüceyrələrimizin nüvələrində 23 xromosom dəsti olur. Xromosomlar elektron mikroskopu altında böyüdüldükdə onların içində yerləşən DNT molekulunun spiralvarı formada sarındığını görürük. Bu qablaşdırma sistemi kiçik həcminə baxmayaraq, nəhəng məlumat saxlama qabiliyyətinə malikdir.
DNT zəncirlərində orqanizmin ehtiyacı olan hər cür zülalı-fermentləri, molekulyar motorları, hormonları və digər quruluş vahidlərini əmələ gətirmək üçün lazım olan məlumat yerləşir.
DNT molekulunda şifrələnmiş hər məlumat göz və qulaqların simmetriyasını, ürəyin qan vurmasını, bu qanın hüceyrələrə oksigen daşımasını, qidaları parçalayan mədə turşusunun olmasını və bədənin digər bütün fiziki xüsusiyyətlərini müəyyən edir. İnsanlarda təqribən 30.000 ədəd gen adlanan bu cür məlumat paketləri var.
Xromosomlardakı irsiyyət vasitəsilə keçən xüsusiyyətlər DNT-nin pillələrini təşkil edən dörd kimyəvi əsasın müxtəlif düzülüşlərini müəyyən edir.Bu pillələrdəki minlərlə azotlu əsas qoşalaşması bir geni təşkil edir.
DNT "qətiyyətli" molekuldur
DNT məlumat daşıma funksiyasına ən uyğun molekuldur, kimyaçıların ifadəsi ilə, çox "qətiyyətli"dir. "Qətiyyətli" molekul nə deməkdir? Qətiyyət bir molekulun asanlıqla pozulub dağılmamağını ifadə edir. Molekulyar biologiya sahəsində tədqiqat aparan elm adamları DNT-nin bu "qətiyyətinin" əhəmiyyətini çox yaxşı bilirlər. Çünki DNT laboratoriyada istifadə edilən biokimyəvi maddələr arasında ən davamlı quruluşa malikdir. Bir çox biokimyəvi maddədən fərqli olaraq otaq temperaturunda belə aylarla bir məhlul içində pozulmadan qalır.
Bütün bunlar göstərir ki, DNT məlumat saxlamaq üçün xüsusi yaradılmış molekuldur. DNT-nin sahib olduğu bütün xüsusiyyətlərin təsadüfən bir anda mövcud olması, şübhəsiz ki, qeyri-mümkündür.
DNT zəncirinin elastik olması böyük rəhmətdir
Sağlam DNT zənciri açılarkən DNT-nin spiralvarı quruluşu zədələnə bilər. Ona görə, spiralvarı zəncir həm quruluşunu qoruyacaq qədər möhkəm, həm də məlumatın asanlıqla oxunması üçün elastik olmalıdır. DNT-nin əsas molekulyar quruluşunu qoruyan güclü kovalent rabitələrlə spiralvarı zəncirləri birləşdirən daha zəif və asan qırılan hidrogen rabitələrdən meydana gələn kombinasiya elastiklik-möhkəmlik problemini aradan qaldırır. Qarşı-qarşıya gələn 4 nukleotid arasında meydana gələn kimyəvi rabitə hidrogen rabitəsidir. Bu rabitə efir tipli rabitə qədər möhkəm olmadığına görə, zəif enerji ilə, məsələn, pH (turşu-əsas balansı) dəyişikliyi, temperatur və təzyiq kimi amillərin təsiri ilə bir-birindən ayrılır. Zəif rabitələr orqanizmdəki böyük molekulların formalaşmasında mühüm rol oyanır və meydana gətirdikləri maddəyə elastiklik qazandırırlar. Məhz bu elastikliyə görə rabitə qırılmır. Hidrogen rabitələrinin bu özünəməxsusluğu sayəsində DNT molekulundakı məlumatdan istənilən vaxt istifadə edilə bilir.
