Το DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια, που ενώνονται με φωσφοδιεστερικό δεσμό 🧬
Το DNA, όπως και το RNA, είναι ένα μακρομόριο, που αποτελείται από νουκλεοτίδια.
🔬 Η δομή του νουκλεοτιδίου
Κάθε νουκλεοτίδιο του DNA αποτελείται από:
- μία πεντόζη, τη δεοξυριβόζη, ενωμένη με
- μία φωσφορική ομάδα και
- μία αζωτούχο βάση.
Στα νουκλεοτίδια του DNA η αζωτούχος βάση μπορεί να είναι μία από τις: αδενίνη (Α), γουανίνη (G), κυτοσίνη (C) και θυμίνη (Τ).
Σε κάθε νουκλεοτίδιο:
- η αζωτούχος βάση συνδέεται με τον άνθρακα της δεοξυριβόζης, και
- η φωσφορική ομάδα με τον άνθρακα.
Το νουκλεοτίδιο του DNA και το νουκλεοτίδιο του RNA έχουν την ίδια βασική δομή (φωσφορική ομάδα, πεντόζη, αζωτούχος βάση), με τη διαφορά ότι το DNA έχει δεοξυριβόζη και το RNA ριβόζη. Από τις τέσσερις αζωτούχες βάσεις του DNA, η αδενίνη συνδέεται με τη θυμίνη με δύο δεσμούς υδρογόνου και η γουανίνη συνδέεται με την κυτοσίνη με τρεις δεσμούς υδρογόνου.
Μέσα στο ίδιο νουκλεοτίδιο, η αζωτούχος βάση συνδέεται με τον άνθρακα και η φωσφορική ομάδα με τον άνθρακα της δεοξυριβόζης. Ο άνθρακας δεν συμμετέχει σε καμία από αυτές τις δύο συνδέσεις — παραμένει ελεύθερος (με μία υδροξυλομάδα) μέχρι να χρησιμοποιηθεί για τον φωσφοδιεστερικό δεσμό με το επόμενο νουκλεοτίδιο.
🔗 Η πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα και ο φωσφοδιεστερικός δεσμός
Μια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα σχηματίζεται από την ένωση πολλών νουκλεοτιδίων με ομοιοπολικό δεσμό. Ο δεσμός αυτός δημιουργείται μεταξύ:
- του υδροξυλίου του άνθρακα της πεντόζης του πρώτου νουκλεοτιδίου, και
- της φωσφορικής ομάδας που είναι συνδεδεμένη στον άνθρακα της πεντόζης του επόμενου νουκλεοτιδίου.
Ο δεσμός αυτός ονομάζεται φωσφοδιεστερικός δεσμός.
Με τον τρόπο αυτό η πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα που δημιουργείται έχει ένα σκελετό, που αποτελείται από επανάληψη των μορίων φωσφορική ομάδα-πεντόζη-φωσφορική ομάδα-πεντόζη.
Ο φωσφοδιεστερικός δεσμός είναι ομοιοπολικός και ενώνει διαδοχικά νουκλεοτίδια μέσα στην ίδια πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Δεν πρέπει να συγχέεται με τους (ασθενέστερους) δεσμούς υδρογόνου που συνδέουν τις αζωτούχες βάσεις μεταξύ των δύο αλυσίδων της διπλής έλικας.
🧭 Ο προσανατολισμός της αλυσίδας
Ανεξάρτητα από τον αριθμό των νουκλεοτιδίων από τα οποία αποτελείται η πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα:
- το πρώτο της νουκλεοτίδιο έχει πάντα μία ελεύθερη φωσφορική ομάδα συνδεδεμένη στον άνθρακα της πεντόζης του, και
- το τελευταίο νουκλεοτίδιο της έχει ελεύθερο το υδροξύλιο του άνθρακα της πεντόζης του.
Για το λόγο αυτό αναφέρεται ότι ο προσανατολισμός της πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας είναι .
Ο φωσφοδιεστερικός σκελετός της αλυσίδας έχει σταθερό προσανατολισμό , από το άκρο με την ελεύθερη φωσφορική ομάδα προς το άκρο με το ελεύθερο υδροξύλιο. Στη δίκλωνη έλικα του DNA οι δύο αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες, δηλαδή η μία έχει φορά και η απέναντί της .