Redigerer DNA (avsnitt)

== Struktur ==

=== Oversikt over molekylærstruktur ===
[[File:DNA Structure+Key+Labelled.pn NoBB.png|thumb|left|340px|Strukturen av dobbeltspiral DNA. [[Atom]]ene i strukturen har fargekode etter [[kjemisk element]] og den detaljerte strukturen av to basepar vises nederst til høyre.]]

Selv om DNA kalles «arvets molekyl», stemmer ikke den typiske oppfatningen om at DNA er ett enkelt [[molekyl]]. De er snarere molekylpar, som omslynger hverandre som vinranker og danner en dobbeltspiral (illustrasjonen til venstre).

Hvert slikt heliksmolekyl er en DNA-streng: en kjemisk forbundet kjede av [[nukleotid]]er, som består av et [[sukkermolekyl]], en [[fosfatgruppe]] og en av fire typer [[nitrogenholdige base]]r. I DNA er dette sukkermolekylet '''deoksyribose''' – i [[RNA]] er sukkermolekylet '''ribose'''.

Ulikhetene i disse basene betyr at det er fire typer nukleotider, som blir navngitt etter sine basers navn. Disse er [[adenin]] (A), [[tymin]] (T), [[cytosin]] (C) og [[guanin]] (G).

I en DNA-heliks går to nukleotider sammen gjennom [[komplementærparing]] av basene, noe som gjøres ved [[hydrogenbinding]]. Hver base danner hydrogenbinding til kun ett annet &ndash; A til T og C til G. Disse er bundet sammen med hydrogenbindinger, som er dipoler, derav stigeformen. Hvilken base som er på en streng avgjør hvilken base som må være på den motsatte strengen. Derfor er nukleotidsekvensen komplementær til den andre og når de blir delt kan hver fungere som en mal som kan brukes for å reprodusere den andre.

Fordi paringen får nukleotidbasene til å gå mot spiralens akse, kommer sukker- og fosfatgruppene på nukleotidene langs spiralens utside, og de to kjedene de danner blir derfor iblant referert til som spiralens «'''ryggmarg'''». Faktisk er det de kjemiske bindingene mellom disse fosfatene og sukkermolekylene som lenker et nukleotid til det neste i DNA-tråden.

=== Mekaniske egenskaper relevant for biologien ===
Hydrogenbindingene mellom strengene i dobbeltspiralen er svake nok til at de lett kan deles av [[enzym]]er. Enzymer kjent som [[helicase]]r åpner opp strengene for å gjøre dem tilgjengelig for sekvenslesende enzymer som [[DNA polymerase]]. For åpne dem opp, må helicasene kjemisk spalte «fosfatryggmargen» til en av strengene, så de fritt kan vri seg rundt hverandre. Strengene kan også deles ved forsiktig oppvarming, som brukt i [[PCR]], såfremt det er under 10,000 basepar (10 kilopasebar, eller 10kbp). Sammentvinningen mellom DNA-strengene gjør det vanskelig å separere lange segmenter.

Når endene på en bit av dobbelttrådet DNA henger sammen så de danner en sirkel, som i [[plasmid]]-DNA, er strengene [[topologisk]] knutet sammen. Dette betyr at de ikke kan separeres ved mild oppvarming eller andre prosesser som ikke involver det å bryte strengen. Oppgaven med å knyte opp topologisk lenkede DNA-strenger blir utført av enzymer kjent som [[topoisomerase]]r. Enkelte av disse enzymene knyter opp sirkulært DNA ved å dele de to strengene slik at andre dobbeltstrengede segmenter kan komme inn. Oppknyting er nødvendig for replikasjon av sirkulært DNA og i ulike typer [[rekombinasjon]] i lineært DNA.

[[Fil:DNA123.png|thumb|right|125px|Romfylningsmodell av en seksjon av et DNA-molekyl]]

==== Geometriske former ====

DNA-spiralen kan innta en av tre litt forskjellige geometriske former, hvor «B»-formen beskrevet av [[James D. Watson]] og [[Francis Crick]] trolig er den vanligste formen i celler. Den er 2 [[nanometer]] vid og strekker seg 3.4 [[nanometer]] per sekvens med 10 basepar (10 bp). Dette er også den omtrentlige sekvenslengden hvor spiralen/heliksen foretar en hel runde rundt sin egen akse. Denne vridningshyppigheten (kjent som spiralens ''pitch'') er i stor grad avhengig «stablingskreftene» (engelsk: «stacking forces») som hver base utøver på sine naboer i kjeden.

Den trange bredden til dobbeltspiralen gjør det umulig å detektere den med konvensjonell [[elektronmikroskop]]i, med mindre den blir godt merket (engelsk: heavy stained). Samtidig kan DNA-et i mange av cellene være makroskopisk i lengde &ndash; rundt 5 cm lange for trådene man finner i et menneskelig kromosom. Som en konsekvens av dette, må cellene «pakke sammen» DNA-et sitt. Dette er en av funksjonene til kromosomene, som inneholder spolelignende [[protein]]er kjent som [[histon]]er. DNA tvinner seg rundt disse histonene.

B-formen til DNA-spiralen snurrer seg rundt 360° per 10.6 basepar om den ikke strekkes på noen måte. Men mange biologiske prosesser kan føre til strekking. Et DNA-segment med overflødig eller utilstrekkelig spiralvridning blir kalt henholdsvis positiv eller negativ «supercoil». DNA [[in vivo]] er ofte negativt supercoil-et, som gjør det lettere å åpne dobbeltstrengen for RNA-transkripsjon.

De to andre kjente dobbeltspiralformene for DNA, kalt A og Z, har små forskjeller i sin geometri og sine dimensjoner. A-formen ser ut til å bare fremstå i dehydrerte DNA-prøver, som de brukt i [[krystallografi]]-eksperimenter, og muligens i hybridparinger mellom DNA- og [[RNA]]-strenger. DNA-segmenter som cellene har [[metylering|metylert]] for regulatoriske formål kan innta Z-geometrien, hvor strengen snur rundt spiralaksen som et speilbilde av B-formen.

=== Enkeltstrenget DNA (ssDNA) og reparasjon av mutasjoner ===
I enkelte [[virus]] fremkommer DNA som ikke-spiralisert, enkelttrådet form. Fordi mange av [[DNA-reparasjon]]smekanismene i cellene bare virker for parede baser, [[mutasjon|muterer]] [[genom]]et hos disse virusene mye oftere enn det de ville ha gjort med dobbelttrådet DNA. Som et resultat av dette, kan slike virus tilpasse seg raskere for å hindre at de dør ut. Resultatet vil ikke være like fordelaktig i mer kompliserte og tregere replikerende organismer, noe som kan forklare hvorfor bare virus har enkelttrådet DNA. Disse virusene har sannsynligvis også fordel av at det er enklere å bare replikere en streng fremfor to.