Welsh Journals

Search over 450 titles and 1.2 million pages

Sylfeini Bioleg Folecylaidd RICHARD LUMLEY JONES Ddeugain mlynedd yn ôl darganfuwyd strwythur helics- ddwbl y deunydd genetig, Asid Niwcleig Deocsiribos (DNA).1 Yn y cyfamser bu tuedd i ystyried DNA fel y molecwl 'pwysicaf' yng ngwneuthuriad pethau byw: fe'i disgrifiwyd eisoes fel 'y molecwl pwysicaf yn y bydysawd' ac yn fwy cellweirus, fel 'yr helics aur' ac 'icon yr ugeinfed ganrif. Y mae'r duedd hon i roi DNA ar y brig wedi tynnu sylw oddi wrth anghydbwysedd yn nhybiaethau sylfaenol bioleg folecylaidd. Un o nodweddion mwyaf trawiadol pethau byw yw'r ffordd y mae systemau a macromolecylau biolegol yn cydweithredu â'i gilydd mewn dull rheolaidd. Os felly, onid yw swyddogaeth proteinau catalyddol (ensymau) neu broteinau rheolyddol mor 'bwysig' â swyddogaeth DNA? Gwelir effaith ymyrraeth â chywreinrywdd y berthynas swyddogaethol rhwng DNA a phrotein yn achos yr afiechyd anaemia cryman-gell.2 Y mae'r cyflwr patholegol hwn yn deillio oddi ar un newidiad yn nilyniant asidau amino cadwyn-ß y protein haemo- globin. Dibynna'r newidiad yn y protein, yn ei dro, ar fwtaniad unigol yn y genyn cyfatebol. ymhariaeth o'r berthynas rhwng rhyngweithiau gwan a strwythur eilaidd, sefydlog ac ailadroddol DNA a hefyd segmentau ailadroddol yn y proteinau globwlaidd. Swyddogaeth y Swyddogaeth y rhyngwaith Rhyngwaith rhyngwaith yn DNA yn y proteinau globwlaidd Y rhyngwaith hydroffobig Sefydlogi'r dwplecs oherwydd tuedd y basau nitrogenaidd i stacio ar ben ei gilydd ar ongl sgwâr i'r brif gadwyn poly (siwgr-ffosffad) yn y ffurf-B ar DNA4 (Ffigur 1). Y bond hydrogen Bondiau hydrogen rhwng y basau cyflenwol (adenin thymin a gwonin cytosin) yn sefydlogi strywthur eilaidd y dwplecs.1 Noder bod gŵanin a cytosin (Ffigur 2) yn cynnwys y grwp -CONH- ar y ffurf cis. Y mae'r grwp yn anhyblyg oherwydd ei ymgorfforiad yn strwythur heterogylchol y basau. Noder hefyd bod y grwp -CONH- yn bell oddi wrth y brif gadwyn, a bod gallu'r grwp -CONH- i gyfrannu a derbyn protonau symudol yn cael ei ddiwallu. Y mae'r ffeithiau syml hyn yn tanlinellu problem sylfaenol yn ein dealltwriaeth o fioleg ar lefel folecylaidd. Sut mae esbonio, ar sail cysyniad strwythurol, y berthynas rhwng swyddogaeth DNA (y molecwl sy'n cludo ac yn storio gwybodaeth enetig) a swyddogaeth y proteinau (y molecylau sy'n mynegi'r wybodaeth honno)? Nid yw'n foddhaol cyfeirio at swyddogaethau'r molecylau hyn mewn termau mecanyddol syml. Yn aml, disgrifir cadwyn sengl DNA fel 'templat' i lywio ffurfiant yr ail gadwyn, yr ensymau fel 'peiriannau cynhyrchu' y gell fywiol, a phrotein rheolyddol, alosterig fel 'swits'. Ond y mae'n anodd cysoni'r delweddau hyn â'n dealltwriaeth o ddynameg molecylau, gydag amledd dirgryniadol eu bondiau oddeutu 1012i 1014 yr eiliad. DNA a'r proteinau Yn nhermau'r strwythur primaidd cofalent, sefydlwyd y berthynas rhwng DNA a'r proteinau eisoes, a'i fynegi yn y côd genetig.3 Ond gan fod ymweithiau biocemegol yn Bocs I Sefydlogi'r strwythur eilaidd (a thertaidd) oherywdd tuedd y sgil-gadwyni hydroffobig (e.e. alanin, falin) i ymgynnull yng nghraidd y protein, gan osgoi cyffyrddiad â'r dwr amgylchynol.5 Y grwp amid eilaidd (-CONH-) hyblyg,6 ac ar y ffurf trans, yn rhan integrol o brif gadwyn protein. Bondiau hydrogen rhwng y grwpiau -CONH- yn gydran bwysig o strwythur eilaidd yr helics-a7 (Ffigur 3) a'r ddalen-p8 (Ffigur 4). Gallu'r grwpiau -CONH- i gyfrannu a derbyn protonau symudol yn cael ei ddiwallu. Gweler Bocs II, colofn 2 ynglŷn â'r segmentau anailadroddol sy'n hanfodol i strwythur tertaidd ac actifedd biolegol proteinau.