Kepekatan DNA

Kepekatan DNA merujuk pada proses pemadatan molekul DNA secara in vitro atau in vivo. Butiran mekanisme pempakejan DNA sangat penting bagi fungsinya dalam proses peraturan gen dalam sistem kehidupan. DNA dipekatkan sering kali memiliki sifat mengejutkan yang tidak dapat diramalkan sehingga kepekatan DNA in vitro berfungsi sebagai sistem model untuk banyak proses fizik, biokimia, dan biologi. Selain itu, kekepakatan DNA memiliki banyak potensi untuk diterapkan dalam kedoktoran dan bioteknologi.

Gugusan keluar pirofosfat dalam tindak balas kepekatan membentuk polimer ribosa-fosfat. Kepekatan adenin dan guanin membentuk ikatan fosfodiester, asas kepada tulang punggung asid nukleik.

Diameter DNA sekitar 2 nm, sedangkan panjang molekul tunggal yang diregangkan mampu mencapai beberapa dozen sentimeter bergantung pada jenis organisme. Banyak perwatakan pilihan ganda DNA menyumbang kepada sifat kekakuannya yang besar, termasuk sifat mekanik tulang punggung gula-fosfat, tolakan elektrostatik di antara fosfat (DNA mengandungi rata-rata satu muatan negatif elemen setiap 0,17 nm dari pilinan ganda), interaksi susun di antara asas helaian masing-masing, dan interaksi antara helaian. DNA merupakan salah satu polimer alam terkuat, tetapi juga merupakan salah satu molekul terpanjang. Pada jarak yang jauh, DNA dapat dianggap sebagai tali yang fleksibel, dan dalam skala pendek sebagai batang yang kaku. Seperti selang taman, DNA yang dibongkar secara rawak akan menempati isipadu yang jauh lebih besar berbanding saat dikemas secara teratur. Secara matematik, bagi rantai fleksibel yang tidak berinteraksi yang menyebar secara rawak dalam tiga dimensi, jarak hujung ke hujung akan diskalakan sebagai akar kuadrat dari panjang polimer. Untuk polimer nyata seperti DNA, hal ini hanya memberikan perkiraan yang sangat kasar; hal yang penting ialah bahawa ruang yang tersedia untuk DNA in vivo jauh lebih kecil daripada ruang yang akan ditempati dalam kes resapan bebas dalam larutan. Untuk mengatasi pen, DNA dapat mengemas dirinya sendiri dalam keadaan larutan yang sesuai dengan bantuan ion dan molekul lain. Biasanya, kepekatan DNA didefinisikan sebagai "runtuhnya rantai DNA yang diperpanjang menjadi zarah yang padat dan teratur yang hanya mengandungi satu atau beberapa molekul". Definisi ini berlaku untuk banyak situasi in vitro dan juga dekat dengan definisi kepekatan DNA pada bakteria sebagai "menggunapakai dari keadaan yang relatif pekat dan padat, yang menempati sebahagian kecil dari isipadu sedia ada". Pada eukariot, ukuran DNA dan jumlah molekul lain yang mengambil bahagian jauh lebih besar, dan molekul DNA membentuk jutaan zarah nukleoprotein yang tersusun, iaitu nukleosom, yang merupakan peringkat pertama dari banyak peringkat pempakejan DNA.