DNA'ets struktur, restriktionsenzymer og elektroforese

Første gang DNA blev beskrevet, var i 1869 af den schweiziske kemiker Johann Friedrick Miescher. Han beskrev DNA som en sur, kvælstofholdig substans som findes i cellekernen – derfor navngav han det nuklin. Dengang troede man dog, det var proteinerne som var bærer af den genetiske arv.I 1944, blev det påbevist at DNA’et alene overførte bestemte egenskaber bland bakterier – altså, det er DNA’et som er bærer af den genetiske arv.

DNA er opbygget af grundenheder som hedder deoxyribonukleotider (nukleotider i daglig tale). De er lidt ligesom perler på en snor, de er sammenkoblet i kæder – længden varierer, men det er oftest lange kæder. Nukleotiderne består af en sukkerdel, hvortil der er bundet en fosfatgruppe og en kvælstofholdig cyklisk base. Sukkergrupperne er bundet sammen med fosfatgrupperne, og denne sukker-fosfat-kæde udgør ”rygraden” i DNA-strengen. Netop derfor får DNA en polaritet, de bliver beskrevet som to forskellige ender, som benævnes 5’- og 3’-enden. Sammenlagt findes der fire forskellige slags nukleotider i DNA, det afhænger dog af om den cykliske base er enten Adenin (A), Guanin (G), Thymin (T) eller Cytosin (C). Det gener man arver, bliver afgjort af rækkefølgen i disse nukleotider – den bliver bl.a. også kaldt for DNA-sekvensen.

DNA består normalt af dobbelstrenget DNA (dsDNA) i naturen, der kan dog være nogle få tilfælde hvor den består af en enkeltstrenget DNA (ssDNA) – hvilket påvirkes af nogle få virus. James D. Watson og Francis Crick lavede en model af to DNA strenge som snor sig om en fælles akse, i en højredrejet dobbeltspiral-struktur. Den blev kun holdt sammen af relativt svage hydrogenbindinger mellem baserne. Parringen af baser i dobbelspiralen, er faktisk forholdsvis let at forklare. A er altid bundet til T, G er altid bundet til C. Den amerikanske biokemiker Erwin Chargaff, havde formuleret en regel i 1949 baseret på talrige forsøg. Reglen siger, at selvom forholdet mellem to forskellige nukleotider varierer i DNA fra forskellige arter, så svarer indholdet af A altid nøjagtigt til T, og G altid til C. Hvilket betyder, mængden af A er lig med T og mængden af G er lig med C. DNA strenge er ligeledes antiparallelle, hvilket betyder de løber modsat hinanden.