Drodzy użytkownicy! Wszystkie materiały dostępne na stronie zostały przetłumaczone z innych języków. Chcemy przeprosić za jakość tekstów, mamy jednak nadzieję, że będą one przydatne. Pozdrawiamy, Administracja. E-mail: admin@plmedbook.com

Czym jest DNA i jak działa?

DNA jest prawdopodobnie najsłynniejszą cząsteczką biologiczną; jest obecny we wszystkich formach życia na ziemi. Ale czym jest DNA lub kwas dezoksyrybonukleinowy? Tutaj omawiamy podstawowe informacje.

Praktycznie każda komórka w twoim ciele zawiera DNA lub kod genetyczny, który cię tworzy. DNA zawiera instrukcje dotyczące rozwoju, wzrostu, reprodukcji i funkcjonowania całego życia.

Różnice w kodzie genetycznym powodują, że jedna osoba ma niebieskie oczy, a nie brąz, dlaczego niektórzy ludzie są podatni na pewne choroby, dlaczego ptaki mają tylko dwa skrzydła i dlaczego żyrafy mają długie szyje.

O dziwo, gdyby całe DNA w ludzkim ciele zostało rozwikłane, sięgałoby ono słońca i pleców ponad 300 razy.

W tym artykule rozbijamy podstawy DNA, z czego jest zrobione i jak działa.

Czym jest DNA?

W skrócie, DNA to długa cząsteczka, która zawiera unikalny kod genetyczny każdej osoby. Zawiera instrukcje budowania białek niezbędnych do funkcjonowania naszego organizmu.

Instrukcje DNA są przekazywane z rodzica na dziecko, przy czym około połowa DNA dziecka pochodzi od ojca, a połowa od matki.

Struktura

Bazy azotowe DNA

DNA to dwuniciowa cząsteczka, która wydaje się skręcona, nadając jej unikalny kształt zwany podwójną spiralą.

Każda z dwóch nici to długa sekwencja nukleotydów lub pojedynczych jednostek wykonanych z:

  • cząsteczka fosforanu
  • cząsteczka cukru zwana deoksyrybozą, zawierająca pięć atomów węgla
  • region zawierający azot

Istnieją cztery rodzaje regionów zawierających azot zwanych zasadami:

  • adenina (A)
  • cytozyna (C)
  • guanina (G)
  • tymina (T)

Kolejność tych czterech zasad tworzy kod genetyczny, który jest naszą instrukcją życia.

Podstawy dwóch pasm DNA są ze sobą połączone, tworząc kształt przypominający drabinę. Wewnątrz drabiny A zawsze trzyma się T, a G zawsze trzyma się C, tworząc „szczebel”. Długość drabiny jest utworzona przez grupy cukrowe i fosforanowe.

Pakowanie DNA: chromatyny i chromosomy

Karichotyp męskiego mężczyzny Image credit: National Human Genome Research Institute

Większość DNA żyje w jądrach komórek, a niektóre znajdują się w mitochondriach, które są motorami komórek.

Ponieważ mamy tak dużo DNA (2 metry w każdej komórce) i nasze jądra są tak małe, DNA musi być spakowane niewiarygodnie zgrabnie.

Nici DNA są zapętlone, zwinięte i owinięte wokół białek zwanych histonami. W stanie zwiniętym nazywa się to chromatyną.

Chromatyna jest dalej skondensowana poprzez proces zwany supercoiling, a następnie jest pakowana w struktury zwane chromosomami. Te chromosomy tworzą znany „X” kształt, jak widać na powyższym obrazku.

Każdy chromosom zawiera jedną cząsteczkę DNA. Ludzie mają łącznie 23 pary chromosomów lub 46 chromosomów. Co ciekawe, muszki owocowe mają 8 chromosomów, a gołębie – 80.

Chromosom 1 jest największy i zawiera około 8 000 genów. Najmniejszy jest chromosom 21 z około 3000 genów.

Czym jest gen?

Każda długość DNA kodującego określone białko jest nazywana genem. Na przykład jeden gen koduje białko insuliny, hormon, który pomaga kontrolować poziom cukru we krwi. Ludzie mają około 20 000-30 000 genów, choć szacunki są różne.

Nasze geny odpowiadają za około 3 procent naszego DNA, pozostałe 97 procent jest mniej zrozumiałe. Uważa się, że wybitny DNA bierze udział w regulacji transkrypcji i translacji.

W jaki sposób DNA tworzy białka?

Aby geny mogły utworzyć białko, należy wykonać dwa główne kroki:

Transkrypcja: Kod DNA jest kopiowany w celu utworzenia informacyjnego RNA (mRNA). RNA jest kopią DNA, ale zwykle jest jednoniciowe. Kolejna różnica polega na tym, że RNA nie zawiera zasady tyminy (T), która jest zastąpiona przez uracyl (U).

Tłumaczenie: mRNA jest tłumaczony na aminokwasy przez transfer RNA (tRNA).

mRNA odczytywano w trzyliterowych sekcjach zwanych kodonami. Każdy kodon koduje określony aminokwas lub blok strukturalny białka. Na przykład kodon GUG koduje walinę aminokwasu.

Istnieje 20 możliwych aminokwasów.

Czym jest telomer?

Schemat DNA telomerów

Telomery są regionami powtarzających się nukleotydów na końcu chromosomów.

Chronią końce chromosomu przed uszkodzeniem lub stapiają się z innymi chromosomami.

Zostały one porównane do plastikowych końcówek na sznurowcach, które uniemożliwiają ich postrzępienie.

Wraz z wiekiem, ten region ochronny stopniowo staje się mniejszy. Za każdym razem, gdy komórka dzieli się i DNA jest replikowane, telomer staje się krótszy.

W skrócie

Chromosomy to ściśle zwinięte nici DNA. Geny to sekcje DNA kodujące poszczególne białka.

Innymi słowy, DNA jest głównym planem życia na Ziemi i źródłem wspaniałej różnorodności, którą widzimy wokół nas.

PLMedBook