Co je DNA? Jeho vlastnosti, části a funkce

DNA je pravděpodobně nejznámější molekula biologického původu., to se nachází ve všech živých bytostech na planetě Zemi. Ale... Proč je DNA tak důležitá?

DNA (deoxyribonukleová kyselina) obsahuje potřebné instrukce pro život: v rámci našeho DNA je zakódována informace nezbytná k vytvoření všech bílkovin v našem těle. Proteiny plní mnoho rolí, určují strukturu buněk a řídí téměř všechny metabolické procesy v těle.

Rozdíly v genetickém kódu jsou zodpovědné za množství jevů, které pozorujeme u lidí a zvířat: například proč některé lidé mají větší pravděpodobnost než ostatní, že se u nich vyvinou určité nemoci, nebo proč mají psi ocasy, různé barvy očí nebo skupinu optimistický. Všechny naše fyzické a psychické vlastnosti jsou dány genetikou, i když prostředí pak může náš vývoj výrazně ovlivnit.

Všichni jsme slyšeli o DNA a víme, že má zásadní roli v našem těle jako strážce genetické informace, ale... Existují další funkce? V tomto článku mluvíme do hloubky o DNA, její struktuře a všech jejích funkcích.

• Související článek: „10 oborů biologie: její cíle a charakteristiky“

Co je to vlastně DNA?

DNA je zkratka pro deoxyribonukleovou kyselinu. Můžeme říci, že DNA je stavební kámen všech živých věcí, obsahuje všechny geny nezbytné pro výrobu bílkovin, nezbytných molekul pro fungování našeho těla.

DNA obsahuje náš zděděný materiál, který z nás dělá to, kým jsme, žádná osoba nemá stejnou DNA jako jiná: každá osoba má jedinečný kód obsažený v dlouhé molekule DNA. Informace obsažené v DNA se předávají z rodiče na dítě a přibližně polovina DNA dítěte je otcovského původu a druhá polovina je mateřského původu.

• Mohlo by vás zajímat: "Genetika a chování: Rozhodují geny o tom, jak jednáme?"

struktura DNA

DNA je popsána jako polymer nukleotidů, tedy dlouhý řetězec tvořený malými molekulami.

Nukleotidy jsou základní jednotky deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Každý nukleotid lze rozdělit do tří částí: sacharid (2-deoxyribóza), dusíkatá báze a fosfátová skupina (odvozená z kyseliny fosforečné).

Nukleotidy se vyznačují dusíkatou bázía je to název báze, který je uveden při prezentaci sekvence DNA, protože dvě další složky jsou vždy stejné. Existují čtyři různé základny:

• adenin (A)
• Cytosin (C)
• guanin (G)
• tymin (T)

DNA má při pohledu na trojrozměrné úrovni podobu dvojité šroubovice; Skládá se ze dvou řetězců spojených vodíkovými vazbami., tvořící dvouvláknovou molekulu. Páry bází tvoří žebříčkovitou spirálu a cukerná fosfátová kostra tvoří podpůrné strany šroubovice DNA.

Báze jsou seřazeny v sekvenčním pořadí podél řetězce, kódující genetickou informaci podle kritéria komplementarity: A-T a G-C. Adenin a guanin jsou větší než thymin a cytosin, což činí toto kritérium komplementarity nezbytným pro to, aby DNA zůstala jednotná.

Za druhé, DNA se nachází v buněčných jádrech eukaryot, stejně jako v chloroplastech a mitochondriích. V prokaryotických organismech se molekula nachází volná v cytoplazmě v nepravidelně tvarovaném těle známém jako nukleoid. Na závěr je třeba dodat, že struktura DNA se mezi prokaryotickými a eukaryotickými buňkami liší. V eukaryotických buňkách má lineární strukturu a konce každého řetězce jsou volné; v prokaryotických buňkách je však DNA obsažena v dlouhém kruhovém dvouvláknu.

• Související článek: "DNA nukleotidy: co jsou, vlastnosti a funkce"

K čemu je DNA?

DNA má v těle tři hlavní funkce: uchovávat informace (geny a kompletní genom), produkovat proteiny (transkripce a translace) a duplikovat, aby bylo zajištěno předání informace dceřiným buňkám během dělení mobilní telefon.

Informace potřebné pro stavbu a údržbu organismu jsou uloženy v DNA, která se přenáší z rodiče na dítě. DNA, která tuto informaci nese, se nazývá genomická DNA a soubor genetických informací se nazývá genom. Máme více než dva metry DNA a naše jádra jsou mnohem menší: DNA je organizována do kompaktních molekul nazývaných chromatin, které odpovídají spojení DNA, RNA a proteinů. Chromatin se poté sestaví do chromozomů, vysoce organizovaných struktur, které umožňují dělení buněk.

• Mohlo by vás zajímat: „Nejdůležitější buněčné části a organely: Přehled“

Kategorie a části DNA

DNA lze rozdělit do dvou širokých kategorií: nekódující DNA a kódující DNA. Podívejme se na jeho konkrétní funkce.

1. Kódující DNA

Nemůžeme mluvit o kódování DNA, aniž bychom mluvili o genech. Gen je úsek DNA, který ovlivňuje vlastnost nebo charakteristiku organismu.jako je barva očí nebo krevní skupina. Geny mají kódující oblasti nazývané otevřené čtecí rámce, stejně jako jejich části kontrola nazývaná zesilovače a promotory, které ovlivňují kódující oblast, která má být přepsat. Celkové množství informací obsažených v genomu organismu se nazývá genotyp.

DNA má informace pro výrobu proteinů, které se nazývají pracovníci organismu a které plní mnoho funkcí; některé proteiny jsou strukturální, jako jsou proteiny ve vlasech nebo chrupavce, zatímco jiné jsou funkční, jako enzymy.

Tělo používá 20 různých aminokyselin k vytvoření přibližně 30 000 různých proteinů.. Molekula DNA musí buňce sdělit pořadí, ve kterém by měly být aminokyseliny spojeny.

Dědičnost určuje, které proteiny budou produkovány, pomocí DNA jako plánu k jejich vytvoření. Někdy změny v kódu DNA (mutace) způsobí, že proteiny nebudou správně fungovat a způsobí onemocnění. Jindy však změny kódu způsobí prospěšné změny v jednotlivcích, kteří se pak budou moci lépe přizpůsobit svému prostředí.

Gen má DNA, která se přečte a převede na látku messenger RNA. Tato RNA přenáší informace mezi DNA genu a mechanismem zodpovědným za tvorbu proteinů.. RNA funguje jako plán pro výrobní stroje, takže aminokyseliny jsou uspořádány a spojeny ve správném pořadí, aby vytvořily protein.

I když transkripce na proteiny je základní úlohou DNA. Ukázalo se, že ústřední dogma biologie DNA → RNA → protein je chybné a ve skutečnosti existuje mnoho procesů, které ovlivňují a přenášejí informace. Některé viry používají RNA jako původní materiál (RNA viry) a proces proudění informací z RNA do DNA je známý jako reverzní transkripce nebo reverzní transkripce DNA. Existují také nekódující sekvence RNA, které vznikají přenosem sekvencí DNA do RNA, a ty mohou mít funkci, aniž by se z nich dělaly proteiny.

• Související článek: "Co je to genetický kód a jak funguje?"

2. nekódující DNA

Asi 90 % lidského genomu nekóduje proteiny.. Tato část DNA se nazývá nekódující DNA. DNA lze koncepčně rozdělit do dvou kategorií, na geny kódující protein a geny, které nejsou geny. U mnoha druhů pouze malá část DNA kóduje proteiny – exony – a ty tvoří pouze asi 1,5 % lidského genomu.

Nekódující DNA, také známá jako nevyžádaná DNA, je DNA, která nekóduje protein: sekvence, jako jsou introny, virové rekombinace atd. Až donedávna byla tato DNA považována za zbytečnou, dokud nedávné studie neukázaly, že tomu tak není. Tyto sekvence mohou regulovat genovou expresi, protože mají afinitu k proteinům, které se mohou vázat na DNA a nazývají se regulační sekvence.

Vědci identifikovali pouze malé procento všech existujících regulačních sekvencí. Důvodem přítomnosti velkého množství nekódující DNA v eukaryotických genomech a Rozdíly ve velikosti genomu mezi různými druhy zůstávají ve vědě záhadou. současnost, dárek. I když je stále více a více funkcí nekódující DNA známo, jako například:

2.1. opakující se prvky

Opakující se prvky v genomu jsou také funkčními částmi genomu, tvoří více než polovinu všech nukleotidů. Skupina vědců z Yale University nedávno našla nekódující sekvenci DNA která má údajně hrát roli v tom, že umožňuje lidem rozvinout schopnost používat nástroje.

2.2. Telomery a Centromery

Některé sekvence DNA jsou také zodpovědné za strukturu chromozomů. Telomery a centromery obsahují málo nebo žádné kódující geny, ale jsou klíčové pro udržení struktury chromozomů pohromadě.

23. DNA na RNA

Některé geny nekódují proteiny, ale jsou přepisovány do molekul RNA: ribozomální RNA, transferová RNA a interferující RNA (RNAi).

2.4. alternativní spoj

Uspořádání intronů a exonů v některých genových sekvencích je důležité, protože umožňuje alternativní sestřih pre-messenger RNAvytváří různé proteiny ze stejného genu. Bez této schopnosti by imunitní systém neexistoval.

2.5. Pseudogenes

Některé nekódující sekvence DNA pocházejí z geny, které se v průběhu evoluce ztratily. Tyto pseudogeny mohou být užitečné, protože mohou dát vzniknout novým genům s novými funkcemi.

2.6. malé části DNA

Další nekódující sekvence DNA pocházejí z replikace malých úseků DNA, které Je to také užitečné, protože sledování těchto opakujících se úseků DNA může pomoci při studiích fylogeneze.

závěr

DNA je molekula, která obsahuje dědičnou informaci u lidí; Tato informace, obsažená v DNA, umožňuje buňce znát pořadí, ve kterém by měly být aminokyseliny, které tvoří proteiny, spojeny. Bílkoviny jsou zodpovědné za většinu tělesných funkcí a problém s jejich tvorbou může mít velké následky na naše zdraví. Když však mluvíme o DNA → RNA → protein, odkazujeme na velké dogma biologie a genů, kdy zapomínáme na 90 % DNA. Donedávna byla role DNA, která nekóduje protein, považována za zbytečnou, ale za studie V poslední době stále více funkcí těchto nekódujících sekvencí tzv regulační.