Mi az a DNS? Jellemzői, részei és funkciói

A DNS valószínűleg a legismertebb biológiai eredetű molekula., ez a Föld bolygó minden élőlényében megtalálható. De... Miért olyan fontos a DNS?

A DNS (dezoxiribonukleinsav) tartalmazza az élethez szükséges utasításokat: a miénken belül A DNS kódolja azokat az információkat, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a testünkben lévő összes fehérjét előállítsuk. A fehérjék számos szerepet töltenek be, meghatározzák a sejtek szerkezetét, és szinte minden anyagcsere-folyamatot irányítanak a szervezetben.

A genetikai kód eltérései felelősek számos olyan jelenségért, amelyeket embereknél és állatoknál figyelünk meg: például, miért az embereknél nagyobb valószínűséggel alakulnak ki bizonyos betegségek, vagy miért van a kutyáknak farka, más a szemszín vagy a csoport bizakodó. Minden testi és lelki tulajdonságunkat a genetika határozza meg, bár a környezet ekkor jelentősen befolyásolhatja fejlődésünket.

Mindannyian hallottunk a DNS-ről, és tudjuk, hogy alapvető szerepe van testünkben, mint a genetikai információ őrzője, de... Vannak más funkciók is?

Ebben a cikkben részletesen beszélünk a DNS-ről, annak szerkezetéről és minden funkciójáról.

• Kapcsolódó cikk: "A biológia 10 ága: céljai és jellemzői"

Mi is pontosan a DNS?

A DNS a dezoxiribonukleinsav rövidítése. Azt mondhatjuk, hogy a DNS minden élőlény építőköve, minden gént tartalmaz fehérjék, szervezetünk működéséhez elengedhetetlen molekulák előállításához szükségesek.

A DNS tartalmazza az öröklött anyagunkat, ami azzá tesz bennünket, akik vagyunk, egyetlen embernek sincs ugyanolyan DNS-e, mint a másiknak: minden embernek egyedi kódja van, amelyet a hosszú DNS-molekula tartalmaz. A DNS-ben található információ szülőről gyermekre száll át, és a gyermek DNS-ének körülbelül a fele apai eredetű, a másik fele anyai eredetű.

• Érdekelheti: "Genetika és viselkedés: A gének határozzák meg, hogyan viselkedünk?"

DNS szerkezet

A DNS-t a következőképpen írják le nukleotidokból álló polimer, azaz kis molekulákból álló hosszú lánc.

A nukleotidok a dezoxiribonukleinsav (DNS) alapvető egységei. Mindegyik nukleotid három részre osztható: szénhidrátra (2-dezoxiribóz), nitrogéntartalmú bázisra és foszfátcsoportra (foszforsavból származik).

A nukleotidokat nitrogénbázisuk különbözteti meg, és a DNS-szekvencia bemutatásakor a bázis nevét adjuk meg, mivel a másik két komponens mindig ugyanaz. Négy különböző alap létezik:

• Adenin (A)
• Citozin (C)
• Guanin (G)
• timin (T)

A DNS kettős hélix formáját ölti, ha háromdimenziós szinten nézzük; Két láncból áll, amelyeket hidrogénkötések tartanak össze., kettős szálú molekulát képezve. A bázispárok alkotják a létraszerű spirált, a cukor-foszfát gerinc pedig a DNS-spirál támasztó oldalait.

A bázisok szekvenciális sorrendben helyezkednek el a lánc mentén, a genetikai információt a komplementaritás kritériuma szerint kódolják: A-T és G-C. Az adenin és a guanin mérete nagyobb, mint a timin és a citozin, ezért ez a komplementaritási kritérium szükséges ahhoz, hogy a DNS egységes maradjon.

Másodszor, A DNS megtalálható az eukarióták sejtmagjában, valamint a kloroplasztiszokban és a mitokondriumokban. A prokarióta szervezetekben a molekula szabadon található a citoplazmában egy szabálytalan alakú testben, amelyet nukleoidnak neveznek. Végül hozzá kell tenni, hogy a DNS szerkezete különbözik a prokarióta és az eukarióta sejtek között. Az eukarióta sejtekben lineáris szerkezetű, és az egyes láncok végei szabadok; a prokarióta sejtekben azonban a DNS egy hosszú, körkörös kettős szálban található.

• Kapcsolódó cikk: "DNS nukleotidok: mik ezek, jellemzők és funkcióik"

Mire való a DNS?

A DNS-nek három fő funkciója van a szervezetben: információkat tárol (gének és teljes genom), fehérjéket termel (transzkripció és transzláció) és duplikáció annak biztosítására, hogy az osztódás során az információ továbbadjon a leánysejteknek mobiltelefon.

A szervezet felépítéséhez és fenntartásához szükséges információkat a DNS tárolja, amely a szülőről a gyermekre száll át. Az ezt az információt hordozó DNS-t genomi DNS-nek, a genetikai információhalmazt pedig genomnak nevezzük. Több mint két méter DNS-ünk van, és a magjaink sokkal kisebbek: A DNS kromatinnak nevezett kompakt molekulákba szerveződik, amelyek megfelelnek a DNS, RNS és fehérjék asszociációjának. A kromatin ezután kromoszómákká, magasan szervezett struktúrákká áll össze, amelyek lehetővé teszik a sejtosztódást.

• Érdekelheti: "A legfontosabb sejtrészek és organellák: áttekintés"

A DNS kategóriái és részei

A DNS két nagy csoportra osztható: nem kódoló DNS és kódoló DNS. Lássuk a konkrét funkcióit.

1. A kódoló DNS

Nem beszélhetünk kódoló DNS-ről anélkül, hogy ne beszélnénk a génekről. A gén a DNS egy része, amely befolyásolja egy szervezet egy tulajdonságát vagy jellemzőjét.mint például a szemszín vagy a vércsoport. A géneknek kódoló régiói vannak, amelyeket nyitott olvasási kereteknek neveznek, valamint ezek szakaszai az enhanszernek és promoternek nevezett kontroll, amelyek befolyásolják a kódoló régiót lemásol. Az élőlény genomjában található információ teljes mennyiségét genotípusnak nevezzük.

A DNS rendelkezik a fehérjék előállításához szükséges információkkal, amelyeket a szervezet munkásainak neveznek, és amelyek számos funkciót töltenek be; egyes fehérjék strukturálisak, mint a hajban vagy porcban lévő fehérjék, míg mások funkcionálisak, mint az enzimek.

A szervezet 20 különböző aminosavat használ körülbelül 30 000 különböző fehérje előállításához.. A DNS-molekulának meg kell mondania a sejtnek, hogy az aminosavakat milyen sorrendben kell összekapcsolni.

Az öröklődés határozza meg, hogy mely fehérjék fognak termelődni, és a DNS-t használják felépítési tervként. Néha a DNS-kód változásai (mutációk) a fehérjék nem megfelelő működését okozzák, ami betegségeket okoz. Máskor azonban a kódmódosítások előnyös változásokat okoznak az egyénekben, akik így jobban tudnak alkalmazkodni környezetükhöz.

Egy gén DNS-sel rendelkezik, amelyet leolvasnak és hírvivő RNS-anyaggá alakítanak. Ez az RNS információt továbbít a gén DNS-e és a fehérjék előállításáért felelős gépezet között.. Az RNS a termelő gépezet tervrajzaként működik, így az aminosavak a megfelelő sorrendben vannak elrendezve és összekapcsolva a fehérje előállításához.

Bár a fehérjékké történő transzkripció a DNS alapvető szerepe. A DNS → RNS → fehérje biológia központi dogmája tévesnek bizonyult, és valójában több folyamat is befolyásolja és továbbítja az információkat. Egyes vírusok RNS-t használnak eredeti anyagként (RNS-vírusok), ill az RNS-ből a DNS-be áramló információ folyamatát reverz transzkripciós vagy reverz transzkripciós DNS-nek nevezik.. Vannak nem kódoló RNS-szekvenciák is, amelyek DNS-szekvenciák RNS-be való átvitelével jönnek létre, és ezek anélkül is működhetnek, hogy fehérjékké alakulnának.

• Kapcsolódó cikk: "Mi a genetikai kód és hogyan működik?"

2. nem kódoló DNS

Az ember genomjának körülbelül 90%-a nem kódol fehérjéket.. A DNS-nek ezt a részét nem kódoló DNS-nek nevezik. A DNS fogalmilag két kategóriába sorolható: fehérjét kódoló gének és nem gének. Sok fajban a DNS-nek csak egy kis része kódol fehérjéket - az exonokat -, és ezek az emberi genomnak csak körülbelül 1,5%-át teszik ki.

A nem kódoló DNS, más néven ócska DNS olyan DNS, amely nem kódol fehérjét: szekvenciákat, például intronokat, vírusrekombinációkat stb. Egészen a közelmúltig ezt a DNS-t haszontalannak hitték, mígnem a legújabb tanulmányok kimutatták, hogy ez nem így van. Ezek a szekvenciák szabályozhatják a génexpressziót, mivel affinitással rendelkeznek olyan fehérjékhez, amelyek képesek kötődni a DNS-hez, és ezeket szabályozó szekvenciáknak nevezik.

A tudósok az összes létező szabályozó szekvenciának csak egy kis százalékát azonosították. A nagy mennyiségű nem kódoló DNS jelenlétének oka az eukarióta genomokban és A különböző fajok genomméretének különbsége továbbra is rejtély a tudományban. jelenlegi. Bár a nem kódoló DNS egyre több funkciója válik ismertté, mint például:

2.1. az ismétlődő elemeket

A genom ismétlődő elemei a genom funkcionális részei is, az összes nukleotid több mint felét teszik ki. A Yale Egyetem tudósainak egy csoportja nemrég talált egy nem kódoló DNS-szekvenciát aminek állítólag szerepe van abban, hogy lehetővé tegye az emberek számára a használati képesség fejlesztését eszközöket.

2.2. Telomerek és Centromerek

Ezenkívül egyes DNS-szekvenciák felelősek a kromoszómák szerkezetéért. A telomerek és centromerek kevés kódoló gént vagy egyáltalán nem tartalmaznak, de kulcsfontosságúak a kromoszóma szerkezetének összetartásában.

23. DNS-ből RNS

Egyes gének nem kódolnak fehérjéket, hanem RNS-molekulákká íródnak át: riboszómális RNS, transzfer RNS és interferáló RNS (RNAi).

2.4. alternatív toldás

Az intronok és exonok elrendezése egyes génszekvenciákban azért fontos, mert lehetővé teszi a hírvivő RNS alternatív splicingjét, amely különböző fehérjéket hoz létre ugyanabból a génből. E képesség nélkül az immunrendszer nem létezne.

2.5. Pszeudogének

Néhány nem kódoló DNS-szekvencia innen származik az evolúció során elveszett gének. Ezek a pszeudogének hasznosak lehetnek, mert új funkciókkal rendelkező új géneket hozhatnak létre.

2.6. kis DNS szakaszok

Más nem kódoló DNS-szekvenciák a DNS kis szakaszainak replikációjából származnak, amelyek Azért is hasznos, mert a DNS ismétlődő szakaszainak nyomon követése segíthet a vizsgálatokban törzsfejlődés.

következtetés

A DNS az a molekula, amely örökletes információkat tartalmaz az emberekben; Ez a DNS-ben található információ lehetővé teszi a sejt számára, hogy megismerje a fehérjéket alkotó aminosavak összekapcsolásának sorrendjét. A fehérjék felelősek a szervezet legtöbb funkciójáért, és az előállításukban fellépő probléma súlyos következményekkel járhat egészségünkre nézve. Amikor azonban DNS → RNS → fehérjéről beszélünk, a biológia és a gének nagy dogmájára utalunk, a DNS 90%-át elfelejtve. Egészen a közelmúltig haszontalannak tartották a fehérjét nem kódoló DNS szerepét, hanem tanulmányokat Az utóbbi időben egyre több funkciója ezeknek a nem kódoló szekvenciáknak hívott szabályozó.