Hva er DNA? Dens egenskaper, deler og funksjoner

DNA er sannsynligvis det mest kjente molekylet av biologisk opprinnelse., dette finnes i alle levende vesener på planeten Jorden. Men... Hvorfor er DNA så viktig?

DNA (deoksyribonukleinsyre) inneholder de nødvendige instruksjonene for livet: innenfor vår DNA er kodet informasjonen som er nødvendig for å lage alle proteinene i kroppen vår. Proteiner fyller mange roller, bestemmer strukturen til cellene og styrer nesten alle metabolske prosesser i kroppen.

Forskjeller i den genetiske koden er ansvarlig for en mengde fenomener som vi observerer hos mennesker og dyr: for eksempel hvorfor noen mennesker er mer sannsynlig enn andre for å utvikle visse sykdommer, eller hvorfor hunder har haler, forskjellige øyenfarger eller gruppen sangvinsk. Alle våre fysiske og mentale egenskaper bestemmes av genetikk, selv om miljøet da kan påvirke utviklingen vår betydelig.

Vi har alle hørt om DNA, og vi kjenner dens grunnleggende rolle i kroppen vår som vokter av genetisk informasjon, men... Er det andre funksjoner? I denne artikkelen snakker vi i dybden om DNA, dets struktur og alle dets funksjoner.

• Relatert artikkel: "De 10 grenene av biologi: dens mål og egenskaper"

Hva er egentlig DNA?

DNA er forkortelsen for deoksyribonukleinsyre. Vi kan si at DNA er byggesteinen til alle levende ting, inneholder alle gener nødvendig for produksjon av proteiner, essensielle molekyler for funksjonen til kroppen vår.

DNA inneholder vårt arvede materiale, som gjør oss til den vi er, ingen person har samme DNA som en annen: hver person har en unik kode inneholdt i det lange DNA-molekylet. Informasjonen i DNA overføres fra foreldre til barn og omtrent halvparten av et barns DNA er av fars opprinnelse og den andre halvparten er mors.

• Du kan være interessert: "Genetikk og atferd: Bestemmer gener hvordan vi handler?"

DNA-struktur

DNA beskrives som en polymer av nukleotider, det vil si en lang kjede som består av små molekyler.

Nukleotider er de grunnleggende enhetene til deoksyribonukleinsyre (DNA). Hvert nukleotid kan deles inn i tre deler: et karbohydrat (2-deoksyribose), en nitrogenholdig base og en fosfatgruppe (avledet fra fosforsyre).

Nukleotider kjennetegnes ved deres nitrogenholdige base, og det er navnet på basen som spesifiseres når DNA-sekvensen presenteres, siden de to andre komponentene alltid er like. Det er fire forskjellige baser:

• Adenin (A)
• Cytosin (C)
• Guanin (G)
• Tymin (T)

DNA har form av en dobbel helix, sett på et tredimensjonalt nivå; Den består av to kjeder holdt sammen av hydrogenbindinger., og danner et dobbelttrådet molekyl. Baseparene danner den stigelignende spiralen, og sukkerfosfatryggraden danner støttesidene av DNA-helixen.

Basene er justert i sekvensiell rekkefølge langs kjeden, og koder for den genetiske informasjonen i henhold til komplementaritetskriteriet: A-T og G-C. Adenin og guanin er større i størrelse enn tymin og cytosin, noe som gjør dette komplementaritetskriteriet nødvendig for at DNA skal forbli ensartet.

For det andre, DNA finnes i cellekjernen til eukaryoter, så vel som i kloroplaster og mitokondrier. I prokaryote organismer finnes molekylet fritt i cytoplasmaet i en uregelmessig formet kropp kjent som en nukleoid. Til slutt bør det legges til at strukturen til DNA er forskjellig mellom prokaryote og eukaryote celler. I eukaryote celler har den en lineær struktur, og endene av hver kjede er frie; i prokaryote celler er imidlertid DNA inneholdt i en lang, sirkulær dobbeltstreng.

• Relatert artikkel: "DNA-nukleotider: hva de er, egenskaper og funksjoner"

Hva er DNA for?

DNA har tre hovedfunksjoner i kroppen: lagre informasjon (gener og komplett genom), produsere proteiner (transkripsjon og translasjon) og duplikat for å sikre at informasjon sendes videre til datterceller under deling mobiltelefon.

Informasjonen som trengs for å bygge og vedlikeholde en organisme er lagret i DNA, som overføres fra forelder til barn. DNAet som bærer denne informasjonen kalles genomisk DNA, og settet med genetisk informasjon kalles genomet. Vi har mer enn to meter med DNA, og kjernene våre er mye mindre: DNA er organisert i kompakte molekyler kalt kromatin, som tilsvarer assosiasjonen av DNA, RNA og proteiner. Kromatin samles deretter til kromosomer, svært organiserte strukturer som tillater celledelinger.

• Du kan være interessert: "De viktigste celledelene og organellene: en oversikt"

Kategoriene og delene av DNA

DNA kan deles inn i to brede kategorier: ikke-kodende DNA og kodende DNA. La oss se dens spesifikke funksjoner.

1. Det kodende DNA

Vi kan ikke snakke om koding av DNA uten å snakke om gener. Et gen er en del av DNA som påvirker en egenskap eller egenskap ved en organisme.som øyenfarge eller blodtype. Gener har kodende områder kalt åpne leserammer, samt deler av kontroll kalt forsterkere og promotere som påvirker den kodende regionen til å være transkribere. Den totale mengden informasjon som finnes i genomet til en organisme kalles genotypen.

DNAet har informasjonen for fremstilling av proteiner, som kalles organismens arbeidere, og som fyller en rekke funksjoner; noen proteiner er strukturelle, som proteinene i hår eller brusk, mens andre er funksjonelle, som enzymer.

Kroppen bruker 20 forskjellige aminosyrer for å lage omtrent 30 000 forskjellige proteiner.. DNA-molekylet må fortelle cellen i hvilken rekkefølge aminosyrene skal kobles sammen.

Arvelighet bestemmer hvilke proteiner som skal produseres, ved å bruke DNA som en blåkopi for å bygge dem. Noen ganger vil endringer i DNA-koden (mutasjoner) føre til at proteiner ikke fungerer som de skal, og forårsake sykdom. Andre ganger vil imidlertid kodeendringer føre til fordelaktige endringer hos individer, som da vil være bedre i stand til å tilpasse seg miljøet sitt.

Et gen har DNA som leses og omdannes til et messenger-RNA-stoff. Dette RNA overfører informasjon mellom genets DNA og maskineriet som er ansvarlig for å lage proteiner.. RNA fungerer som en blåkopi for produksjonsmaskineriet slik at aminosyrer ordnes og kobles sammen i riktig rekkefølge for å lage et protein.

Selv om transkripsjon til proteiner er den grunnleggende rollen til DNA. Det sentrale dogmet for biologi DNA → RNA → protein har vist seg å være feil, og faktisk er det flere prosesser som påvirker og overfører informasjon. Noen virus bruker RNA som originalmateriale (RNA-virus), og prosessen med informasjon som strømmer fra RNA til DNA er kjent som revers transkripsjon eller revers transkripsjon DNA. Det finnes også ikke-kodende RNA-sekvenser som skapes ved å overføre DNA-sekvenser til RNA, og disse kan ha en funksjon uten å bli omgjort til proteiner.

• Relatert artikkel: "Hva er den genetiske koden og hvordan fungerer den?"

2. ikke-kodende DNA

Omtrent 90 % av en persons genom koder ikke for proteiner.. Denne delen av DNAet kalles ikke-kodende DNA. DNA kan konseptuelt deles inn i to kategorier, proteinkodende gener og ikke-gener. Hos mange arter er det bare en liten del av DNA som koder for proteiner – eksonene – og de utgjør bare omtrent 1,5 % av det menneskelige genomet.

Ikke-kodende DNA, også kjent som søppel-DNA, er DNA som ikke koder for et protein: sekvenser som introner, virusrekombinasjoner, etc. Inntil nylig ble dette DNA antatt å være ubrukelig inntil nyere studier viste at dette ikke er tilfelle. Disse sekvensene kan regulere genuttrykk da de har en affinitet for proteiner som kan binde seg til DNA og kalles regulatoriske sekvenser.

Forskere har bare identifisert en liten prosentandel av alle eksisterende reguleringssekvenser. Årsaken til tilstedeværelsen av store mengder ikke-kodende DNA i eukaryote genomer og Forskjeller i genomstørrelse mellom forskjellige arter er fortsatt en gåte i vitenskapen. tilstede. Selv om flere og flere funksjoner til ikke-kodende DNA blir kjent, for eksempel:

2.1. de repeterende elementene

Repeterende elementer i et genom er også funksjonelle deler av et genom, utgjør mer enn halvparten av alle nukleotider. En gruppe forskere ved Yale University fant nylig en ikke-kodende DNA-sekvens som visstnok har en rolle i å la mennesker utvikle evnen til å bruke verktøy.

2.2. Telomerer og sentromerer

Noen DNA-sekvenser er også ansvarlige for strukturen til kromosomer. Telomerer og sentromerer inneholder få eller ingen kodende gener, men er avgjørende for å holde kromosomstrukturen sammen.

23. DNA til RNA

Noen gener koder ikke for proteiner, men transkriberes til RNA-molekyler: ribosomalt RNA, overførings-RNA og interfererende RNA (RNAi).

2.4. alternativ skjøt

Arrangementet av introner og eksoner i noen gensekvenser er viktig fordi tillater alternativ spleising av pre-messenger RNA, skape forskjellige proteiner fra samme gen. Uten denne evnen ville ikke immunsystemet eksistert.

2.5. Pseudogener

Noen ikke-kodende DNA-sekvenser kommer fra gener som har gått tapt i løpet av evolusjonen. Disse pseudogenene kan være nyttige fordi de kan gi opphav til nye gener med nye funksjoner.

2.6. små deler av DNA

Andre ikke-kodende DNA-sekvenser kommer fra replikering av små deler av DNA, som Det er også nyttig fordi sporing av disse repeterende delene av DNA kan hjelpe med studier av fylogeni.

konklusjon

DNA er molekylet som inneholder arvelig informasjon hos mennesker; Denne informasjonen, som finnes i DNA, gjør at cellen kan vite i hvilken rekkefølge aminosyrene som utgjør proteinene skal være sammenføyd. Proteiner er ansvarlige for de fleste av kroppens funksjoner og et problem i produksjonen av dem kan ha store konsekvenser for helsen vår. Men når vi snakker om DNA → RNA → protein, refererer vi til det store dogmet om biologi og gener, og glemmer 90% av DNA. Inntil nylig ble rollen til DNA, som ikke koder for et protein, ansett som ubrukelig, men studier Nylig har flere og flere funksjoner av disse ikke-kodende sekvensene kalt regulatoriske.