Ce este ADN-ul? Caracteristicile, părțile și funcțiile sale

ADN-ul este probabil cea mai cunoscută moleculă de origine biologică., aceasta se găsește la toate ființele vii de pe planeta Pământ. Dar... De ce este ADN-ul atât de important?

ADN-ul (acidul dezoxiribonucleic) conține instrucțiunile necesare vieții: în interiorul nostru ADN-ul este codificată informația necesară pentru a produce toate proteinele din corpul nostru. Proteinele îndeplinesc multe roluri, determină structura celulelor și direcționează aproape toate procesele metabolice din organism.

Diferențele în codul genetic sunt responsabile pentru o multitudine de fenomene pe care le observăm la oameni și animale: de exemplu, de ce unele oamenii sunt mai predispuși decât alții să dezvolte anumite boli, sau de ce câinii au cozi, culori diferite ale ochilor sau grupul sangvin. Toate trăsăturile noastre fizice și mentale sunt determinate de genetică, deși mediul ne poate influența în mod semnificativ dezvoltarea.

Cu toții am auzit de ADN și știm rolul său fundamental în corpul nostru ca gardian al informațiilor genetice, dar... Există și alte funcții?

În acest articol vorbim în profunzime despre ADN, structura lui și toate funcțiile sale.

• Articol înrudit: „Cele 10 ramuri ale biologiei: obiectivele și caracteristicile sale”

Ce este mai exact ADN-ul?

ADN este acronimul pentru acid dezoxiribonucleic. Putem spune că ADN-ul este blocul de construcție al tuturor viețuitoarelor, conține toate genele necesare pentru fabricarea proteinelor, molecule esentiale pentru functionarea organismului nostru.

ADN-ul conține materialul nostru moștenit, care ne face ceea ce suntem, nicio persoană nu are același ADN ca altul: fiecare persoană are un cod unic conținut în molecula lungă de ADN. Informațiile conținute în ADN sunt transmise de la părinte la copil și aproximativ jumătate din ADN-ul unui copil este de origine paternă, iar cealaltă jumătate este maternă.

• Te-ar putea interesa: „Genetica și comportamentul: decid genele cum acționăm?”

Structura ADN-ului

ADN-ul este descris ca un polimer de nucleotide, adică un lanț lung format din molecule mici.

Nucleotidele sunt unitățile fundamentale ale acidului dezoxiribonucleic (ADN). Fiecare nucleotidă poate fi împărțită în trei părți: un carbohidrat (2-dezoxiriboză), o bază azotată și o grupare fosfat (derivată din acidul fosforic).

Nucleotidele se disting prin baza lor azotată, și este numele bazei care este specificat la prezentarea secvenței ADN, deoarece celelalte două componente sunt întotdeauna aceleași. Există patru baze diferite:

• Adenina (A)
• Citozina (C)
• Guanina (G)
• timină (T)

ADN-ul ia forma unui dublu helix, când este privit la nivel tridimensional; Este alcătuit din două lanțuri ținute împreună prin legături de hidrogen., formând o moleculă dublu catenară. Perechile de baze formează spirala în formă de scară, iar coloana vertebrală a fosfatului de zahăr formează părțile de susținere ale helixului ADN.

Bazele sunt aliniate în ordine secvenţială de-a lungul lanţului, codificând informaţia genetică după criteriul de complementaritate: A-T şi G-C. Adenina și guanina au dimensiuni mai mari decât timina și citozina, ceea ce face ca acest criteriu de complementaritate să fie necesar pentru ca ADN-ul să rămână uniform.

În al doilea rând, ADN-ul se găsește în nucleul celular al eucariotelor, precum și în cloroplaste și mitocondrii.. La organismele procariote, molecula se găsește liberă în citoplasmă într-un corp de formă neregulată cunoscut sub numele de nucleoid. În cele din urmă, trebuie adăugat că structura ADN-ului diferă între celulele procariote și eucariote. În celulele eucariote are o structură liniară, iar capetele fiecărui lanț sunt libere; totuși, în celulele procariote, ADN-ul este conținut într-o catenă dublă lungă, circulară.

• Articol înrudit: „Nucleotidele ADN: ce sunt, caracteristici și funcții”

Pentru ce este ADN-ul?

ADN-ul are trei funcții principale în organism: stochează informații (gene și genomul complet), produc proteine ​​(transcripție și traducere) și duplicați pentru a vă asigura că informațiile sunt transmise celulelor fiice în timpul diviziunii telefon mobil.

Informațiile necesare pentru construirea și întreținerea unui organism sunt stocate în ADN, care este transmis de la părinte la copil. ADN-ul care poartă această informație se numește ADN genomic, iar setul de informații genetice se numește genom. Avem mai mult de doi metri de ADN, iar nucleele noastre sunt mult mai mici: ADN-ul este organizat în molecule compacte numite cromatina, care corespund asocierii ADN-ului, ARN-ului și proteinelor. Cromatina se adună apoi în cromozomi, structuri foarte organizate care permit diviziunile celulare.

• Te-ar putea interesa: „Cele mai importante părți celulare și organele: o prezentare generală”

Categoriile și părțile ADN-ului

ADN-ul poate fi împărțit în două mari categorii: ADN necodant și ADN codant. Să vedem funcțiile sale specifice.

1. ADN-ul codificator

Nu putem vorbi despre codificarea ADN-ului fără a vorbi despre gene. O genă este o secțiune a ADN-ului care influențează o trăsătură sau o caracteristică a unui organism.cum ar fi culoarea ochilor sau grupa sanguină. Genele au regiuni de codificare numite cadre de citire deschise, precum și secțiuni ale control numit amplificatori și promotori care influențează regiunea de codificare care urmează să fie transcrie. Cantitatea totală de informații conținute în genomul unui organism se numește genotip.

ADN-ul are informațiile pentru fabricarea proteinelor, care sunt numite lucrătorii organismului și care îndeplinesc o multitudine de funcții; unele proteine ​​sunt structurale, cum ar fi proteinele din păr sau cartilaj, în timp ce altele sunt funcționale, cum ar fi enzimele.

Corpul folosește 20 de aminoacizi diferiți pentru a produce aproximativ 30.000 de proteine ​​diferite.. Molecula de ADN trebuie să spună celulei ordinea în care ar trebui să fie uniți aminoacizii.

Ereditatea determină ce proteine ​​vor fi produse, folosind ADN-ul ca model pentru a le construi. Uneori, modificările codului ADN (mutații) vor face ca proteinele să nu funcționeze corespunzător, provocând boli. Alteori, însă, modificările de cod vor provoca modificări benefice la indivizi, care vor fi apoi mai capabili să se adapteze la mediul lor.

O genă are ADN care este citit și transformat într-o substanță ARN mesager. Acest ARN transmite informații între ADN-ul genei și mașina responsabilă cu producerea proteinelor.. ARN-ul acționează ca un model pentru mașinile de producție, astfel încât aminoacizii sunt aranjați și conectați în ordinea corectă pentru a face o proteină.

Deși transcripția la proteine ​​este rolul de bază al ADN-ului. Dogma centrală a biologiei ADN → ARN → proteină s-a dovedit a fi greșită și, de fapt, există multiple procese care influențează și transferă informații. Unii virusuri folosesc ARN ca material original (virusuri ARN) și procesul de informare care curge de la ARN la ADN este cunoscut sub numele de transcripție inversă sau ADN de transcriere inversă. Există, de asemenea, secvențe de ARN necodante care sunt create prin transferul secvențelor de ADN la ARN și acestea pot avea o funcție fără a fi transformate în proteine.

• Articol înrudit: „Ce este codul genetic și cum funcționează?”

2. ADN necodant

Aproximativ 90% din genomul unei persoane nu codifică proteine.. Această parte a ADN-ului se numește ADN necodant. ADN-ul poate fi împărțit conceptual în două categorii, gene care codifică proteine ​​și non-gene. La multe specii, doar o mică parte a ADN-ului codifică proteine ​​- exonii - și reprezintă doar aproximativ 1,5% din genomul uman.

ADN-ul necodificator, cunoscut și sub denumirea de junk DNA, este ADN-ul care nu codifică o proteină: secvențe precum introni, recombinări de virusuri etc. Până de curând, se credea că acest ADN este inutil până când studiile recente au arătat că nu este cazul. Aceste secvențe pot regla expresia genelor, deoarece au o afinitate pentru proteinele care se pot lega de ADN și sunt numite secvențe reglatoare.

Oamenii de știință au identificat doar un mic procent din toate secvențele de reglementare existente. Motivul prezenței unor cantități mari de ADN necodant în genomul eucariotic și Diferențele în dimensiunea genomului între diferite specii rămân o enigmă în știință. prezent. Deși din ce în ce mai multe funcții ale ADN-ului necodificant devin cunoscute, cum ar fi:

2.1. elementele repetitive

Elementele repetitive dintr-un genom sunt, de asemenea, părți funcționale ale unui genom, alcătuiesc mai mult de jumătate din toate nucleotidele. Un grup de oameni de știință de la Universitatea Yale a găsit recent o secvență ADN necodificatoare care se presupune că are un rol în a permite oamenilor să-și dezvolte capacitatea de utilizare unelte.

2.2. Telomeri și centromeri

De asemenea, unele secvențe de ADN sunt responsabile pentru structura cromozomilor. Telomerii și centromerii conțin puține gene de codificare sau deloc, dar sunt cruciale pentru menținerea structurii cromozomilor împreună.

23. ADN la ARN

Unele gene nu codifică proteine, dar sunt transcrise în molecule de ARN: ARN ribozomal, ARN de transfer și ARN interferent (ARNi).

2.4. îmbinare alternativă

Dispunerea intronilor și exonilor în unele secvențe de gene este importantă deoarece permite îmbinarea alternativă a ARN-ului pre-mesager, creând proteine ​​diferite din aceeași genă. Fără această capacitate, sistemul imunitar nu ar exista.

2.5. Pseudogenes

Unele secvențe ADN necodante provin din gene care s-au pierdut în cursul evoluției. Aceste pseudogene pot fi utile deoarece pot da naștere la noi gene cu funcții noi.

2.6. secțiuni mici de ADN

Alte secvențe ADN necodificatoare provin din replicarea unor secțiuni mici de ADN, care Este, de asemenea, util, deoarece urmărirea acestor secțiuni repetitive ale ADN-ului poate ajuta la studii filogenie.

concluzie

ADN-ul este molecula care conține informații ereditare la om; Aceste informații, conținute în ADN, permit celulei să cunoască ordinea în care ar trebui să fie uniți aminoacizii care alcătuiesc proteinele. Proteinele sunt responsabile pentru majoritatea funcțiilor organismului și o problemă în fabricarea lor poate avea consecințe mari asupra sănătății noastre. Totuși, când vorbim de ADN → ARN → proteină, ne referim la marea dogmă a biologiei și a genelor, uitând 90% din ADN. Până de curând, rolul ADN-ului, care nu codifică o proteină, era considerat inutil, ci studii Recent, din ce în ce mai multe funcții ale acestor secvențe necodante numite de reglementare.