Шта је ДНК? Његове карактеристике, делови и функције

ДНК је вероватно најпознатији молекул биолошког порекла., ово се налази у свим живим бићима на планети Земљи. Али... Зашто је ДНК толико важан?

ДНК (деоксирибонуклеинска киселина) садржи неопходна упутства за живот: унутар нашег ДНК је кодирана информација неопходна за стварање свих протеина у нашем телу. Протеини обављају многе улоге, одређују структуру ћелија и усмеравају скоро све метаболичке процесе у телу.

Разлике у генетском коду одговорне су за мноштво појава које уочавамо код људи и животиња: на пример, зашто неки људи чешће од других развију одређене болести, или зашто пси имају репове, различите боје очију или групу оптимистичан. Све наше физичке и менталне особине су одређене генетиком, иако окружење тада може значајно утицати на наш развој.

Сви смо чули за ДНК и знамо њену основну улогу у нашем телу као чувара генетских информација, али... Постоје ли друге функције? У овом чланку детаљно говоримо о ДНК, њеној структури и свим њеним функцијама.

• Повезани чланак: "10 грана биологије: њени циљеви и карактеристике"

Шта је заправо ДНК?

ДНК је акроним за деоксирибонуклеинску киселину. Можемо рећи да је ДНК градивни блок свих живих бића, садржи све гене неопходних за производњу протеина, есенцијалних молекула за функционисање нашег тела.

ДНК садржи наш наслеђени материјал, који нас чини оним што јесмо, ниједна особа нема исти ДНК као друга: свака особа има јединствени код садржан у дугом молекулу ДНК. Информације садржане у ДНК преносе се са родитеља на дете и отприлике половина ДНК детета је очевог порекла, а друга половина је мајчиног.

• Можда ћете бити заинтересовани: „Генетика и понашање: да ли гени одлучују како се понашамо?“

ДНК структура

ДНК је описан као полимер нуклеотида, односно дугачак ланац састављен од малих молекула.

Нуклеотиди су основне јединице дезоксирибонуклеинске киселине (ДНК). Сваки нуклеотид се може поделити на три дела: угљени хидрат (2-деоксирибоза), азотна база и фосфатна група (изведена из фосфорне киселине).

Нуклеотиди се разликују по азотној бази, а то је назив базе који се наводи приликом представљања ДНК секвенце, пошто су друге две компоненте увек исте. Постоје четири различите базе:

• аденин (А)
• цитозин (Ц)
• гванин (Г)
• тимин (Т)

ДНК има облик двоструке спирале, када се посматра на тродимензионалном нивоу; Састоји се од два ланца која се држе заједно водоничним везама., формирајући дволанчани молекул. Парови база формирају спиралу налик на мердевине, а кичма од шећерног фосфата формира потпорне стране спирале ДНК.

Базе су поређане у секвенцијалном редоследу дуж ланца, кодирајући генетске информације према критеријуму комплементарности: А-Т и Г-Ц. Аденин и гванин су веће величине од тимина и цитозина, што чини овај критеријум комплементарности неопходним да би ДНК остала уједначена.

друго, ДНК се налази у ћелијском језгру еукариота, као иу хлоропластима и митохондријама. У прокариотским организмима, молекул се налази слободан у цитоплазми у телу неправилног облика познатом као нуклеоид. На крају, треба додати да се структура ДНК разликује између прокариотских и еукариотских ћелија. У еукариотским ћелијама има линеарну структуру, а крајеви сваког ланца су слободни; међутим, у прокариотским ћелијама ДНК је садржана у дугачком, кружном двоструком ланцу.

• Повезани чланак: "ДНК нуклеотиди: шта су, карактеристике и функције"

Чему служи ДНК?

ДНК има три главне функције у телу: складиште информације (гени и комплетан геном), производи протеине (транскрипција и транслација) и дупликат како би се осигурало да се информације преносе ћерки ћелијама током деобе мобилни телефон.

Информације потребне за изградњу и одржавање организма чувају се у ДНК, која се преноси са родитеља на дете. ДНК која носи ове информације назива се геномска ДНК, а скуп генетских информација назива се геном. Имамо више од два метра ДНК, а наша језгра су много мања: ДНК је организована у компактне молекуле зване хроматин, који одговарају повезаности ДНК, РНК и протеина. Хроматин се затим саставља у хромозоме, високо организоване структуре које омогућавају деобе ћелија.

• Можда ћете бити заинтересовани: „Најважнији ћелијски делови и органеле: Преглед“

Категорије и делови ДНК

ДНК се може поделити у две широке категорије: некодирајућа ДНК и кодирајућа ДНК. Хајде да видимо његове специфичне функције.

1. Кодирајућа ДНК

Не можемо говорити о кодирању ДНК, а да не говоримо о генима. Ген је део ДНК који утиче на особину или карактеристику организма.као што су боја очију или крвна група. Гени имају кодирајуће регионе који се називају отворени оквири читања, као и делове контрола названа појачивачи и промотери који утичу на регион кодирања да буде преписати. Укупна количина информација садржаних у геному организма назива се генотип.

ДНК има информације за производњу протеина, који се називају радницима организма, и који испуњавају мноштво функција; неки протеини су структурни, попут протеина у коси или хрскавици, док су други функционални, попут ензима.

Тело користи 20 различитих аминокиселина да направи приближно 30.000 различитих протеина.. Молекул ДНК мора да каже ћелији редослед којим аминокиселине треба да буду спојене.

Наследност одређује који ће се протеини производити, користећи ДНК као нацрт за њихову изградњу. Понекад промене у ДНК коду (мутације) доводе до тога да протеини не раде како треба, узрокујући болест. У другим случајевима, међутим, промене кода ће изазвати корисне промене код појединаца, који ће тада моћи боље да се прилагоде свом окружењу.

Ген има ДНК која се чита и претвара у РНК супстанцу. Ова РНК преноси информације између ДНК гена и машинерије одговорне за стварање протеина.. РНК делује као нацрт за машинерију за производњу тако да су аминокиселине распоређене и повезане у исправном редоследу како би се направио протеин.

Иако је транскрипција на протеине основна улога ДНК. Показало се да је централна догма биологије ДНК → РНК → протеин погрешна, а заправо постоји више процеса који утичу и преносе информације. Неки вируси користе РНК као оригинални материјал (РНА вируси), и процес информација које теку од РНК до ДНК познат је као реверзна транскрипција или реверзна транскрипција ДНК. Постоје и некодирајуће РНК секвенце које се стварају преносом ДНК секвенци у РНК, а оне могу имати функцију без претварања у протеине.

• Повезани чланак: „Шта је генетски код и како функционише?“

2. некодирајућа ДНК

Око 90% генома особе не кодира протеине.. Овај део ДНК се назива некодирајућа ДНК. ДНК се концептуално може поделити у две категорије, гени који кодирају протеине и негени. Код многих врста, само мали део ДНК кодира протеине - егзоне - и они чине само око 1,5% људског генома.

Некодирајућа ДНК, позната и као јунк ДНК, је ДНК која не кодира протеин: секвенце као што су интрони, рекомбинације вируса итд. До недавно се сматрало да је ова ДНК бескорисна све док недавне студије нису показале да то није случај. Ове секвенце могу регулисати експресију гена јер имају афинитет за протеине који се могу везати за ДНК и називају се регулаторне секвенце.

Научници су идентификовали само мали проценат свих постојећих регулаторних секвенци. Разлог за присуство великих количина некодирајуће ДНК у еукариотским геномима и Разлике у величини генома између различитих врста остају енигма у науци. поклон. Иако све више и више функција некодирајуће ДНК постаје познато, као што су:

2.1. елементи који се понављају

Понављајући елементи у геному су такође функционални делови генома, чине више од половине свих нуклеотида. Група научника са Универзитета Јејл недавно је пронашла некодирајућу ДНК секвенцу који наводно има улогу у омогућавању људима да развију способност коришћења алата.

2.2. Теломере и Центромере

Такође, неке ДНК секвенце су одговорне за структуру хромозома. Теломере и центромере садрже мало или нимало кодирајућих гена, али кључни су за одржавање структуре хромозома заједно.

23. ДНК у РНК

Неки гени не кодирају протеине, већ се транскрибују у молекуле РНК: рибозомална РНК, трансферна РНК и интерферирајућа РНК (РНАи).

2.4. алтернативно спајање

Распоред интрона и егзона у неким секвенцама гена је важан јер омогућава алтернативно спајање пре-месинџ РНК, стварајући различите протеине из истог гена. Без ове способности, имуни систем не би постојао.

2.5. Псеудогенес

Неке некодирајуће ДНК секвенце потичу из гени који су изгубљени током еволуције. Ови псеудогени могу бити корисни јер могу довести до нових гена са новим функцијама.

2.6. мале делове ДНК

Друге некодирајуће ДНК секвенце потичу од репликације малих делова ДНК, који Такође је корисно јер праћење ових понављајућих делова ДНК може помоћи у проучавању филогенија.

закључак

ДНК је молекул који садржи наследне информације код људи; Ове информације, садржане у ДНК, омогућавају ћелији да зна редослед којим аминокиселине које чине протеине треба да буду спојене. Протеини су одговорни за већину функција тела и проблем у њиховој производњи може имати велике последице на наше здравље. Међутим, када говоримо о ДНК → РНК → протеину, мислимо на велику догму биологије и гена, заборављајући 90% ДНК. Донедавно се улога ДНК, која не кодира за протеин, сматрала бескорисном, већ проучавана Недавно је све више функција ових некодирајућих секвенци тзв регулаторне.