Vad är DNA? Dess egenskaper, delar och funktioner

DNA är förmodligen den mest välkända molekylen av biologiskt ursprung., detta finns i alla levande varelser på planeten Jorden. Men... Varför är DNA så viktigt?

DNA (deoxiribonukleinsyra) innehåller de nödvändiga instruktionerna för livet: inom vår DNA kodas den information som behövs för att göra alla proteiner i vår kropp. Proteiner fyller många roller, bestämmer cellers struktur och styr nästan alla metaboliska processer i kroppen.

Skillnader i den genetiska koden är ansvariga för en mängd fenomen som vi observerar hos människor och djur: till exempel varför vissa människor är mer benägna än andra att utveckla vissa sjukdomar, eller varför hundar har svansar, olika ögonfärger eller gruppen sangvinisk. Alla våra fysiska och mentala egenskaper bestäms av genetik, även om miljön då kan påverka vår utveckling avsevärt.

Vi har alla hört talas om DNA och vi vet dess grundläggande roll i vår kropp som väktare av genetisk information, men... Finns det andra funktioner? I den här artikeln pratar vi på djupet om DNA, dess struktur och alla dess funktioner.

• Relaterad artikel: "Biologins 10 grenar: dess mål och egenskaper"

Vad är DNA egentligen?

DNA är akronymen för deoxiribonukleinsyra. Vi kan säga att DNA är byggstenen för allt levande, innehåller alla gener nödvändiga för tillverkning av proteiner, väsentliga molekyler för vår kropps funktion.

DNA innehåller vårt ärvda material, vilket gör oss till de vi är, ingen person har samma DNA som en annan: varje person har en unik kod som finns i den långa DNA-molekylen. Informationen i DNA överförs från förälder till barn och ungefär hälften av ett barns DNA är av faderligt ursprung och den andra hälften är modern.

• Du kanske är intresserad: "Genetik och beteende: Avgör gener hur vi agerar?"

DNA-struktur

DNA beskrivs som en polymer av nukleotider, det vill säga en lång kedja som består av små molekyler.

Nukleotider är de grundläggande enheterna av deoxiribonukleinsyra (DNA). Varje nukleotid kan delas in i tre delar: en kolhydrat (2-deoxiribos), en kvävebas och en fosfatgrupp (som härrör från fosforsyra).

Nukleotider kännetecknas av sin kvävebas, och det är namnet på basen som anges när DNA-sekvensen presenteras, eftersom de två andra komponenterna alltid är desamma. Det finns fyra olika baser:

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

DNA tar formen av en dubbelspiral, när det ses på en tredimensionell nivå; Den består av två kedjor som hålls samman av vätebindningar.bildar en dubbelsträngad molekyl. Basparen bildar den stegliknande spiralen, och sockerfosfatryggraden bildar de stödjande sidorna av DNA-spiralen.

Baserna är inriktade i sekventiell ordning längs kedjan och kodar för den genetiska informationen enligt komplementaritetskriteriet: A-T och G-C. Adenin och guanin är större än tymin och cytosin, vilket gör detta komplementaritetskriterium nödvändigt för att DNA ska förbli enhetligt.

För det andra, DNA finns i cellkärnan i eukaryoter, såväl som i kloroplaster och mitokondrier. I prokaryota organismer finns molekylen fri i cytoplasman i en oregelbundet formad kropp känd som en nukleoid. Slutligen bör det tilläggas att DNA-strukturen skiljer sig mellan prokaryota och eukaryota celler. I eukaryota celler har den en linjär struktur, och ändarna av varje kedja är fria; i prokaryota celler finns dock DNA i en lång, cirkulär dubbelsträng.

• Relaterad artikel: "DNA-nukleotider: vad de är, egenskaper och funktioner"

Vad är DNA till för?

DNA har tre huvudfunktioner i kroppen: lagra information (gener och fullständigt genom), producera proteiner (transkription och translation) och duplicera för att säkerställa att information förs vidare till dotterceller under delning mobiltelefon.

Den information som behövs för att bygga och underhålla en organism lagras i DNA, som överförs från förälder till barn. Det DNA som bär denna information kallas genomiskt DNA, och uppsättningen av genetisk information kallas genomet. Vi har mer än två meter DNA, och våra kärnor är mycket mindre: DNA är organiserat i kompakta molekyler som kallas kromatin, som motsvarar föreningen av DNA, RNA och proteiner. Kromatin sätts sedan samman till kromosomer, högorganiserade strukturer som tillåter celldelningar.

• Du kanske är intresserad: "De viktigaste celldelarna och organellerna: en översikt"

Kategorierna och delarna av DNA

DNA kan delas in i två breda kategorier: icke-kodande DNA och kodande DNA. Låt oss se dess specifika funktioner.

1. Det kodande DNA: t

Vi kan inte prata om kodande DNA utan att prata om gener. En gen är en del av DNA som påverkar en egenskap eller egenskap hos en organism.såsom ögonfärg eller blodgrupp. Gener har kodande regioner som kallas öppna läsramar, såväl som sektioner av kontroll som kallas förstärkare och promotorer som påverkar den kodande regionen att vara transkribera. Den totala mängden information som finns i genomet av en organism kallas genotyp.

DNA: t har informationen för tillverkning av proteiner, som kallas organismens arbetare, och som fyller en mängd funktioner; vissa proteiner är strukturella, som proteinerna i hår eller brosk, medan andra är funktionella, som enzymer.

Kroppen använder 20 olika aminosyror för att göra cirka 30 000 olika proteiner.. DNA-molekylen måste berätta för cellen i vilken ordning aminosyrorna ska sammanfogas.

Ärftlighet avgör vilka proteiner som kommer att produceras, med hjälp av DNA som en ritning för att bygga dem. Ibland kommer förändringar i DNA-koden (mutationer) att orsaka att proteiner inte fungerar korrekt, vilket orsakar sjukdom. Vid andra tillfällen kommer kodändringar dock att orsaka fördelaktiga förändringar hos individer, som då bättre kan anpassa sig till sin miljö.

En gen har DNA som avläses och omvandlas till ett budbärar-RNA-ämne. Detta RNA överför information mellan genens DNA och maskineriet som ansvarar för att tillverka proteiner.. RNA fungerar som en ritning för produktionsmaskineriet så att aminosyror ordnas och kopplas ihop i rätt ordning för att göra ett protein.

Även om transkription till proteiner är den grundläggande rollen för DNA. Den centrala dogmen för biologi DNA → RNA → protein har visat sig vara fel, och i själva verket finns det flera processer som påverkar och överför information. Vissa virus använder RNA som originalmaterial (RNA-virus), och processen med information som flödar från RNA till DNA är känd som omvänd transkription eller omvänd transkriptions-DNA. Det finns även icke-kodande RNA-sekvenser som skapas genom att överföra DNA-sekvenser till RNA, och dessa kan ha en funktion utan att göras till proteiner.

• Relaterad artikel: "Vad är den genetiska koden och hur fungerar den?"

2. icke-kodande DNA

Cirka 90 % av en persons genom kodar inte för proteiner.. Denna del av DNA: t kallas icke-kodande DNA. DNA kan konceptuellt delas in i två kategorier, proteinkodande gener och icke-gener. Hos många arter kodar bara en liten del av DNA: t för proteiner – exonerna – och de utgör bara cirka 1,5 % av det mänskliga genomet.

Icke-kodande DNA, även känt som skräp-DNA, är DNA som inte kodar för ett protein: sekvenser som introner, virusrekombinationer, etc. Tills nyligen ansågs detta DNA vara värdelöst tills nyare studier visade att så inte är fallet. Dessa sekvenser kan reglera genuttryck då de har en affinitet för proteiner som kan binda till DNA och kallas regulatoriska sekvenser.

Forskare har bara identifierat en liten andel av alla befintliga regulatoriska sekvenser. Orsaken till förekomsten av stora mängder icke-kodande DNA i eukaryota genom och Skillnader i genomstorlek mellan olika arter är fortfarande en gåta inom vetenskapen. närvarande. Även om fler och fler funktioner hos icke-kodande DNA blir kända, såsom:

2.1. de repetitiva elementen

Repetitiva element i ett genom är också funktionella delar av ett genom, utgör mer än hälften av alla nukleotider. En grupp forskare vid Yale University hittade nyligen en icke-kodande DNA-sekvens som förmodligen har en roll i att låta människor utveckla förmågan att använda verktyg.

2.2. Telomerer och Centromerer

Vissa DNA-sekvenser är också ansvariga för strukturen av kromosomer. Telomerer och centromerer innehåller få eller inga kodande gener, men är avgörande för att hålla ihop kromosomstrukturen.

23. DNA till RNA

Vissa gener kodar inte för proteiner, utan transkriberas till RNA-molekyler: ribosomalt RNA, transfer-RNA och interfererande RNA (RNAi).

2.4. alternativ skarvning

Arrangemanget av introner och exoner i vissa gensekvenser är viktigt eftersom tillåter alternativ splitsning av pre-budbärar-RNA, skapa olika proteiner från samma gen. Utan denna förmåga skulle immunförsvaret inte existera.

2.5. Pseudogenes

Vissa icke-kodande DNA-sekvenser kommer från gener som har gått förlorade under evolutionens gång. Dessa pseudogener kan vara användbara eftersom de kan ge upphov till nya gener med nya funktioner.

2.6. små delar av DNA

Andra icke-kodande DNA-sekvenser kommer från replikering av små sektioner av DNA, vilket Det är också användbart eftersom spårning av dessa repetitiva delar av DNA kan hjälpa till med studier av fylogeni.

slutsats

DNA är den molekyl som innehåller ärftlig information hos människor; Denna information, som finns i DNA: t, gör att cellen kan veta i vilken ordning aminosyrorna som utgör proteinerna ska sammanfogas. Proteiner står för de flesta av kroppens funktioner och ett problem i deras tillverkning kan få stora konsekvenser för vår hälsa. Men när vi talar om DNA → RNA → protein, hänvisar vi till den stora dogmen om biologi och gener, och glömmer 90% av DNA. Fram till nyligen ansågs rollen av DNA, som inte kodar för ett protein, vara värdelös, men studier Nyligen anropade fler och fler funktioner i dessa icke-kodande sekvenser reglering.