DNA nedir? Özellikleri, parçaları ve işlevleri

DNA muhtemelen biyolojik kökenli en iyi bilinen moleküldür., bu, Dünya gezegenindeki tüm canlılarda bulunur. Fakat... DNA neden bu kadar önemli?

DNA (deoksiribonükleik asit) yaşam için gerekli talimatları içerir: DNA, vücudumuzdaki tüm proteinleri yapmak için gerekli bilgileri kodlamıştır. Proteinler birçok görevi yerine getirir, hücrelerin yapısını belirler ve vücuttaki hemen hemen tüm metabolik süreçleri yönlendirir.

Genetik koddaki farklılıklar, insanlarda ve hayvanlarda gözlemlediğimiz çok sayıda fenomenden sorumludur: örneğin, neden bazı insanların belirli hastalıklara yakalanma olasılığı diğerlerine göre daha fazladır veya köpeklerin neden kuyrukları, farklı göz renkleri veya grup iyimser. Tüm fiziksel ve zihinsel özelliklerimiz genetik tarafından belirlenir, ancak çevre daha sonra gelişimimizi önemli ölçüde etkileyebilir.

Hepimiz DNA'yı duyduk ve genetik bilginin koruyucusu olarak vücudumuzdaki temel rolünü biliyoruz, ama... Başka işlevler var mı? Bu yazıda DNA, yapısı ve tüm işlevleri hakkında derinlemesine konuşuyoruz..

• İlgili makale: "Biyolojinin 10 dalı: amaçları ve özellikleri"

DNA tam olarak nedir?

DNA, deoksiribonükleik asidin kısaltmasıdır. DNA olduğunu söyleyebiliriz. tüm canlıların yapı taşı, tüm genleri içerir vücudumuzun işleyişi için gerekli moleküller olan proteinlerin üretimi için gereklidir.

DNA, bizi biz yapan kalıtsal materyalimizi içerir, hiç kimse bir diğeriyle aynı DNA'ya sahip değildir: her insanın uzun DNA molekülünde bulunan benzersiz bir kodu vardır. DNA'da bulunan bilgiler ebeveynden çocuğa aktarılır ve bir çocuğun DNA'sının yaklaşık yarısı babadan, diğer yarısı ise anneden gelir.

• İlginizi çekebilir: "Genetik ve Davranış: Nasıl Davranacağımıza Genler Karar Verir mi?"

DNA yapısı

DNA şu şekilde tanımlanır: bir nükleotid polimeri, yani küçük moleküllerden oluşan uzun bir zincir.

Nükleotitler, deoksiribonükleik asidin (DNA) temel birimleridir. Her nükleotid üç kısma ayrılabilir: bir karbonhidrat (2-deoksiriboz), bir azotlu baz ve bir fosfat grubu (fosforik asitten türetilmiş).

Nükleotitler azotlu bazları ile ayırt edilirler., ve diğer iki bileşen her zaman aynı olduğundan, DNA dizisi sunulurken belirtilen bazın adıdır. Dört farklı temel vardır:

• Adenin (A)
• Sitozin (C)
• Guanin (G)
• Timin (T)

DNA, üç boyutlu bir seviyede bakıldığında çift sarmal şeklini alır; Hidrojen bağları ile bir arada tutulan iki zincirden oluşur., çift sarmallı bir molekül oluşturur. Baz çiftleri merdiven benzeri spirali oluşturur ve şeker fosfat omurgası DNA sarmalının destekleyici taraflarını oluşturur.

Bazlar zincir boyunca sıralı olarak hizalanır ve genetik bilgiyi tamamlayıcılık kriterine göre kodlar: A-T ve G-C. Adenin ve guanin, timin ve sitozinden daha büyüktür, bu da DNA'nın tek tip kalması için bu tamamlayıcılık kriterini gerekli kılar.

İkincisi, DNA, ökaryotların hücre çekirdeğinde olduğu kadar kloroplastlarda ve mitokondride de bulunur.. Prokaryotik organizmalarda molekül, nükleoid olarak bilinen düzensiz şekilli bir vücutta sitoplazmada serbest halde bulunur. Son olarak, DNA'nın yapısının prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasında farklılık gösterdiğini de eklemek gerekir. Ökaryotik hücrelerde doğrusal bir yapıya sahiptir ve her zincirin uçları serbesttir; bununla birlikte prokaryotik hücrelerde DNA, uzun, dairesel bir çift sarmalda bulunur.

• İlgili makale: "DNA nükleotidleri: ne oldukları, özellikleri ve işlevleri"

DNA ne için?

DNA'nın vücutta üç ana işlevi vardır: bilgi depolamak (genler ve tam genom), protein üretmek (transkripsiyon ve translasyon) ve Bölünme sırasında bilginin yavru hücrelere iletilmesini sağlamak için çoğaltın cep telefonu.

Bir organizmayı oluşturmak ve sürdürmek için gereken bilgi, ebeveynden çocuğa geçen DNA'da saklanır. Bu bilgiyi taşıyan DNA'ya genomik DNA, genetik bilgi kümesine ise genom denir. İki metreden fazla DNA'mız var ve çekirdeklerimiz çok daha küçük: DNA, DNA, RNA ve proteinlerin birleşimine karşılık gelen kromatin adı verilen kompakt moleküller halinde düzenlenir. Kromatin daha sonra hücre bölünmelerine izin veren yüksek düzeyde organize yapılar olan kromozomlarda toplanır.

• İlginizi çekebilir: "En Önemli Hücre Parçaları ve Organelleri: Genel Bir Bakış"

DNA'nın kategorileri ve bölümleri

DNA iki geniş kategoriye ayrılabilir: kodlamayan DNA ve kodlayan DNA. Özel işlevlerini görelim.

1. kodlayan DNA

Genlerden bahsetmeden DNA'yı kodlamak hakkında konuşamayız. Gen, bir organizmanın bir özelliğini veya özelliğini etkileyen bir DNA bölümüdür.göz rengi veya kan grubu gibi. Genler, açık okuma çerçeveleri olarak adlandırılan kodlama bölgelerinin yanı sıra olmak üzere kodlama bölgesini etkileyen geliştiriciler ve destekleyiciler olarak adlandırılan kontrol uyarlamak. Bir organizmanın genomunda bulunan toplam bilgi miktarına genotip denir.

DNA, organizmanın işçileri olarak adlandırılan ve birçok işlevi yerine getiren proteinlerin üretimi için gerekli bilgilere sahiptir; bazı proteinler saç veya kıkırdaktaki proteinler gibi yapısaldır, diğerleri ise enzimler gibi işlevseldir.

Vücut yaklaşık 30.000 farklı protein yapmak için 20 farklı amino asit kullanır.. DNA molekülü, hücreye amino asitlerin birleştirilmesi gereken sırayı söylemelidir.

Kalıtım, hangi proteinlerin üretileceğini belirler, bunları oluşturmak için DNA'yı bir plan olarak kullanır. Bazen DNA kodundaki değişiklikler (mutasyonlar) proteinlerin düzgün çalışmamasına ve hastalığa neden olur. Ancak diğer zamanlarda, kod değişiklikleri, daha sonra çevrelerine daha iyi uyum sağlayabilecek bireylerde faydalı değişikliklere neden olacaktır.

Bir genin, okunan ve bir haberci RNA maddesine dönüştürülen DNA'sı vardır. Bu RNA, genin DNA'sı ile protein yapmaktan sorumlu makineler arasında bilgi iletir.. RNA, bir protein yapmak için amino asitlerin doğru sırayla düzenlenmesi ve bağlanması için üretim makineleri için bir plan görevi görür.

Proteinlere transkripsiyon DNA'nın temel rolü olmasına rağmen. Biyoloji DNA → RNA → protein temel dogmasının yanlış olduğu gösterilmiştir ve aslında bilgiyi etkileyen ve aktaran birçok süreç vardır. Bazı virüsler orijinal materyal olarak RNA kullanır (RNA virüsleri) ve RNA'dan DNA'ya bilgi akışı süreci, ters transkripsiyon veya ters transkripsiyon DNA olarak bilinir.. DNA dizilerinin RNA'ya aktarılmasıyla oluşturulan kodlamayan RNA dizileri de vardır ve bunlar protein haline getirilmeden de işlev görebilir.

• İlgili makale: "Genetik kod nedir ve nasıl çalışır?"

2. kodlamayan DNA

Bir kişinin genomunun yaklaşık %90'ı proteinleri kodlamaz.. DNA'nın bu kısmına kodlanmayan DNA denir. DNA kavramsal olarak protein kodlayan genler ve gen olmayanlar olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir. Pek çok türde, proteinler için DNA kodlarının yalnızca küçük bir kısmı - ekzonlar - ve bunlar insan genomunun yalnızca yaklaşık %1,5'ini oluşturur.

Önemsiz DNA olarak da bilinen kodlamayan DNA, bir proteini kodlamayan DNA'dır: intronlar, virüs rekombinasyonları vb. gibi diziler. Yakın zamana kadar, bu DNA'nın işe yaramaz olduğu düşünülüyordu, ta ki son araştırmalar durumun böyle olmadığını gösterene kadar. Bu diziler, DNA'ya bağlanabilen ve düzenleyici diziler olarak adlandırılan proteinler için bir afiniteye sahip oldukları için gen ekspresyonunu düzenleyebilir.

Bilim adamları, mevcut tüm düzenleyici dizilerin yalnızca küçük bir yüzdesini belirlediler.. Ökaryotik genomlarda büyük miktarda kodlanmayan DNA'nın varlığının nedeni ve Farklı türler arasındaki genom büyüklüğündeki farklılıklar, bilimde bir muamma olmaya devam ediyor. Sunmak. Kodlamayan DNA'nın giderek daha fazla işlevi bilinmekle birlikte, örneğin:

2.1. tekrarlayan unsurlar

Bir genomdaki tekrarlayan öğeler aynı zamanda bir genomun işlevsel parçalarıdır. tüm nükleotitlerin yarısından fazlasını oluşturur. Yale Üniversitesi'ndeki bir grup bilim insanı yakın zamanda kodlamayan bir DNA dizisi buldu. insanların kullanma yeteneğini geliştirmelerine izin vermede rolü olduğu iddia edilen aletler.

2.2. Telomerler ve Sentromerler

Ayrıca, kromozomların yapısından bazı DNA dizileri sorumludur. Telomerler ve sentromerler çok az kodlayıcı gen içerir veya hiç içermez, ancak kromozom yapısını bir arada tutmak için çok önemlidir..

23. DNA'dan RNA'ya

Bazı genler proteinleri kodlamaz, ancak RNA moleküllerine kopyalanır: ribozomal RNA, transfer RNA ve enterferans yapan RNA (RNAi).

2.4. alternatif ekleme

Bazı gen dizilerinde intron ve eksonların düzenlenmesi önemlidir çünkü haberci öncesi RNA'nın alternatif eklenmesine izin veriraynı genden farklı proteinler oluşturur. Bu yetenek olmadan, bağışıklık sistemi var olmazdı.

2.5. psödojenler

Bazı kodlamayan DNA dizileri evrim sürecinde kaybolan genler. Bu psödogenler, yeni işlevlere sahip yeni genler oluşturabildikleri için faydalı olabilir.

2.6. DNA'nın küçük bölümleri

Diğer kodlamayan DNA dizileri, DNA'nın küçük bölümlerinin replikasyonundan gelir. Aynı zamanda yararlıdır çünkü DNA'nın bu tekrarlayan bölümlerinin izlenmesi, filogeni.

çözüm

DNA, insanlarda kalıtsal bilgileri içeren moleküldür; DNA'da bulunan bu bilgi, hücrenin proteinleri oluşturan amino asitlerin hangi sırayla birleştirilmesi gerektiğini bilmesini sağlar. Proteinler, vücudun işlevlerinin çoğundan sorumludur ve üretimlerindeki bir sorun, sağlığımız üzerinde büyük sonuçlar doğurabilir. Ancak DNA → RNA → protein hakkında konuştuğumuzda, DNA'nın %90'ını unutarak biyolojinin ve genlerin büyük dogmasına atıfta bulunuyoruz. Yakın zamana kadar, bir proteini kodlamayan DNA'nın rolü işe yaramaz olarak kabul edildi, ancak çalışmalar Son zamanlarda, bu kodlamayan dizilerin giderek daha fazla işlevi düzenleyici.