Mi a DNS és hogyan működik?
A DNS talán a leghíresebb biológiai molekula; a földi élet minden formájában jelen van. De mi a DNS vagy a dezoxiribonukleinsav? Itt a lényegre térünk ki.
Gyakorlatilag a test minden sejtje tartalmaz DNS-t vagy genetikai kódot, amely előidéz Ön. A DNS az élet fejlesztésére, növekedésére, szaporodására és működésére vonatkozó utasításokat hordozza.
A genetikai kód eltérései okozzák azt, hogy egy embernek inkább kék, mint barna szeme van, ezért egyes emberek hajlamosak bizonyos betegségekre, miért csak két szárnya van a madaraknak, és miért a zsiráfoknak hosszú a nyaka.
Bámulatos, hogy ha az emberi testben lévő összes DNS feloldódik, akkor több mint 300-szor nyúlna a napig és vissza.
Ebben a cikkben lebontjuk a DNS alapjait, miből áll és hogyan működik.
Mi a DNS?
Röviden, a DNS egy hosszú molekula, amely minden ember egyedi genetikai kódját tartalmazza. Tartja az utasításokat a testünk működéséhez elengedhetetlen fehérjék felépítéséhez.
A DNS utasításokat szülőtől gyermekig adják át, a gyermek DNS -ének nagyjából a fele az apától, a fele az anyától származik.
Szerkezet
A DNS egy kétláncú molekula, amely csavarodva jelenik meg, egyedi formát adva kettős spirálnak.
A két szál egy hosszú nukleotid- vagy egyedi egység-szekvencia:
- egy foszfátmolekula
- egy dezoxiribóznak nevezett cukormolekula, amely öt szénatomot tartalmaz
- nitrogéntartalmú régió
Négy nitrogéntartalmú régió létezik, amelyeket bázisoknak nevezünk:
- adenin (A)
- citozin (C)
- guanin (G)
- timin (T)
Ennek a négy alapnak a sorrendje alkotja a genetikai kódot, amely az életre vonatkozó utasításunk.
A DNS két szálának alapjai össze vannak ragasztva, hogy létraszerű alakot hozzanak létre. A létrán belül A mindig ragaszkodik T-hez, G pedig mindig C-hez, hogy létrehozza a „lépcsőket”. A létra hosszát a cukor- és foszfátcsoportok alkotják.
Csomagoló DNS: Chromatin és kromoszómák
Kép hitel: Nemzeti Emberi Genomkutató Intézet
A legtöbb DNS a sejtek magjaiban él, egy része pedig a mitokondriumokban található, amelyek a sejtek erőművei.
Mivel annyi DNS -ünk van (minden sejtben 2 méter), és magjaink olyan kicsiek, a DNS-t hihetetlenül szépen kell csomagolni.
A DNS-szálakat hurokba tekerjük, tekerjük és tekerjük az úgynevezett hisztonoknak nevezett fehérjék köré. Ebben a tekercselt állapotban kromatinnak hívják.
A kromatint tovább kondenzálják az úgynevezett szupertekercselés útján, majd kromoszómáknak nevezett szerkezetekbe csomagolják. Ezek a kromoszómák alkotják az ismert „X” alakot, amint az a fenti képen látható.
Minden kromoszóma egy DNS-molekulát tartalmaz. Az emberek 23 kromoszómapárral vagy 46 kromoszómával rendelkeznek. Érdekes módon a gyümölcslegyeknek 8, a galamboknak pedig 80 kromoszómája van.
Az 1. kromoszóma a legnagyobb és körülbelül 8000 gént tartalmaz. A legkisebb a 21. kromoszóma, körülbelül 3000 génnel.
Mi az a gén?
Egy adott fehérjét kódoló DNS minden hosszát génnek nevezzük. Például egy gén kódolja a fehérje inzulint, a hormont, amely segíti a vércukorszint szabályozását. Az embereknek körülbelül 20 000–30 000 génje van, bár a becslések eltérőek.
Génjeink csak kb. 3 százalékot tesznek ki DNS-ünkből, a fennmaradó 97 százalék kevésbé érthető. Úgy gondolják, hogy a kiemelkedő DNS részt vesz a transzkripció és a transzláció szabályozásában.
Hogyan hozza létre a DNS a fehérjéket?
A gének fehérje létrehozásához két fő lépés van:
Transzkripció: A DNS-kódot átmásoljuk, hogy messenger RNS-t (mRNS) hozzunk létre. Az RNS a DNS másolata, de általában egyszálú. Egy másik különbség az, hogy az RNS nem tartalmazza a bázis timint (T), amelyet uracil (U) helyettesít.
Fordítás: Az mRNS transzfer RNS (tRNS) segítségével aminosavakká alakul.
Az mRNS-t hárombetűs szakaszokban, kodonoknak nevezik. Minden kodon egy adott aminosavat vagy építőelemet kódol. Például a GUG kodon a valin aminosavat kódolja.
20 lehetséges aminosav létezik.
Mi az a telomer?
A telomerek megismételt nukleotidok régiói a kromoszómák végén.
Védik a kromoszóma végeit a károsodástól és más kromoszómákkal való összeolvadástól.
A cipőfűzők műanyag tippjeihez hasonlítják őket, amelyek megakadályozzák a kopást.
Az öregedés során ez a védőrégió folyamatosan csökken. Valahányszor egy sejt osztódik, és a DNS replikálódik, a telomer rövidebbé válik.
Dióhéjban
A kromoszómák szorosan tekercselt DNS-szálak. A gének a DNS szakaszai, amelyek az egyes fehérjéket kódolják.
Másképp fogalmazva: a DNS a földi élet fő terve és annak a csodálatos változatosságnak a forrása, amelyet körülöttünk látunk.
