DNA selgitatud ja uuritud

Sisu

• DNA kohta
• DNA tervis, haigused ja vananemine
• Teie lai genoom
• DNA kahjustused ja mutatsioonid
• DNA ja vananemine
• Millest DNA koosneb?
• Kuidas DNA välja näeb?
• Mida teeb DNA?
• DNA aitab teie kehal kasvada
• Kuidas jõuda DNA koodist valguni?
• Kust leidub DNA-d?
• Eukarüootsed rakud
• Prokarüootsed rakud
• Mis juhtub, kui teie rakud jagunevad?
• Ära võtma

Miks on DNA nii oluline? Lihtsustatult öeldes sisaldab DNA eluks vajalikke juhiseid.

Meie DNA kood annab juhised, kuidas valmistada valke, mis on meie kasvu, arengu ja üldise tervise jaoks üliolulised.

DNA kohta

DNA tähistab desoksüribonukleiinhapet. See koosneb bioloogiliste ehitusplokkide ühikutest, mida nimetatakse nukleotiidideks.

DNA on eluliselt tähtis molekul mitte ainult inimestele, vaid ka enamikule teistele organismidele. DNA sisaldab meie pärilikku materjali ja geene - see teebki meid ainulaadseks.

Aga mida DNA tegelikult teeb tegema? Jätkake lugemist, et rohkem teada saada DNA struktuurist, selle tegemisest ja miks see on nii oluline.

DNA tervis, haigused ja vananemine

Teie lai genoom

Teie DNA täielikku komplekti nimetatakse teie genoomiks. See sisaldab 3 miljardit alust, 20 000 geeni ja 23 paari kromosoome!

Poole oma DNA-st pärite isalt ja pool emalt. See DNA pärineb vastavalt spermast ja munarakust.

Geenid moodustavad teie genoomist tegelikult väga vähe - vaid 1 protsendi. Ülejäänud 99 protsenti aitab reguleerida asju, näiteks millal, kuidas ja millises koguses valke toodetakse.

Teadlased õpivad selle "mittekodeeriva" DNA kohta ikka ja jälle.

DNA kahjustused ja mutatsioonid

DNA-kood on altid kahjustustele. Tegelikult arvatakse, et igas meie rakus toimub päevas kümneid tuhandeid DNA-kahjustusi. Kahju võib tekkida selliste vigade tõttu nagu DNA replikatsioon, vabad radikaalid ja kokkupuude UV-kiirgusega.

Kuid ärge kunagi kartke! Teie rakkudel on spetsiaalsed valgud, mis on võimelised tuvastama ja parandama paljusid DNA kahjustuse juhtumeid. Tegelikult on vähemalt viis peamist DNA parandamise rada.

Mutatsioonid on muutused DNA järjestuses. Need võivad mõnikord olla halvad. Seda seetõttu, et DNA-koodi muutmisel võib olla valgu valmistamise viis allavoolu.

Kui valk ei tööta korralikult, võib tekkida haigus. Mõned näited haigustest, mis tekivad ühe geeni mutatsioonide tõttu, on tsüstiline fibroos ja sirprakuline aneemia.

Mutatsioonid võivad põhjustada ka vähi arengut. Näiteks kui raku kasvus osalevaid valke kodeerivad geenid muteeruvad, võivad rakud kasvada ja jaguneda kontrolli alt väljas. Mõned vähki põhjustavad mutatsioonid võivad olla pärilikud, teised aga kantserogeenidega nagu UV-kiirgus, kemikaalid või sigaretisuits.

Kuid mitte kõik mutatsioonid pole halvad. Omandame neid kogu aeg. Mõned neist on kahjutud, teised aga aitavad meie kui liikide mitmekesisusele kaasa.

Muutusi, mis esinevad enam kui 1 protsendil elanikkonnast, nimetatakse polümorfismideks. Mõnede polümorfismide näited on juuste ja silmade värv.

DNA ja vananemine

Arvatakse, et vananedes võivad koguneda parandamata DNA kahjustused, mis aitavad vananemisprotsessi juhtida. Millised tegurid võivad seda mõjutada?

Midagi, millel võib vananemisega seotud DNA-kahjustustes olla suur roll, on vabade radikaalide tekitatud kahju. Kuid see üks kahjustuste mehhanism ei pruugi vananemisprotsessi selgitamiseks olla piisav. Kaasatud võivad olla ka mitmed tegurid.

Üks põhjus, miks DNA kahjustused meie vananedes kuhjuvad, põhineb evolutsioonil. Arvatakse, et DNA kahjustused parandatakse ustavamalt, kui oleme reproduktiivses eas ja meil on lapsi. Pärast reproduktiivse tipptaseme aastate möödumist paranemisprotsess loomulikult langeb.

Teine osa DNA-st, mis võib olla seotud vananemisega, on telomeerid. Telomeerid on korduvate DNA järjestuste osad, mis asuvad teie kromosoomide otstes. Need aitavad kaitsta DNA-d kahjustuste eest, kuid lühenevad ka iga DNA replikatsioonivooruga.

Telomeeride lühenemist on seostatud vananemisprotsessiga. Samuti on leitud, et mõned elustiili faktorid, nagu ülekaalulisus, kokkupuude sigaretisuitsuga ja psühholoogiline stress, võivad kaasa aidata telomeeride lühenemisele.

Võib-olla võib tervisliku eluviisi valimine, näiteks tervisliku kehakaalu säilitamine, stressi juhtimine ja suitsetamata jätmine, telomeeri lühenemist aeglustada? See küsimus pakub teadlastele jätkuvalt suurt huvi.

Millest DNA koosneb?

DNA molekul koosneb nukleotiididest. Iga nukleotiid sisaldab kolme erinevat komponenti - suhkrut, fosfaatrühma ja lämmastikalust.

DNA-s olevat suhkrut nimetatakse 2’-desoksüriboosiks. Need suhkrumolekulid vahelduvad fosfaatrühmadega, moodustades DNA ahela "selgroo".

Igal nukleotiidi suhkrul on lämmastikalus. DNA-s leidub nelja erinevat tüüpi lämmastikaluseid. Nad sisaldavad:

• adeniin (A)
• tsütosiin (C)
• guaniin (G)
• tümiin (T)

Kuidas DNA välja näeb?

Kaks DNA ahelat moodustavad 3-D struktuuri, mida nimetatakse topeltheeliksiks. Kui see on illustreeritud, näeb see välja nagu redel, mis on keerdunud spiraaliks, milles aluspaarid on astmed ja suhkrufosfaadi selgroog on jalad.

Lisaks väärib märkimist, et eukarüootsete rakkude tuumas olev DNA on lineaarne, mis tähendab, et iga ahela otsad on vabad. Prokarüootses rakus moodustab DNA ümmarguse struktuuri.

Mida teeb DNA?

DNA aitab teie kehal kasvada

DNA sisaldab juhiseid, mis on vajalikud organismi - näiteks teie, linnu või taime - kasvamiseks, arenemiseks ja paljunemiseks. Need juhised on salvestatud nukleotiidide aluspaaride järjestusse.

Teie rakud loevad seda koodi kolm alust korraga, et luua valke, mis on kasvuks ja ellujäämiseks hädavajalikud. DNA järjestust, mis sisaldab teavet valgu saamiseks, nimetatakse geeniks.

Igale kolme aluse rühmale vastavad spetsiifilised aminohapped, mis on valkude ehituskivid. Näiteks määravad aluspaarid T-G-G aminohappe trüptofaani, aluspaarid G-G-C aga aminohappe glütsiini.

Mõned kombinatsioonid, nagu T-A-A, T-A-G ja T-G-A, näitavad ka valgujärjestuse lõppu. See käsib rakul valku enam aminohappeid mitte lisada.

Valgud koosnevad aminohapete erinevatest kombinatsioonidest. Õiges järjekorras kokku pannes on igal valgul teie kehas ainulaadne struktuur ja funktsioon.

Kuidas jõuda DNA koodist valguni?

Siiani oleme õppinud, et DNA sisaldab koodi, mis annab rakule teavet valkude valmistamise kohta. Aga mis juhtub vahepeal? Lihtsamalt öeldes toimub see kaheastmelise protsessi kaudu:

Esiteks jagunevad kaks DNA-ahelat üksteisest. Seejärel loevad tuumas olevad spetsiaalsed valgud DNA-ahelal aluspaare, et luua vahepealne messenger-molekul.

Seda protsessi nimetatakse transkriptsiooniks ja loodud molekuli nimetatakse messenger RNA-ks (mRNA). mRNA on veel üks nukleiinhappe tüüp ja see teeb täpselt seda, mida tema nimi viitab. See liigub väljaspool tuuma, toimides sõnumina valke ehitavale rakumasinale.

Teises etapis loevad raku spetsialiseeritud komponendid mRNA sõnumit kolm aluspaari korraga ja töötavad valgu, aminohappe, aminohappe kaupa. Seda protsessi nimetatakse tõlkimiseks.

Kust leidub DNA-d?

Vastus sellele küsimusele võib sõltuda räägitava organismi tüübist. Rakke on kahte tüüpi - eukarüootne ja prokarüootne.

Inimeste jaoks on igas meie rakus DNA.

Eukarüootsed rakud

Inimestel ja paljudel teistel organismidel on eukarüootsed rakud. See tähendab, et nende rakkudel on membraaniga seotud tuum ja mitmed teised membraaniga seotud struktuurid, mida nimetatakse organellideks.

Eukarüootsetes rakkudes on DNA tuumas. Väike kogus DNA-d leidub ka mitokondrites nimetatavates organellides, mis on raku jõujaamad.

Kuna tuumas on piiratud hulk ruumi, peab DNA olema tihedalt pakitud. Pakendamisel on mitu erinevat etappi, kuid lõpptooted on struktuurid, mida me nimetame kromosoomideks.

Prokarüootsed rakud

Organismid nagu bakterid on prokarüootsed rakud. Nendel rakkudel pole tuuma ega organelle. Prokarüootsetes rakkudes leitakse DNA tihedalt keerdunud raku keskelt.

Mis juhtub, kui teie rakud jagunevad?

Teie keha rakud jagunevad normaalse kasvu ja arengu osana. Kui see juhtub, peab igal uuel rakul olema täielik DNA koopia.

Selle saavutamiseks peab teie DNA läbima protsessi, mida nimetatakse replikatsiooniks. Kui see juhtub, jagunevad kaks DNA-ahelat üksteisest. Seejärel kasutavad spetsiaalsed rakuvalgud iga ahelat uue DNA ahela moodustamiseks matriitsina.

Kui replikatsioon on lõpule jõudnud, on kaks kaheahelalist DNA molekuli. Üks komplekt läheb igasse uude lahtrisse, kui jagamine on lõpule jõudnud.

Ära võtma

DNA on meie kasvu, paljunemise ja tervise kesksel kohal. See sisaldab juhiseid, mis on vajalikud teie rakkudele valkude tootmiseks, mis mõjutavad teie keha paljusid erinevaid protsesse ja funktsioone.

Kuna DNA on nii tähtis, võivad kahjustused või mutatsioonid mõnikord haiguse arengule kaasa aidata. Siiski on oluline meeles pidada, et mutatsioonid võivad olla kasulikud ja aidata kaasa ka meie mitmekesisusele.