Објашњена и истражена ДНК

Зашто је ДНК тако важна? Поједностављено, ДНК садржи упутства неопходна за живот.

Код унутар наше ДНК пружа упутства о томе како да направимо протеине који су витални за наш раст, развој и целокупно здравље.

О ДНК

ДНК је скраћеница од деоксирибонуклеинске киселине. Састоји се од јединица биолошких градивних блокова названих нуклеотиди.

ДНК је витално важан молекул не само за људе, већ и за већину других организама. ДНК садржи наш наследни материјал и наше гене - то је оно што нас чини јединственима.

Али шта заправо значи ДНК урадити? Наставите да читате како бисте открили више о структури ДНК, шта она ради и зашто је то тако важно.

ДНК у здрављу, болестима и старењу

Ваш експанзивни геном

Комплетна гарнитура ваше ДНК назива се вашим геномом. Садржи 3 милијарде основа, 20.000 гена и 23 пара хромозома!

Наследите половину своје ДНК од оца, а половину од мајке. Ова ДНК долази из сперме, односно из јајне ћелије.

Гени заправо чине врло мало вашег генома - само 1 проценат. Преосталих 99 процената помаже у регулисању ствари као што су када, како и у којој количини се производе протеини.

Научници и даље уче све више и више о овој „некодирајућој“ ДНК.

Оштећење ДНК и мутације

ДНК код је склон оштећењу. У ствари, процењује се да се свакодневно у свакој од наших ћелија дешавају десетине хиљада оштећења ДНК. Штета може настати због ствари попут грешака у репликацији ДНК, слободних радикала и изложености УВ зрачењу.

Али никад се не бој! Ваше ћелије имају специјализоване протеине који су у стању да открију и поправе многе случајеве оштећења ДНК. Заправо постоји најмање пет главних путева поправљања ДНК.

Мутације су промене у секвенци ДНК. Понекад могу бити и лоше. То је зато што промена ДНК кода може имати низводни утицај на начин стварања протеина.

Ако протеин не делује правилно, може доћи до болести. Неки примери болести које се јављају због мутација једног гена укључују цистичну фиброзу и анемију српастих ћелија.

Мутације такође могу довести до развоја карцинома. На пример, ако су мутирани гени који кодирају протеине који учествују у ћелијском расту, ћелије могу расти и делити се ван контроле. Неке мутације које узрокују рак могу се наследити, док се друге могу стећи излагањем канцерогенима попут УВ зрачења, хемикалија или цигаретног дима.

Али нису све мутације лоше. Стално их стичемо. Неки су безопасни, док други доприносе нашој различитости као врсти.

Промене које се јављају у више од 1 процента становништва називају се полиморфизми. Примери неких полиморфизама су боја косе и очију.

ДНК и старење

Сматра се да се непоправљено оштећење ДНК може акумулирати како старимо, помажући у покретању процеса старења. Који фактори могу утицати на ово?

Нешто што може играти велику улогу у оштећењу ДНК повезаном са старењем је оштећење услед слободних радикала. Међутим, овај један механизам оштећења можда није довољан да објасни процес старења. Неколико фактора такође може бити укључено.

Једна теорија о томе зашто се оштећење ДНК акумулира како старимо заснована је на еволуцији. Сматра се да се оштећење ДНК верније поправља када смо у репродуктивном добу и имамо децу. Након што прођемо врхунске репродуктивне године, процес поправке природно опада.

Други део ДНК који може бити укључен у старење су теломери. Теломери су делови понављајућих секвенци ДНК који се налазе на крајевима ваших хромозома. Они помажу у заштити ДНК од оштећења, али се такође скраћују са сваким кругом репликације ДНК.

Скраћивање теломера повезано је са процесом старења. Такође је утврђено да неки фактори животног стила као што су гојазност, изложеност диму цигарета и психолошки стрес могу допринети скраћивању теломера.

Можда доношење здравог начина живота попут одржавања здраве тежине, управљања стресом и непушења може успорити скраћивање теломера? Ово питање и даље је од великог интереса за истраживаче.

Од чега је сачињена ДНК?

Молекул ДНК се састоји од нуклеотида. Сваки нуклеотид садржи три различите компоненте - шећер, фосфатну групу и базу азота.

Шећер у ДНК назива се 2’-деоксирибоза. Ови молекули шећера се смењују са фосфатним групама, чинећи „окосницу“ ланца ДНК.

За сваки шећер у нуклеотиду је везана база азота. Постоје четири различите врсте азотних база које се налазе у ДНК. То укључује:

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

Како изгледа ДНК?

Два ланца ДНК чине тродимензионалну структуру која се назива двострука завојница. Када је илустровано, изгледа помало попут мердевина које су увијене у спиралу у којој су основни парови пречке, а окоснице шећерног фосфата ноге.

Поред тога, вреди напоменути да је ДНК у језгру еукариотских ћелија линеарна, што значи да су крајеви сваког ланца слободни. У прокариотској ћелији ДНК формира кружну структуру.

Шта ДНК ради?

ДНК помаже вашем телу да расте

ДНК садржи упутства која су потребна организму - на пример, вама, птици или биљци - да расте, развија се и размножава. Ова упутства се чувају у низу парова база нуклеотидних база.

Ваше ћелије читају овај код одједном три базе како би створиле протеине који су неопходни за раст и опстанак. ДНК секвенца у којој се чувају информације о стварању протеина назива се ген.

Свака група од три базе одговара одређеним аминокиселинама, које су грађевни блокови протеина. На пример, базни парови Т-Г-Г наводе аминокиселински триптофан, док базни парови Г-Г-Ц одређују аминокиселински глицин.

Неке комбинације, попут Т-А-А, Т-А-Г и Т-Г-А, такође указују на крај протеинске секвенце. Ово говори ћелији да више не додаје аминокиселине у протеин.

Протеини се састоје од различитих комбинација аминокиселина. Када се сложе у правилном редоследу, сваки протеин има јединствену структуру и функцију у вашем телу.

Како од ДНК кода доћи до протеина?

До сада смо сазнали да ДНК садржи код који ћелији даје информације о томе како да праве протеине. Али шта се догађа између? Једноставно речено, ово се догађа кроз поступак у два корака:

Прво, два ланца ДНК се раздвајају. Затим, посебни протеини у језгру очитавају парове база на ланцу ДНК да би створили молекул средњег гласника.

Овај процес се назива транскрипција, а створени молекул се назива мессенгер РНА (мРНА). мРНК је друга врста нуклеинске киселине и ради тачно оно што њено име подразумева. Путује изван језгра, служећи као порука ћелијској машинерији која гради протеине.

У другом кораку, специјализоване компоненте ћелије истовремено читају поруку мРНА по три базна пара и раде на састављању протеина, аминокиселине од аминокиселине. Овај процес се назива превод.

Где се налази ДНК?

Одговор на ово питање може зависити од врсте организма о којем говорите. Постоје две врсте ћелија - еукариотске и прокарионтске.

За људе постоји ДНК у свакој од наших ћелија.

Еукариотске ћелије

Људи и многи други организми имају еукариотске ћелије. То значи да њихове ћелије имају језгро везано за мембрану и неколико других структура везаних за мембрану зване органеле.

У еукариотској ћелији ДНК је унутар језгра. Мала количина ДНК се такође налази у органелама званим митохондрији, које су моћне ћелије.

Будући да унутар језгра постоји ограничена количина простора, ДНК мора бити чврсто упакована. Постоји неколико различитих фаза паковања, међутим коначни производи су структуре које називамо хромозомима.

Прокариотске ћелије

Организми попут бактерија су прокариотске ћелије. Ове ћелије немају језгро или органеле. У прокариотским ћелијама ДНК се налази чврсто намотана у средини ћелије.

Шта се дешава када се ваше ћелије поделе?

Ћелије вашег тела деле се као нормалан део раста и развоја. Када се то догоди, свака нова ћелија мора имати комплетну копију ДНК.

Да би се то постигло, ваша ДНК мора проћи поступак који се назива репликација. Када се то догоди, два ланца ДНК се раздвајају. Затим, специјализовани ћелијски протеини користе сваки ланац као образац за стварање новог ланца ДНК.

Када се репликација заврши, постоје два дволанчана молекула ДНК. Један сет ће ући у сваку нову ћелију када се подела заврши.

Одузети

ДНК је кључна за наш раст, репродукцију и здравље. Садржи упутства неопходна да ваше ћелије производе протеине који утичу на многе различите процесе и функције у вашем телу.

Будући да је ДНК толико важна, оштећења или мутације понекад могу допринети развоју болести. Међутим, такође је важно имати на уму да мутације могу бити корисне и такође допринети нашој разноликости.