Prečo je DNA taká dôležitá? Jednoducho povedané, DNA obsahuje pokyny potrebné pre život.
Kód v našej DNA poskytuje pokyny na výrobu proteínov, ktoré sú životne dôležité pre náš rast, vývoj a celkové zdravie.
O DNA
DNA znamená kyselinu deoxyribonukleovú. Pozostáva z jednotiek biologických stavebných blokov nazývaných nukleotidy.
DNA je životne dôležitá molekula nielen pre ľudí, ale aj pre väčšinu ostatných organizmov. DNA obsahuje náš dedičný materiál a naše gény - to je to, čo nás robí jedinečnými.
Čo však DNA vlastne robí? Pokračujte v čítaní a zistite viac o štruktúre DNA, o tom, čo robí a prečo je taká dôležitá.
DNA v zdraví, chorobách a starnutí
Váš expanzívny genóm
Kompletná sada vašej DNA sa nazýva váš genóm. Obsahuje 3 miliardy báz, 20 000 génov a 23 párov chromozómov!
Zdedíte polovicu DNA od svojho otca a polovicu od svojej matky. Táto DNA pochádza zo spermií a vajec.
Gény vlastne tvoria len veľmi málo vášho genómu - iba 1 percento. Zvyšných 99 percent pomáha regulovať veci ako kedy, ako a v akom množstve sa produkujú bielkoviny.
Vedci sa stále viac učia o tejto „nekódujúcej“DNA.
Poškodenie DNA a mutácie
Kód DNA je náchylný na poškodenie. V skutočnosti sa odhaduje, že v každej z našich buniek sa každý deň vyskytujú desiatky tisíc poškodení DNA. K poškodeniu môže dôjsť v dôsledku chýb v replikácii DNA, voľných radikálov a vystavenia UV žiareniu.
Ale nikdy sa neboj! Vaše bunky obsahujú špecializované proteíny, ktoré dokážu zistiť a opraviť mnoho prípadov poškodenia DNA. V skutočnosti existuje najmenej päť hlavných spôsobov opravy DNA.
Mutácie sú zmeny v sekvencii DNA. Niekedy môžu byť zlé. Dôvodom je skutočnosť, že zmena v kóde DNA môže mať následný vplyv na spôsob výroby proteínu.
Ak proteín nefunguje správne, môže dôjsť k ochoreniu. Medzi príklady chorôb, ktoré sa vyskytujú v dôsledku mutácií jedného génu, patrí cystická fibróza a kosáčikovitá anémia.
Mutácie môžu tiež viesť k rozvoju rakoviny. Napríklad, ak sú gény kódujúce proteíny zapojené do bunkového rastu mutované, bunky môžu rásť a deliť sa mimo kontroly. Niektoré mutácie spôsobujúce rakovinu sa môžu dediť, zatiaľ čo iné sa dajú získať vystavením karcinogénom, ako je UV žiarenie, chemikálie alebo cigaretový dym.
Ale nie všetky mutácie sú zlé. Stále ich získavame. Niektoré sú neškodné, zatiaľ čo iné prispievajú k našej rozmanitosti ako druhu.
Zmeny, ktoré sa vyskytujú u viac ako 1 percenta populácie, sa nazývajú polymorfizmy. Príkladmi niektorých polymorfizmov sú farba vlasov a očí.
DNA a starnutie
Predpokladá sa, že v starnutí sa môže hromadiť nenapravené poškodenie DNA, čo pomáha riadiť proces starnutia. Aké faktory to môžu ovplyvniť?
Pri poškodení DNA spojenom so starnutím môže dôjsť k poškodeniu v dôsledku voľných radikálov. Tento jeden mechanizmus poškodenia však nemusí postačovať na vysvetlenie procesu starnutia. Môže ísť aj o niekoľko faktorov.
Jedna teória o tom, prečo sa poškodenie DNA hromadí v starnutí, je založená na evolúcii. Predpokladá sa, že poškodenie DNA sa opraví vernejšie, keď sme v reprodukčnom veku a máme deti. Po tom, čo sme prešli našimi vrcholnými reprodukčnými rokmi, proces opravy prirodzene klesá.
Ďalšou časťou DNA, ktorá sa môže podieľať na starnutí, sú teloméry. Teloméry sú úseky opakujúcich sa sekvencií DNA, ktoré sa nachádzajú na konci vašich chromozómov. Pomáhajú chrániť DNA pred poškodením, ale tiež sa skracujú pri každom cykle replikácie DNA.
S procesom starnutia je spojené skracovanie telomérov. Zistilo sa tiež, že niektoré faktory životného štýlu, ako je obezita, vystavenie cigaretovému dymu a psychologický stres, môžu prispieť k skráteniu telomery.
Možno, že výber zdravého životného štýlu, ako je udržiavanie zdravej váhy, zvládanie stresu a nefajčenie, môže spomaliť skracovanie telies? Táto otázka je pre výskumníkov naďalej veľmi zaujímavá.
Z čoho je DNA vyrobená?
Molekula DNA je tvorená nukleotidmi. Každý nukleotid obsahuje tri rôzne zložky - cukor, fosfátová skupina a dusíkatá báza.
Cukor v DNA sa nazýva 2'-deoxyribóza. Tieto molekuly cukru sa striedajú s fosfátovými skupinami a tvoria „chrbticu“reťazca DNA.
Každý cukor v nukleotide má k nemu pripojenú dusíkovú bázu. V DNA sa nachádzajú štyri rôzne typy dusíkatých báz. Zahŕňajú:
- adenín (A)
- cytozín (C)
- guanín (G)
- tymín (T)
Ako vyzerá DNA?
Dva vlákna DNA tvoria trojrozmernú štruktúru nazývanú dvojitá špirála. Keď je to znázornené, vyzerá to trochu ako rebrík, ktorý bol skrútený do špirály, v ktorej páry báz sú priečky a chrbtice cukrovky sú nohami.
Ďalej je potrebné poznamenať, že DNA v jadre eukaryotických buniek je lineárna, čo znamená, že konce každého vlákna sú voľné. V prokaryotickej bunke tvorí DNA kruhovú štruktúru.
Čo robí DNA?
DNA pomáha telu rásť
DNA obsahuje pokyny potrebné na to, aby organizmus - napríklad vy, vták alebo rastlina - mohol rásť, vyvíjať sa a rozmnožovať sa. Tieto inštrukcie sú uložené v sekvencii párov nukleotidových báz.
Vaše bunky čítajú tento kód naraz tri bázy, aby vytvorili proteíny, ktoré sú nevyhnutné pre rast a prežitie. Sekvencia DNA, v ktorej sú uložené informácie na vytvorenie proteínu, sa nazýva gén.
Každá skupina troch báz zodpovedá špecifickým aminokyselinám, ktoré sú stavebnými blokmi proteínov. Napríklad páry báz TGG špecifikujú aminokyselinu tryptofán, zatiaľ čo páry báz GGC špecifikujú aminokyseliny glycín.
Niektoré kombinácie, ako napríklad TAA, TAG a TGA, tiež označujú koniec proteínovej sekvencie. To hovorí, že bunka nepridáva do proteínu žiadne ďalšie aminokyseliny.
Proteíny sú tvorené rôznymi kombináciami aminokyselín. Keď sú umiestnené spolu v správnom poradí, každý proteín má jedinečnú štruktúru a funkciu vo vašom tele.
Ako sa dostanete z kódu DNA na proteín?
Doteraz sme sa dozvedeli, že DNA obsahuje kód, ktorý bunke poskytuje informácie o tom, ako vyrábať proteíny. Ale čo sa stane medzi tým? Jednoducho povedané, k tomu dochádza prostredníctvom dvojkrokového procesu:
Najprv sa tieto dva reťazce DNA oddelia. Potom špeciálne proteíny v jadre prečítali páry báz na reťazci DNA, aby vytvorili medziproduktovú molekulu mediátora.
Tento proces sa nazýva transkripcia a vytvorená molekula sa nazýva messenger RNA (mRNA). mRNA je ďalší typ nukleovej kyseliny a robí presne to, čo naznačuje jeho názov. Cestuje mimo jadra a slúži ako správa do bunkového mechanizmu, ktorý vytvára proteíny.
V druhom kroku špecializované komponenty bunky čítali správu mRNA tri páry báz naraz a pracovali na zostavení proteínu, aminokyseliny podľa aminokyseliny. Tento proces sa nazýva preklad.
Kde sa nachádza DNA?
Odpoveď na túto otázku môže závisieť od typu organizmu, o ktorom hovoríte. Existujú dva typy buniek - eukaryotické a prokaryotické.
Pre ľudí je DNA v každej z našich buniek.
Eukaryotické bunky
Ľudia a mnoho ďalších organizmov majú eukaryotické bunky. To znamená, že ich bunky majú jadro viazané na membránu a niekoľko ďalších štruktúr viazaných na membránu nazývaných organely.
V eukaryotickej bunke je DNA v jadre. Malé množstvo DNA sa nachádza aj v organelách nazývaných mitochondrie, ktoré sú hnacou silou bunky.
Pretože v jadre je obmedzené množstvo priestoru, DNA musí byť pevne zabalená. Existuje niekoľko rôznych štádií balenia, avšak konečné produkty sú štruktúry, ktoré nazývame chromozómy.
Prokaryotické bunky
Organizmy, ako sú baktérie, sú prokaryotické bunky. Tieto bunky nemajú jadro ani organely. V prokaryotických bunkách sa nachádza DNA pevne stočená v strede bunky.
Čo sa stane, keď sa vaše bunky rozdelia?
Bunky vášho tela sa delia ako normálna súčasť rastu a vývoja. V takom prípade musí mať každá nová bunka úplnú kópiu DNA.
Aby ste to dosiahli, vaša DNA musí podstúpiť proces nazývaný replikácia. Ak k tomu dôjde, dva vlákna DNA sa od seba oddelia. Potom špecializované bunkové proteíny používajú každý reťazec ako templát na vytvorenie nového reťazca DNA.
Po dokončení replikácie sú dve dvojvláknové molekuly DNA. Po dokončení delenia pôjde do každej novej bunky jedna súprava.
Zobrať
DNA je kľúčová pre náš rast, reprodukciu a zdravie. Obsahuje pokyny potrebné na to, aby vaše bunky produkovali proteíny, ktoré ovplyvňujú mnoho rôznych procesov a funkcií vo vašom tele.
Pretože DNA je taká dôležitá, môže poškodenie alebo mutácie niekedy prispieť k rozvoju choroby. Je však tiež dôležité pamätať na to, že mutácie môžu byť prospešné a môžu tiež prispieť k našej rozmanitosti.
