Miksi DNA on niin tärkeä? Yksinkertaisesti sanottuna, DNA sisältää elämän kannalta tarpeelliset ohjeet.
DNA: n sisällä oleva koodi tarjoaa ohjeita siitä, miten voidaan tehdä proteiineja, jotka ovat elintärkeitä kasvullemme, kehityksellemme ja yleiselle terveydellemme.
Tietoja DNA: sta
DNA tarkoittaa deoksiribonukleiinihappoa. Se koostuu nukleotideiksi kutsuttujen biologisten rakennuspalikoiden yksiköistä.
DNA on elintärkeä molekyyli paitsi ihmisille myös useimmille muille organismeille. DNA sisältää perinnöllisen materiaalimme ja geenimme - se tekee meidät ainutlaatuisiksi.
Mutta mitä DNA todella tekee? Jatka lukemista saadaksesi lisätietoja DNA: n rakenteesta, mitä se tekee ja miksi se on niin tärkeä.
DNA terveydessä, sairauksissa ja ikääntymisessä
Laajasi genomi
DNA: n koko sarjaa kutsutaan genomiksi. Se sisältää 3 miljardia emästä, 20 000 geeniä ja 23 paria kromosomeja!
Perit puolet DNA: stasi isältäsi ja puolet äidiltäsi. Tämä DNA tulee vastaavasti siittiöstä ja munasta.
Geenit muodostavat todella hyvin vähän genomistasi - vain yksi prosentti. Muut 99 prosenttia auttaa säätelemään asioita, kuten milloin, miten ja missä määrin proteiineja tuotetaan.
Tutkijat oppivat yhä enemmän tästä "ei-koodaavasta" DNA: sta.
DNA-vauriot ja mutaatiot
DNA-koodi on alttiina vaurioille. Itse asiassa on arvioitu, että kymmenissä tuhansissa DNA-vaurioita tapahtuu päivittäin jokaisessa solumme. Vaurioita voi tapahtua esimerkiksi DNA-replikaation virheiden, vapaiden radikaalien ja UV-säteilylle altistumisen vuoksi.
Mutta älä koskaan pelkää! Soluissasi on erikoistuneita proteiineja, jotka pystyvät havaitsemaan ja korjaamaan monia DNA-vaurioiden tapauksia. Itse asiassa on vähintään viisi suurta DNA: n korjausreittiä.
Mutaatiot ovat muutoksia DNA-sekvenssissä. Ne voivat joskus olla huonoja. Tämä johtuu siitä, että DNA-koodin muutoksella voi olla myötävirtainen vaikutus proteiinin valmistustapaan.
Jos proteiini ei toimi kunnolla, seurauksena voi olla tauti. Joitakin esimerkkejä sairauksista, jotka johtuvat mutaatioista yhdessä geenissä, ovat kystinen fibroosi ja sirppisoluanemia.
Mutaatiot voivat myös johtaa syövän kehitykseen. Esimerkiksi, jos geenit, jotka koodaavat solujen kasvuun liittyviä proteiineja, mutatoituvat, solut voivat kasvaa ja jakaa kontrollin ulkopuolella. Jotkut syöpää aiheuttavat mutaatiot voidaan periytyä, kun taas toiset voidaan hankkia altistumalla syöpää aiheuttaville aineille, kuten UV-säteilylle, kemikaaleille tai tupakansavulle.
Mutta kaikki mutaatiot eivät ole huonoja. Hankimme heitä koko ajan. Jotkut ovat vaarattomia, kun taas toiset myötävaikuttavat lajimme monimuotoisuuteen.
Muutoksia, joita tapahtuu yli yhdellä prosentilla väestöstä, kutsutaan polymorfismeiksi. Esimerkkejä joistakin polymorfismeista ovat hiusten ja silmien väri.
DNA ja ikääntyminen
Uskotaan, että korjaamattomat DNA-vauriot voivat kertyä ikääntyessään, mikä auttaa vanhentamaan prosessia. Mitkä tekijät voivat vaikuttaa tähän?
Jotkut, joilla voi olla suuri merkitys ikääntymiseen liittyvissä DNA-vaurioissa, ovat vapaiden radikaalien aiheuttamat vauriot. Tämä yksi vauriointimekanismi ei kuitenkaan välttämättä riitä selittämään ikääntymisprosessia. Useat tekijät voivat myös olla mukana.
Yksi teoria siitä, miksi DNA-vaurioita kertyy ikääntyessään, perustuu evoluutioon. Arvellaan, että DNA-vauriot korjataan uskollisemmin, kun olemme lisääntymisikäisiä ja saamme lapsia. Kun olemme ylittäneet lisääntymisvuodemme, korjausprosessi luonnollisesti hidastuu.
Toinen osa DNA: ta, joka voi osallistua ikääntymiseen, ovat telomeerit. Telomeerit ovat toistuvien DNA-sekvenssien jaksoja, jotka löytyvät kromosomiesi päistä. Ne auttavat suojaamaan DNA: ta vaurioilta, mutta myös lyhentävät jokaista DNA-replikaation kierrosta.
Telomeerin lyhenemiseen on liitetty ikääntymisprosessia. On myös havaittu, että jotkut elämäntapatekijät, kuten liikalihavuus, altistuminen tupakansavulle ja psykologinen stressi, voivat vaikuttaa telomeerin lyhentymiseen.
Ehkä terveellisten elämäntapojen valintojen tekeminen, kuten terveellisen painon ylläpitäminen, stressin hallinta ja tupakoimattomuus, voi hidastaa telomeerin lyhentymistä? Tämä kysymys kiinnostaa edelleen tutkijoita.
Mistä DNA on tehty?
DNA-molekyyli koostuu nukleotideistä. Jokainen nukleotidi sisältää kolme eri komponenttia - sokeri, fosfaattiryhmä ja typpiemäs.
DNA: n sokeria kutsutaan 2'-deoksiribosiksi. Nämä sokerimolekyylit vuorottelevat fosfaattiryhmien kanssa muodostaen DNA-juosteen "rungon".
Jokaiseen nukleotidin sokeriin on kiinnitetty typpiemäs. DNA: sta löytyy neljä erityyppistä typpiemästä. Ne sisältävät:
- adeniini (A)
- sytosiini (C)
- guaniini (G)
- tymiini (T)
Miltä DNA näyttää?
Nämä kaksi DNA-juostetta muodostavat 3-D-rakenteen, jota kutsutaan kaksoiskierreksi. Kuvitettuna se näyttää hiukan kuin tikkaat, jotka on kierretty spiraaliksi, jossa pohjaparit ovat rungot ja sokerifosfaatin rungot ovat jalat.
Lisäksi on syytä huomata, että eukaryoottisolujen ytimessä oleva DNA on lineaarinen, mikä tarkoittaa, että kunkin juosteen päät ovat vapaat. Prokaryoottisessa solussa DNA muodostaa pyöreän rakenteen.
Mitä DNA tekee?
DNA auttaa kehoasi kasvamaan
DNA sisältää ohjeet, jotka ovat välttämättömiä organismille - sinulle, lintulle tai esimerkiksi kasvelle - kasvaa, kehittyä ja lisääntyä. Nämä ohjeet tallennetaan nukleotidiemäsparien sekvenssiin.
Solusi lukevat tämän koodin kolme emästä kerrallaan tuottaakseen proteiineja, jotka ovat välttämättömiä kasvulle ja selviytymiselle. DNA-sekvenssiä, joka sisältää tietoja proteiinin valmistamiseksi, kutsutaan geeniksi.
Jokainen kolmen emäksen ryhmä vastaa spesifisiä aminohappoja, jotka ovat proteiinien rakennuspalikoita. Esimerkiksi emäsparit TGG määrittelevät aminohappo tryptofaanin, kun taas emäsparit GGC määrittelevät aminohapon glysiinin.
Jotkut yhdistelmät, kuten TAA, TAG ja TGA, osoittavat myös proteiinisekvenssin lopun. Tämä käskee solua olemaan lisäämättä enää aminohappoja proteiiniin.
Proteiinit koostuvat erilaisista aminohappoyhdistelmistä. Kun ne on sijoitettu yhteen oikeassa järjestyksessä, jokaisella proteiinilla on ainutlaatuinen rakenne ja toiminta kehossa.
Kuinka pääset DNA-koodista proteiiniin?
Toistaiseksi olemme oppineet, että DNA sisältää koodin, joka antaa solulle tietoa proteiinien valmistuksesta. Mutta mitä tapahtuu niiden välillä? Yksinkertaisesti sanottuna tämä tapahtuu kaksivaiheisella prosessilla:
Ensin, kaksi DNA-juostetta jakautuvat toisistaan. Sitten ytimen erityiset proteiinit lukevat emäsparit DNA-juosteesta välituotteen lähettimolekyylin luomiseksi.
Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi ja luodtua molekyyliä kutsutaan lähetti-RNA: ksi (mRNA). mRNA on toinen nukleiinihappotyyppi ja se tekee juuri sen, mitä nimensä viittaa. Se kulkee ytimen ulkopuolella ja toimii viestinä solukoneille, jotka rakentavat proteiineja.
Toisessa vaiheessa solun erikoistuneet komponentit lukevat mRNA: n sanoman kolme emäsparia kerrallaan ja työskentelevät proteiinin, aminohapon kokoamiseksi aminohapoksi. Tätä prosessia kutsutaan käännökseksi.
Mistä DNA löytyy?
Vastaus tähän kysymykseen voi riippua siitä millaisesta organismista puhut. Solutyyppejä on kahta tyyppiä - eukaryoottinen ja prokaryoottinen.
Ihmisille jokaisessa solussa on DNA.
Eukaryoottisolut
Ihmisillä ja monilla muilla organismeilla on eukaryoottisia soluja. Tämä tarkoittaa, että heidän soluissaan on membraaniin sitoutunut ydin ja useita muita membraaniin sitoutuneita rakenteita, joita kutsutaan organelleiksi.
Eukaryoottisolussa DNA on ytimessä. Pieni määrä DNA: ta löytyy myös mitokondrioiksi kutsutuista organelleista, jotka ovat solun voimalat.
Koska ytimessä on rajoitettu määrä tilaa, DNA: n on oltava tiiviisti pakattu. Pakkaamisessa on useita eri vaiheita, mutta lopputuotteet ovat rakenteita, joita kutsumme kromosomeiksi.
Prokaryoottiset solut
Organismit, kuten bakteerit, ovat prokaryoottisia soluja. Näillä soluilla ei ole ydintä tai organelleja. Prokaryoottisoluissa DNA löydetään tiukasti käärittynä solun keskelle.
Mitä tapahtuu, kun solut jakautuvat?
Kehosi solut jakautuvat normaaliksi osaksi kasvua ja kehitystä. Kun tämä tapahtuu, jokaisella uudella solulla on oltava täydellinen kopio DNA: ta.
Tämän saavuttamiseksi DNA: nne on läpikäytä replikaatioksi kutsuttu menetelmä. Kun tätä tapahtuu, kaksi DNA-juostetta jakautuvat toisistaan. Sitten erikoistuneet soluproteiinit käyttävät kutakin juostetta templaattina uuden DNA-juosteen valmistamiseksi.
Kun replikaatio on valmis, on olemassa kaksi kaksijuosteista DNA-molekyyliä. Yksi joukko menee jokaiseen uuteen soluun, kun jakaminen on valmis.
Ottaa mukaan
DNA: lla on keskeinen merkitys kasvullemme, lisääntymisellemme ja terveydellemme. Se sisältää ohjeet, jotka tarvitaan soluillesi proteiinien tuottamiseksi, jotka vaikuttavat kehon moniin eri prosesseihin ja toimintoihin.
Koska DNA on niin tärkeä, vauriot tai mutaatiot voivat joskus edistää sairauden kehittymistä. On kuitenkin myös tärkeää muistaa, että mutaatiot voivat olla hyödyllisiä ja edistää myös monimuotoisuuttamme.
