DNA vysvetlená a preskúmaná

Obsah

• O DNA
• DNA v zdraví, chorobe a starnutí
• Váš expanzívny genóm
• Poškodenie DNA a mutácie
• DNA a starnutie
• Z čoho sa vyrába DNA?
• Ako vyzerá DNA?
• Čo robí DNA?
• DNA pomáha telu rásť
• Ako sa dostanete z kódu DNA k proteínu?
• Kde sa nachádza DNA?
• Eukaryotické bunky
• Prokaryotické bunky
• Čo sa stane, keď sa vaše bunky rozdelia?
• Zobrať

Prečo je DNA taká dôležitá? Zjednodušene povedané, DNA obsahuje pokyny potrebné pre život.

Kód v našej DNA poskytuje pokyny, ako vyrábať proteíny, ktoré sú životne dôležité pre náš rast, vývoj a celkové zdravie.

O DNA

DNA znamená deoxyribonukleovú kyselinu. Skladá sa 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 robiť? Pokračujte v čítaní a dozviete sa viac o štruktúre DNA, o tom, čo robí, a prečo je to také dôležité.

DNA v zdraví, chorobe a starnutí

Váš expanzívny genóm

Kompletná sada vašej DNA sa nazýva váš genóm. Obsahuje 3 miliardy báz, 20 000 génov a 23 párov chromozómov!

Polovicu svojej DNA dedíte po otcovi a polovicu po matke. Táto DNA pochádza zo spermií a vajíčka.

Gény tvoria skutočne veľmi málo z vášho genómu - iba 1 percento. Zvyšných 99 percent pomáha regulovať veci, ako kedy, ako a v akom množstve sa bielkoviny produkujú.

Vedci sa stále dozvedajú viac a viac 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 vyskytnú desiatky tisíc poškodení DNA. Môže dôjsť k poškodeniu v dôsledku vecí, ako sú chyby v replikácii DNA, voľné radikály a vystavenie UV žiareniu.

Ale nikdy sa nebojte! Vaše bunky majú špecializované proteíny, ktoré sú schopné detekovať a opraviť veľa prípadov poškodenia DNA. V skutočnosti existuje najmenej päť hlavných spôsobov opravy DNA.

Mutácie sú zmeny v sekvencii DNA. Môžu byť niekedy zlé. Je to preto, lebo zmena kódu DNA môže mať následný dopad na spôsob výroby proteínu.

Ak proteín nefunguje správne, môže dôjsť k ochoreniu. Niektoré príklady chorôb, ktoré sa vyskytujú v dôsledku mutácií v jednom géne, zahŕňajú cystickú fibrózu a kosáčikovitú anémiu.

Mutácie môžu tiež viesť k rozvoju rakoviny. Napríklad, ak sú mutované gény kódujúce proteíny zapojené do bunkového rastu, bunky môžu rásť a deliť sa mimo kontrolu. Niektoré mutácie spôsobujúce rakovinu môžu byť zdedené, zatiaľ čo iné sa dajú získať pôsobením karcinogénov, ako je UV žiarenie, chemikálie alebo cigaretový dym.

Ale nie všetky mutácie sú zlé. Získavame ich stále. Niektoré sú neškodné, zatiaľ čo iné prispievajú k našej rozmanitosti druhov.

Zmeny, ku ktorým dôjde u viac ako 1 percenta populácie, sa nazývajú polymorfizmy. Príklady niektorých polymorfizmov sú farba vlasov a očí.

DNA a starnutie

Verí sa, že neopravené poškodenie DNA sa môže hromadiť, ako starneme, a pomáha tak riadiť proces starnutia. Aké faktory to môžu ovplyvniť?

Niečo, čo môže hrať veľkú úlohu pri poškodení DNA spojenom so starnutím, je poškodenie spôsobené voľnými radikálmi. Tento jeden mechanizmus poškodenia však nemusí stačiť na vysvetlenie procesu starnutia. Môže byť tiež zapojených niekoľko faktorov.

Jeden z dôvodov, prečo sa poškodenie DNA hromadí s pribúdajúcim vekom, je založený na evolúcii. Predpokladá sa, že poškodenie DNA sa opraví vernejšie, keď sme v reprodukčnom veku a máme deti. Po tom, čo sme prekonali naše vrcholné reprodukčné roky, 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 koncoch vašich chromozómov. Pomáhajú chrániť DNA pred poškodením, ale tiež sa skracujú s každým kolom replikácie DNA.

Skrátenie telomer bolo spojené s procesom starnutia. Zistilo sa tiež, že niektoré faktory životného štýlu, ako je obezita, vystavenie cigaretovému dymu a psychický stres, môžu prispieť k skráteniu telomér.

Možno, že výber zdravého životného štýlu, ako je udržiavanie zdravej hmotnosti, zvládanie stresu a nefajčenie, môže spomaliť skrátenie telomer? Táto otázka je pre výskumníkov naďalej veľmi zaujímavá.

Z čoho sa vyrába DNA?

Molekula DNA je tvorená nukleotidmi. Každý nukleotid obsahuje tri rôzne zložky - cukor, fosfátovú skupinu a dusíkatú bázu.

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 na sebe 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 reťazce DNA tvoria 3-D štruktúru nazývanú dvojitá špirála. Keď je to znázornené, vyzerá to trochu ako rebrík, ktorý je stočený do špirály, v ktorej sú dvojicami základov priečky a chrbticami kostry fosfátu cukru nohy.

Ďalej stojí za zmienku, 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, ktoré sú nevyhnutné pre to, aby organizmus - napríklad vy, vták alebo rastlina - rástol, vyvíjal sa a množiť sa. Tieto pokyny sú uložené v sekvencii párov nukleotidových báz.

Vaše bunky čítajú tento kód po troch bázach, aby vytvorili proteíny, ktoré sú nevyhnutné pre rast a prežitie. Sekvencia DNA, ktorá obsahuje informácie na výrobu proteínu, sa nazýva gén.

Každá skupina troch báz zodpovedá konkrétnym aminokyselinám, ktoré sú stavebnými kameňmi bielkovín. Napríklad páry báz T-G-G špecifikujú aminokyselinu tryptofán, zatiaľ čo páry báz G-G-C špecifikujú aminokyselinu glycín.

Niektoré kombinácie, ako napríklad T-A-A, T-A-G a T-G-A, tiež označujú koniec proteínovej sekvencie. Toto hovorí bunke, aby nepridávala k proteínu ďalšie aminokyseliny.

Bielkoviny sú tvorené rôznymi kombináciami aminokyselín. Ak sú všetky proteíny umiestnené v správnom poradí, majú vo vašom tele jedinečnú štruktúru a funkciu.

Ako sa dostanete z kódu DNA k proteínu?

Doteraz sme sa dozvedeli, že DNA obsahuje kód, ktorý bunke poskytuje informácie o tom, ako vyrábať proteíny. Čo sa však deje medzi tým? Jednoducho povedané, toto sa deje v dvoch krokoch:

Najskôr sa dva reťazce DNA rozdelili. Potom špeciálne proteíny v jadre prečítali páry báz na vlákne DNA a vytvorili medziľahlú mediálnu molekulu.

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 jej názov. Cestuje mimo jadro a slúži ako správa bunkovému aparátu, ktorý vytvára proteíny.

V druhom kroku špecializované zložky bunky prečítali správu mRNA tri páry báz naraz a pracovali na zostavení proteínu, aminokyseliny po aminokyseline. 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 v každej našej bunke DNA.

Eukaryotické bunky

Ľudia a mnoho ďalších organizmov majú eukaryotické bunky. To znamená, že ich bunky majú membránovo viazané jadro a niekoľko ďalších membránovo viazaných štruktúr nazývaných organely.

V eukaryotickej bunke je DNA v jadre. Malé množstvo DNA sa nachádza aj v organelách nazývaných mitochondrie, ktoré sú energetickými bunkami.

Pretože v jadre je obmedzené množstvo priestoru, musí byť DNA pevne zabalená. Existuje niekoľko rôznych fáz balenia, avšak konečnými produktmi sú štruktúry, ktoré nazývame chromozómy.

Prokaryotické bunky

Organizmy ako baktérie sú prokaryotické bunky. Tieto bunky nemajú jadro ani organely. V prokaryotických bunkách sa DNA nachádza pevne stočená v strede bunky.

Čo sa stane, keď sa vaše bunky rozdelia?

Bunky vášho tela sa delia ako normálna súčasť rastu a vývoja. Keď sa to stane, každá nová bunka musí mať úplnú kópiu DNA.

Aby ste to dosiahli, musí vaša DNA podstúpiť proces nazývaný replikácia. Ak k tomu dôjde, dva reťazce DNA sa rozdelia. Potom špecializované bunkové proteíny používajú každé vlákno ako šablónu na výrobu nového vlákna DNA.

Po dokončení replikácie existujú dve dvojvláknové molekuly DNA. Po dokončení rozdelenia pôjde do každej novej bunky jedna sada.

Zobrať

DNA je rozhodujúca pre náš rast, reprodukciu a zdravie. Obsahuje pokyny potrebné na to, aby vaše bunky produkovali bielkoviny, ktoré ovplyvňujú mnoho rôznych procesov a funkcií vo vašom tele.

Pretože DNA je taká dôležitá, poškodenie alebo mutácie môžu niekedy prispieť k rozvoju choroby. Je však tiež dôležité mať na pamäti, že mutácie môžu byť prospešné a prispieť tiež k našej rozmanitosti.