Wyjaśniamy, czym jest DNA i dlaczego jest niezbędne do życia. Struktura, replikacja DNA i różnice między DNA a RNA.
DNA ma również kształt podwójnej helisy, zwiniętej na sobie.Czym jest DNA?
DNA lub kwas dezoksyrybonukleinowy to a polimer niezbędny dla życie, znalezione we wszystkich komórki z istoty żywe i najbardziej w środku wirus. Jest to złożone, długie białko, wewnątrz którego przechowywana jest cała informacja genetyczna jednostki, czyli instrukcje syntezy wszystkich białka które składają się na jego organizm: można by powiedzieć, że zawiera molekularne instrukcje do złożenia żywej istoty.
Najmniejsze jednostki takiej informacji genetycznej nazywają się geny i składają się z określonej sekwencji nukleotydów, które tworzą DNA, a także umożliwiają ich dziedziczną transmisję, coś ważnego dla ewolucji życia. Również w tych Struktury zawarte są również informacje o tym, jak i kiedy powinna nastąpić synteza podstawowych składników komórek.
DNA jest zawarte w komórkach, albo rozproszone w ich cytoplazma (w przypadku organizmów prokariota: bakteria i archeony) i lub w obrębie Jądro komórkowe (w przypadku eukarionty: podłogi, Zwierząt, grzyby). Do jego dekodowania i wykorzystania jako matrycy wymagana jest interwencja RNA lub kwasu rybonukleinowego, który odczytuje strukturę i wykorzystuje ją jako matrycę w procesie zwanym transkrypcją/translacją.
Trzeba powiedzieć, że DNA każdej osoby jest niepowtarzalne i inne, jest produktem kombinacji kodów genetycznych ich rodziców w procesie, który zachodzi losowo. To oczywiście w organizmach rozmnażanie płciowe, w którym każdy protoplasta wnosi połowę swojego genomu do stworzenia nowego osobnika. W przypadku Jednokomórkowe organizmy z rozmnażanie bezpłciowe, cząsteczka DNA reprodukuje się w procesie zwanym replikacja.
Zawartość genetyczna DNA jest niezwykle cenna dla życia, a mimo to możliwe jest, że dozna ona uszkodzeń w wyniku kontaktu z mutagenami: promieniowaniem jonizującym, niektórymi pierwiastkami chemicznymi czy nawet niektórymi lekami (jak w przypadku chemioterapii), co prowadziłoby do błędy transkrypcji podczas syntezy komórkowej. Może to prowadzić do choroby i śmierć jednostki, czy też dziedzicznej transmisji wadliwych struktur, dającej początek potomkom z wrodzonymi wadami.
Struktura DNA
Cząsteczka DNA to długi ciąg jednostek zwanych nukleotydami, które z kolei składają się z cząsteczki cukru (w tym przypadku dezoksyrybozy: C5H10O4), zasady azotowej (którą może być adenina, guanina, cytozyna lub tymina) oraz grupy fosforanowej, która służy jako wiązanie między nukleotydami. W związku z tym każdy nukleotyd różni się od innych posiadaną przez siebie zasadą azotową i wszystkie razem tworzą łańcuch zwany Sekwencja DNA i które można przepisać za pomocą inicjału każdej zasady, na przykład: ACTAGTCAGT…
DNA ma również kształt podwójnej helisy, zwiniętej w trzy różne wzory (zwane A, B i Z), zgodnie z jego sekwencją, liczbą zasad i określoną funkcją. Ta struktura powstaje dzięki połączeniu dwóch nici nukleotydów za pomocą wiązań wodorowych.
Replikacja DNA
Replikacja to proces, w którym cząsteczka DNA generuje dwie identyczne do siebie i ma kluczowe znaczenie dla reprodukcja komórek, ponieważ wszystkie komórki ciała muszą mieć ten sam dokładny genom (jak w organizmach rozmnażających się bezpłciowo, które są praktycznie klonami siebie).
Proces składa się z rozdzielenia dwóch nici DNA, z których każda będzie funkcjonować jako matryca do syntezy nowego partnera. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, w końcu będą dwie identyczne cząsteczki oryginalnego DNA, obie w podwójnej helisie. Dlatego replikacja jest kluczem do: dziedzictwo.
Zakłada się trzy typy replikacji DNA:
- Semikonserwatywny. Jak opisano powyżej, nici oddzielają się i z każdej ze starych syntetyzowana jest nowa.
- Konserwatywny. Miałoby to miejsce, gdyby dwie stare nici, po tym, jak posłużyły jako matryca, wróciły razem ze swoim starym partnerem, a na końcu powstałaby zupełnie nowa cząsteczka DNA, obok starej, która miałaby zostać zrekonstruowana.
- Dyspersyjny. Stałoby się tak, gdyby powstałe helisy składały się z fragmentów starego i nowego DNA.
Różnice między DNA a RNA
DNA i RNA są to łańcuchy podobnych nukleotydów, ale różnią się, jak wskazuje ich nazwa, rodzajem cukru obecnego w ich strukturze: odpowiednio dezoksyrybozą i rybozą.
Co więcej, RNA jest prawie cztery razy większe niż DNA i składa się z jednej helisy, a nie dwóch. To rozróżnienie jest oczywiście również funkcjonalne, ponieważ DNA zawiera matrycę genetyczną, a RNA jest odpowiedzialne za jego wykonanie lub transport.