Objašnjena i istražena DNK

Sadržaj

• O DNK
• DNK u zdravlju, bolestima i starenju
• Vaš ekspanzivni genom
• Oštećenje DNK i mutacije
• DNK i starenje
• Od čega je sačinjena DNK?
• Kako izgleda DNK?
• Šta DNK radi?
• DNK pomaže vašem tijelu da raste
• Kako od DNK koda doći do proteina?
• Gdje se nalazi DNK?
• Eukariotske stanice
• Prokariotske stanice
• Šta se događa kada se vaše ćelije podijele?
• Oduzmi

Zašto je DNK tako važna? Pojednostavljeno, DNK sadrži upute potrebne za život.

Kod unutar naše DNK pruža upute o tome kako stvoriti proteine ​​koji su vitalni za naš rast, razvoj i cjelokupno zdravlje.

O DNK

DNK je skraćenica od deoksiribonukleinske kiseline. Sastoji se od jedinica bioloških gradivnih blokova nazvanih nukleotidi.

DNK je vitalni molekul ne samo za ljude, već i za većinu drugih organizama. DNK sadrži naš nasljedni materijal i naše gene - to je ono što nas čini jedinstvenima.

Ali šta zapravo znači DNK učiniti? Nastavite čitati kako biste otkrili više o strukturi DNK, onome što ona čini i zašto je to tako važno.

DNK u zdravlju, bolestima i starenju

Vaš ekspanzivni genom

Kompletna garnitura vaše DNK naziva se vašim genomom. Sadrži 3 milijarde baza, 20 000 gena i 23 para hromozoma!

Polovinu DNK nasljeđujete od oca, a polovinu od majke. Ova DNK dolazi iz sperme, odnosno iz jajne stanice.

Geni zapravo čine vrlo malo vašeg genoma - samo 1 posto. Ostalih 99 posto pomaže u reguliranju stvari poput kada, kako i u kojoj količini se proizvode proteini.

Naučnici i dalje uče sve više i više o ovoj „nekodirajućoj“ DNK.

Oštećenje DNK i mutacije

DNK kod je sklon oštećenju. Zapravo se procjenjuje da se svakodnevno u svakoj od naših ćelija događaju deseci hiljada oštećenja DNK. Šteta može nastati zbog stvari poput grešaka u replikaciji DNK, slobodnih radikala i izloženosti UV zračenju.

Ali nikad se ne boj! Vaše stanice imaju specijalizirane proteine ​​koji su u stanju otkriti i popraviti mnoge slučajeve oštećenja DNK. Zapravo postoji najmanje pet glavnih puteva popravljanja DNK.

Mutacije su promjene u sekvenci DNK. Ponekad mogu biti loše. To je zato što promjena DNK koda može imati daljnji utjecaj na način stvaranja proteina.

Ako protein ne radi pravilno, može doći do bolesti. Neki primjeri bolesti koje se javljaju zbog mutacija jednog gena uključuju cističnu fibrozu i anemiju srpastih ćelija.

Mutacije takođe mogu dovesti do razvoja karcinoma. Na primjer, ako se mutiraju geni koji kodiraju proteine ​​koji sudjeluju u staničnom rastu, stanice mogu rasti i dijeliti se izvan kontrole. Neke mutacije koje uzrokuju rak mogu se naslijediti, dok se druge mogu steći izlaganjem kancerogenim sredstvima poput UV zračenja, hemikalija ili cigaretnog dima.

Ali nisu sve mutacije loše. Stalno ih stječemo. Neki su bezopasni, dok drugi doprinose našoj raznolikosti kao vrste.

Promjene koje se javljaju u više od 1 posto populacije nazivaju se polimorfizmi. Primjeri nekih polimorfizama su boja kose i očiju.

DNK i starenje

Smatra se da se nepopravljena oštećenja DNK mogu nakupljati kako starimo, pomažući u pokretanju procesa starenja. Koji faktori mogu uticati na ovo?

Nešto što može igrati veliku ulogu u oštećenju DNA povezanoj sa starenjem je oštećenje uslijed slobodnih radikala. Međutim, ovaj jedan mehanizam oštećenja možda nije dovoljan da objasni proces starenja. Nekoliko faktora takođe može biti uključeno.

Jedan od razloga zašto se DNK akumulira kako starimo zasnovan je na evoluciji. Smatra se da se oštećenja DNK vjernije popravljaju kada smo u reproduktivnoj dobi i imamo djecu. Nakon što smo prošli svoje vrhunske reproduktivne godine, postupak popravljanja prirodno opada.

Drugi dio DNK koji može biti uključen u starenje su telomeri. Telomere su dijelovi ponavljajućih sekvenci DNK koji se nalaze na krajevima vaših hromozoma. Oni pomažu u zaštiti DNK od oštećenja, ali se također skraćuju sa svakim krugom replikacije DNK.

Skraćivanje telomera povezano je s procesom starenja. Također je utvrđeno da neki faktori životnog stila poput pretilosti, izloženosti dimu cigareta i psihološkog stresa mogu pridonijeti skraćivanju telomera.

Možda donošenje zdravog načina života poput održavanja zdrave težine, upravljanja stresom i nepušenja može usporiti skraćivanje telomera? Ovo pitanje i dalje je od velikog interesa za istraživače.

Od čega je sačinjena DNK?

Molekula DNK sastoji se od nukleotida. Svaki nukleotid sadrži tri različite komponente - šećer, fosfatnu skupinu i bazu azota.

Šećer u DNK naziva se 2’-deoksiriboza. Ovi se molekuli šećera izmjenjuju s fosfatnim skupinama, čineći "okosnicu" lanca DNA.

Svaki šećer u nukleotidu ima vezanu bazu azota. Postoje četiri različite vrste azotnih baza koje se nalaze u DNK. Sadrže:

• adenin (A)
• citozin (C)
• gvanin (G)
• timin (T)

Kako izgleda DNK?

Dva lanca DNK čine trodimenzionalnu strukturu koja se naziva dvostruka zavojnica. Kad se ilustrira, izgleda pomalo poput ljestvi koja je uvijena u spiralu u kojoj su osnovni parovi prečke, a okosnice šećernog fosfata noge.

Uz to, vrijedi napomenuti da je DNK u jezgri eukariotskih ćelija linearna, što znači da su krajevi svakog lanca slobodni. U prokariotskoj ćeliji DNK tvori kružnu strukturu.

Šta DNK radi?

DNK pomaže vašem tijelu da raste

DNK sadrži uputstva koja su potrebna organizmu - na primjer, vama, ptici ili biljci - da raste, razvija se i razmnožava. Ove upute pohranjene su u slijedu parova baza nukleotida.

Vaše stanice čitaju ovaj kod odjednom tri baze kako bi generirale proteine ​​koji su neophodni za rast i preživljavanje. DNK sekvenca u kojoj se nalaze informacije o stvaranju proteina naziva se gen.

Svaka grupa od tri baze odgovara određenim aminokiselinama, koje su građevni blokovi proteina. Na primjer, parovi baza T-G-G specificiraju aminokiselinu triptofan, dok parovi baza G-G-C navode aminokiselinu glicin.

Neke kombinacije, poput T-A-A, T-A-G i T-G-A, takođe ukazuju na kraj proteinske sekvence. To govori ćeliji da više ne dodaje aminokiseline u protein.

Proteini se sastoje od različitih kombinacija aminokiselina. Kada se slože u pravilnom redoslijedu, svaki protein ima jedinstvenu strukturu i funkciju u vašem tijelu.

Kako od DNK koda doći do proteina?

Do sada smo saznali da DNK sadrži kod koji ćeliji daje informacije o tome kako stvarati proteine. Ali što se događa između? Jednostavno rečeno, ovo se događa kroz postupak u dva koraka:

Prvo, dva lanca DNK se razdvajaju. Zatim, posebni proteini unutar jezgre očitavaju bazne parove na DNA lancu kako bi stvorili molekulu srednjeg glasnika.

Taj se proces naziva transkripcija, a stvoreni molekul naziva se messenger RNA (mRNA). mRNA je druga vrsta nukleinske kiseline i radi upravo ono što joj i ime govori. Putuje izvan jezgre, služeći kao poruka ćelijskoj mašineriji koja gradi proteine.

U drugom koraku, specijalizirane komponente ćelije istovremeno čitaju poruku mRNA po tri bazna para i rade na okupljanju proteina, aminokiseline po aminokiselini. Ovaj proces se naziva prevođenje.

Gdje se nalazi DNK?

Odgovor na ovo pitanje može ovisiti o vrsti organizma o kojem govorite. Postoje dvije vrste stanica - eukariotske i prokariontske.

Za ljude postoji DNK u svakoj od naših ćelija.

Eukariotske stanice

Ljudi i mnogi drugi organizmi imaju eukariotske ćelije. To znači da njihove stanice imaju membranu vezanu jezgru i nekoliko drugih membranski vezanih struktura nazvanih organele.

U eukariotskoj ćeliji DNK je unutar jezgre. Mala količina DNK nalazi se i u organelama zvanim mitohondriji, koje su snage stanice.

Budući da unutar jezgre postoji ograničena količina prostora, DNK mora biti čvrsto zapakirana. Postoji nekoliko različitih faza pakiranja, no konačni proizvodi su strukture koje nazivamo hromozomima.

Prokariotske stanice

Organizmi poput bakterija su prokariotske ćelije. Te ćelije nemaju jezgru ili organele. U prokariotskim ćelijama DNK se nalazi čvrsto namotanim u sredini ćelije.

Šta se događa kada se vaše ćelije podijele?

Ćelije vašeg tijela dijele se kao normalan dio rasta i razvoja. Kada se to dogodi, svaka nova ćelija mora imati potpunu kopiju DNK.

Da bi se to postiglo, vaša DNK mora proći postupak koji se naziva replikacija. Kada se to dogodi, dva lanca DNK se razdvajaju. Zatim, specijalizovani ćelijski proteini koriste svaki lanac kao predložak za stvaranje novog lanca DNK.

Kada se replikacija završi, postoje dva dvolančana molekula DNA. Jedan set će ući u svaku novu ćeliju kada se dijeljenje završi.

Oduzmi

DNK je ključna za naš rast, reprodukciju i zdravlje. Sadrži upute potrebne za vaše stanice da proizvode proteine ​​koji utječu na mnoge različite procese i funkcije u vašem tijelu.

Budući da je DNK toliko važna, oštećenja ili mutacije ponekad mogu doprinijeti razvoju bolesti. Međutim, također je važno imati na umu da mutacije mogu biti korisne i pridonijeti našoj raznolikosti.