Čo je to DNA a ako funguje?
DNA je možno najslávnejšia biologická molekula; je prítomný vo všetkých formách života na zemi. Čo je to však DNA alebo deoxyribonukleová kyselina? Tu preberáme základné informácie.
Prakticky každá bunka v tele obsahuje DNA alebo genetický kód, ktorý vás robí ty. DNA nesie pokyny pre vývoj, rast, reprodukciu a fungovanie celého života.
Rozdiely v genetickom kóde sú dôvodom, prečo má jeden človek skôr modré oči ako hnedé, prečo sú niektorí ľudia náchylní na určité choroby, prečo majú vtáky iba dve krídla a prečo majú žirafy dlhý krk.
Úžasné je, že keby sa rozlúštila všetka DNA v ľudskom tele, dosiahla by sa na slnko a späť viac ako 300-krát.
V tomto článku rozoberieme základy DNA, z čoho je vyrobená a ako funguje.
Čo je to DNA?
Stručne povedané, DNA je dlhá molekula, ktorá obsahuje jedinečný genetický kód každého človeka. Obsahuje pokyny pre tvorbu bielkovín, ktoré sú nevyhnutné pre fungovanie nášho tela.
Pokyny o DNA sa prenášajú z rodiča na dieťa, pričom zhruba polovica detskej DNA pochádza od otca a polovica od matky.
Štruktúra
DNA je dvojvláknová molekula, ktorá sa javí ako skrútená a dáva jej jedinečný tvar označovaný ako dvojitá špirála.
Každé z dvoch reťazcov je dlhá sekvencia nukleotidov alebo jednotlivých jednotiek tvorených:
- molekula fosfátu
- molekula cukru zvaná deoxyribóza, obsahujúca päť uhlíkov
- oblasť obsahujúca dusík
Existujú štyri typy oblastí obsahujúcich dusík, ktoré sa nazývajú zásady:
- adenín (A)
- cytozín (C)
- guanín (G)
- tymín (T)
Poradie týchto štyroch báz tvorí genetický kód, ktorý je našim návodom na život.
Bázy dvoch vlákien DNA sú navzájom spojené a vytvárajú rebríkový tvar. V rámci rebríka sa A vždy drží na T a G sa vždy drží na C, aby vytvoril „priečky“. Dĺžka rebríka je tvorená cukrovými a fosfátovými skupinami.
Obalová DNA: Chromatín a chromozómy
Obrazový kredit: Národný ústav pre výskum ľudského genómu
Väčšina DNA žije v jadrách buniek a časť sa nachádza v mitochondriách, ktoré sú bunkami energie.
Pretože máme toľko DNA (2 metre v každej bunke) a naše jadrá sú také malé, musí byť DNA zabalená neuveriteľne prehľadne.
Pramene DNA sú zauzlené, stočené a zabalené okolo proteínov nazývaných históny. V tomto zvinutom stave sa nazýva chromatín.
Chromatín sa ďalej kondenzuje procesom nazývaným zvitková cievka a potom sa balí do štruktúr nazývaných chromozómy. Tieto chromozómy tvoria známy tvar „X“, ako je vidieť na obrázku vyššie.
Každý chromozóm obsahuje jednu molekulu DNA. Ľudia majú 23 párov chromozómov alebo celkom 46 chromozómov. Je zaujímavé, že ovocné mušky majú 8 chromozómov a holuby 80.
Chromozóm 1 je najväčší a obsahuje okolo 8 000 génov. Najmenší je chromozóm 21 s približne 3 000 génmi.
Čo je to gén?
Každá dĺžka DNA, ktorá kóduje konkrétny proteín, sa nazýva gén. Jeden gén napríklad kóduje proteínový inzulín, hormón, ktorý pomáha regulovať hladinu cukru v krvi. Ľudia majú okolo 20 000 - 30 000 génov, aj keď odhady sa líšia.
Naše gény tvoria iba asi 3 percentá našej DNA, zvyšných 97 percent je menej dobre pochopených. Predpokladá sa, že vynikajúca DNA je zapojená do regulácie transkripcie a translácie.
Ako DNA vytvára bielkoviny?
Aby gény vytvorili proteín, existujú dva hlavné kroky:
Prepis: Kód DNA sa skopíruje, aby sa vytvorila messenger RNA (mRNA). RNA je kópiou DNA, ale zvyčajne je jednovláknová. Ďalším rozdielom je, že RNA neobsahuje bázu tymínu (T), ktorá je nahradená uracilom (U).
Preklad: mRNA je translatovaná na aminokyseliny prenosovou RNA (tRNA).
mRNA sa číta v trojpísmenových častiach nazývaných kodóny. Každý kodón kóduje konkrétnu aminokyselinu alebo stavebný blok proteínu. Napríklad kodón GUG kóduje aminokyselinu valín.
Existuje 20 možných aminokyselín.
Čo je to telomer?
Teloméry sú oblasti opakujúcich sa nukleotidov na konci chromozómov.
Chránia konce chromozómu pred poškodením alebo spojením s inými chromozómami.
Boli prirovnávané k plastovým špičkám na šnúrkach, ktoré im bránia v rozstrapkaní.
Ako starneme, táto ochranná oblasť sa neustále zmenšuje. Zakaždým, keď sa bunka rozdelí a DNA sa replikuje, telomera sa skracuje.
Stručne
Chromozómy sú pevne stočené vlákna DNA. Gény sú časti DNA, ktoré kódujú jednotlivé proteíny.
Inými slovami, DNA je hlavným plánom života na Zemi a zdrojom úžasnej rozmanitosti, ktorú vidíme okolo seba.
