DNA útskýrt og kannað

Efni.

• Um DNA
• DNA í heilsu, sjúkdómum og öldrun
• Víðfeðmt erfðamengi þitt
• DNA skemmdir og stökkbreytingar
• DNA og öldrun
• Úr hverju er DNA búið?
• Hvernig lítur DNA út?
• Hvað gerir DNA?
• DNA hjálpar líkama þínum að vaxa
• Hvernig kemstu frá DNA kóðanum í prótein?
• Hvar er DNA að finna?
• Heilkjörnufrumur
• Krabbameinsfrumur
• Hvað gerist þegar frumurnar þínar skipta sér?
• Taka í burtu

Af hverju er DNA svona mikilvægt? Einfaldlega sagt, DNA inniheldur þær leiðbeiningar sem nauðsynlegar eru fyrir lífið.

Kóðinn í DNA okkar veitir leiðbeiningar um hvernig á að búa til prótein sem eru lífsnauðsynleg fyrir vöxt okkar, þroska og almennt heilsufar.

Um DNA

DNA stendur fyrir deoxýribonucleic sýru. Það samanstendur af einingum líffræðilegra byggingareininga sem kallast núkleótíð.

DNA er mjög mikilvæg sameind fyrir ekki aðeins menn, heldur einnig fyrir flestar aðrar lífverur. DNA inniheldur arfgengt efni okkar og genin okkar - það er það sem gerir okkur einstök.

En hvað gerir DNA eiginlega gera? Haltu áfram að lesa til að uppgötva meira um uppbyggingu DNA, hvað það gerir og hvers vegna það er svo mikilvægt.

DNA í heilsu, sjúkdómum og öldrun

Víðfeðmt erfðamengi þitt

Heildarmengi DNA þíns er kallað erfðamengi þitt. Það inniheldur 3 milljarða basa, 20.000 gen og 23 pör litninga!

Þú erfir helming DNA þíns frá föður þínum og helmingur frá móður þinni. Þetta DNA kemur frá sæðisfrumum og eggjum.

Gen eru í raun mjög lítið af erfðamengi þínu - aðeins 1 prósent. Hin 99 prósentin hjálpa til við að stjórna hlutum eins og hvenær, hvernig og í hvaða magni prótein eru framleidd.

Vísindamenn eru enn að læra meira og meira um þetta „non-coding“ DNA.

DNA skemmdir og stökkbreytingar

DNA kóðinn er hættur við skemmdum. Reyndar er áætlað að tugþúsundir DNA skemmdaatburða eigi sér stað á hverjum degi í öllum frumum okkar. Skemmdir geta komið fram vegna hluti eins og villur í afritun DNA, sindurefna og útsetningu fyrir UV-geislun.

En aldrei óttast! Frumur þínar eru með sérhæfð prótein sem geta greint og bætt mörg tilfelli af DNA skemmdum. Reyndar eru að minnsta kosti fimm helstu DNA viðgerðarleiðir.

Stökkbreytingar eru breytingar á DNA röðinni. Þeir geta stundum verið slæmir. Þetta er vegna þess að breyting á DNA kóða getur haft áhrif á niðurstreymi á því hvernig prótein er framleitt.

Ef próteinið virkar ekki rétt, geta sjúkdómar valdið því. Nokkur dæmi um sjúkdóma sem koma fram vegna stökkbreytinga í einu geni eru blöðrubólga og sigðfrumublóðleysi.

Stökkbreytingar geta einnig leitt til þróunar krabbameins. Til dæmis, ef gen sem kóða fyrir prótein sem taka þátt í frumuvöxt eru stökkbreytt, geta frumur vaxið og deilt utan stjórnunar. Sumar krabbameinsvaldandi stökkbreytingar geta erft en aðrar er hægt að eignast með váhrifum á krabbameinsvaldandi efni eins og útfjólubláa geislun, efni eða sígarettureyk.

En ekki eru allar stökkbreytingar slæmar. Við erum að eignast þá allan tímann. Sumir eru skaðlausir en aðrir stuðla að fjölbreytileika okkar sem tegundar.

Breytingar sem eiga sér stað hjá meira en 1 prósent þjóðarinnar kallast fjölbreytur. Dæmi um nokkrar margbreytingar eru hár og augnlitur.

DNA og öldrun

Talið er að óbætt DNA skaði geti safnast þegar við eldumst og stuðlað að öldruninni. Hvaða þættir geta haft áhrif á þetta?

Eitthvað sem getur spilað stórt hlutverk í DNA skemmdum sem fylgja öldrun er skemmdir vegna sindurefna. Hins vegar er þetta eina tjónakerfi ekki nægjanlegt til að skýra öldrunarferlið. Nokkrir þættir geta einnig komið við sögu.

Ein af hverju DNA skaði safnast þegar við eldumst byggist á þróun. Talið er að DNA-skemmdir séu bættar af trúmennsku þegar við erum á æxlunaraldri og eigum börn. Eftir að við erum búin að ná háum æxlunarárum minnkar náttúrulega viðgerðarferlið.

Annar hluti DNA sem kann að taka þátt í öldrun eru fjarmerki. Símlíki eru teygjur af endurteknum DNA röðum sem finnast í endum litninga þinna. Þeir hjálpa til við að vernda DNA gegn skemmdum, en þeir styttast líka við hverja lotu DNA afritunar.

Stytting telómera hefur verið tengd öldrunarferlinu. Það hefur einnig komið í ljós að sumir lífsstílsþættir eins og offita, útsetning fyrir sígarettureyk og sálræn streita geta stuðlað að styttingu telómera.

Kannski getur val á heilbrigðum lífsstíl eins og að viðhalda heilbrigðu þyngd, stjórnað streitu og ekki reykingar hægt á styttingu telómera? Þessi spurning heldur áfram að hafa mikinn áhuga fyrir vísindamenn.

Úr hverju er DNA búið?

DNA sameindin samanstendur af núkleótíðum. Hver núkleótíð inniheldur þrjá mismunandi þætti - sykur, fosfathóp og köfnunarefnisbasa.

Sykurinn í DNA kallast 2’-deoxyribose. Þessar sykursameindir skiptast á með fosfathópunum og mynda „burðarás“ DNA-strengsins.

Hver sykur í núkleótíði hefur köfnunarefnisbasa festan við sig. Það eru fjórar mismunandi gerðir köfnunarefnisbasa sem finnast í DNA. Þau fela í sér:

• adenín (A)
• cýtósín (C)
• guanine (G)
• thymine (T)

Hvernig lítur DNA út?

Þessir tveir þræðir DNA mynda 3-D uppbyggingu sem kallast tvöfaldur helix. Þegar það er sýnt lítur það út eins og stigi sem hefur verið snúinn í spíral þar sem grunnpörin eru stigin og sykurfosfat burðarásirnar eru fótleggirnir.

Að auki er rétt að hafa í huga að DNA í kjarna heilkjarnafrumna er línulegt, sem þýðir að endar hvers strengs eru frjálsir. Í frumufrumukrabbameini myndar DNA hringlaga uppbyggingu.

Hvað gerir DNA?

DNA hjálpar líkama þínum að vaxa

DNA inniheldur leiðbeiningarnar sem eru nauðsynlegar fyrir lífveru - þú, fugl eða plöntu til dæmis - til að vaxa, þroskast og fjölga sér. Þessar leiðbeiningar eru geymdar í röð núkleótíðbasapara.

Frumurnar þínar lesa þennan kóða þrjá basa í einu til að búa til prótein sem eru nauðsynleg fyrir vöxt og lifun. DNA röðin sem hýsir upplýsingarnar til að búa til prótein kallast gen.

Hver hópur þriggja basa samsvarar sérstökum amínósýrum, sem eru byggingarefni próteina. Til dæmis tilgreina grunnpörin T-G-G amínósýruna tryptófan á meðan grunnpörin G-G-C tilgreina amínósýruna glýsín.

Sumar samsetningar, eins og T-A-A, T-A-G og T-G-A, gefa einnig til kynna lok próteinröðunnar. Þetta segir frumunni að bæta ekki fleiri amínósýrum við próteinið.

Prótein eru samsett úr mismunandi samsetningum amínósýra. Þegar það er sett saman í réttri röð hefur hvert prótein sérstaka uppbyggingu og virkni í líkama þínum.

Hvernig kemstu frá DNA kóðanum í prótein?

Hingað til höfum við lært að DNA inniheldur kóða sem gefur frumunni upplýsingar um hvernig á að búa til prótein. En hvað gerist á milli? Einfaldlega sagt, þetta gerist í tveggja þrepa ferli:

Í fyrsta lagi skiptust DNA þræðirnir tveir í sundur. Síðan lesa sérstök prótein innan kjarnans grunnpörin á DNA þræði til að búa til milliboðssameind.

Þetta ferli er kallað umritun og sameindin sem myndast kallast boðberar-RNA (mRNA). mRNA er önnur tegund af kjarnsýru og hún gerir nákvæmlega það sem nafn hennar gefur til kynna. Það ferðast utan kjarna og þjónar sem skilaboð til frumuvéla sem byggja prótein.

Í öðru þrepinu lesa sérhæfðir þættir frumunnar skilaboðin mRNA þrjú basapör í einu og vinna að því að setja saman prótein, amínósýru með amínósýru. Þetta ferli er kallað þýðing.

Hvar er DNA að finna?

Svarið við þessari spurningu getur verið háð tegund lífvera sem þú ert að tala um. Það eru tvær tegundir af frumum - heilkjörnungar og frumukrabbamein.

Fyrir fólk er DNA í hverri frumu okkar.

Heilkjörnufrumur

Menn og margar aðrar lífverur hafa heilkjörnungafrumur. Þetta þýðir að frumur þeirra hafa himnubundna kjarna og nokkrar aðrar himnubundnar byggingar sem kallast frumulíffæri.

Í heilkjörnu frumu er DNA innan kjarnans. Lítið magn af DNA er einnig að finna í frumulíffærum sem kallast hvatberar og eru orkuver frumunnar.

Vegna þess að það er takmarkað pláss innan kjarnans, verður DNA að vera þétt pakkað. Það eru nokkur mismunandi stig umbúða, en lokaafurðirnar eru mannvirkin sem við köllum litninga.

Krabbameinsfrumur

Lífverur eins og bakteríur eru frumukrabbameinsfrumur. Þessar frumur hafa ekki kjarna eða frumulíffæri. Í frumukrabbameinsfrumum finnst DNA þétt vafið í miðju frumunnar.

Hvað gerist þegar frumurnar þínar skipta sér?

Frumur líkamans skiptast sem eðlilegur hluti vaxtar og þroska. Þegar þetta gerist verður hver nýr klefi að hafa fullkomið afrit af DNA.

Til að ná þessu verður DNA þitt að fara í ferli sem kallast afritun. Þegar þetta gerist skiptast DNA þræðirnir tveir í sundur. Síðan nota sérhæfð frumuprótein hver streng sem sniðmát til að búa til nýjan DNA streng.

Þegar afritun er lokið eru tvær tvíþættar DNA sameindir. Eitt sett fer í hverja nýja klefi þegar skiptingunni er lokið.

Taka í burtu

DNA er lykilatriði í vexti okkar, æxlun og heilsu. Það inniheldur leiðbeiningar sem frumur þínar þurfa að framleiða prótein sem hafa áhrif á margar mismunandi ferli og aðgerðir í líkama þínum.

Þar sem DNA er svo mikilvægt geta skemmdir eða stökkbreytingar stundum stuðlað að þróun sjúkdóms. Hins vegar er einnig mikilvægt að muna að stökkbreytingar geta verið til góðs og stuðlað að fjölbreytileika okkar líka.