Sisältö
Koska James Watson ja Francis Crick paljastivat DNA: n rakenteen, se on hyväksytty perinnöllisyyden molekyyliksi. Ennen heidän löytöjään tiedeyhteisö säilytti jonkin verran skeptisyyttä siitä, että DNA oli työssä, koska DNA: n rooli on nelinkertainen ja molekyyli vaikutti liian yksinkertaiselta suorittaakseen nämä neljä välttämätöntä toimintoa: replikaatio, koodaus, solujen hallinta ja kyky mutatoida. .
DNA: n ainutlaatuinen rakenne antaa sille mahdollisuuden suorittaa kaikki nämä toiminnot.
DNA: n rakennuspalikat
DNA on lyhyt deoksiribonukleiinihapolle. Se koostuu neljästä typpipitoisesta emäksestä, lyhennettynä A, C, G ja T. Nämä emäkset muodostavat kaksi säiettä ja sitoutuvat toisiinsa kaksoiskierremuodossa.
A sitoutuu aina T: n kanssa yhdessä juosteessa ja C sitoutuu aina G: n kanssa toisessa juosteessa, jota kutsutaan komplementaariseksi emäparien muodostamissäännöksi.
replikointi
Yksi DNA: n tarkoitus on replikoitua. Tämä tarkoittaa, että DNA-juoste tekee kopion itsestään. Se tapahtuu solunjakautumisen aikana, ja se on tapa, jolla DNA välittää perinnölliset piirteet seuraavaan soluryhmään.
DNA: n replikaation aikana kaksoiskierre kelautuu itsensä muodostaen kaksi yksittäistä säiettä. Kun kaksi DNA-juostetta erotetaan ja uusi juoste rakennetaan onnistuneesti, se käyttää olemassa olevan juosteen mallia tarkan kopion rakentamiseksi.
Joskus monista syistä replikointi ei tuota tarkkaa jäljennöstä. Tätä kutsutaan DNA-mutaatioksi. Mutaatiot ovat kriittisiä evoluutiolle, koska ne antavat organismeille kehittää mukautuksia, jotka voivat auttaa heitä selviämään muuttuvissa ympäristöissä.
Ihmisten DNA-mutaatiot voivat kuitenkin johtaa myös siihen, että vanhemmat tietämättään siirtävät lapsilleen tietyt geneettiset sairaudet, mukaan lukien kystinen fibroosi, Tay-Sachsin tauti ja sirppisoluanemia.
koodaus
Koodaus on toinen DNA: n tehtävä. Kunkin solun työstävät proteiinit, joten yksi DNA: n tehtävistä on rakentaa oikeat proteiinit jokaiselle solulle. DNA täyttää tämän roolin sisältämällä kolmen emäksen osia - kodoneja -, jotka ohjaavat proteiinien muodostumista.
Pitkässä DNA-osassa jokainen kodoni sisältää informaation, joka ohjaa yhden aminohapon kokoonpanon proteiiniin. Eri kodonit vastaavat toisen aminohapon kokoonpanoa proteiiniin, joten koko DNA-osa, jolla on tietty emässekvenssi, rakentaa spesifisen proteiinin.
Solujen hallinta
Monisoluisissa organismeissa yksi hedelmöitetty solu, tsygootti, jakaa ja kopioituu useita kertoja kokonaisen elävän olennon muodostamiseksi. Jokaisella solulla on täsmälleen sama geneettinen materiaali, mutta eri solut kehittyvät eri muodoilla.
Toisin sanoen prosessissa, jota kutsutaan solujen erilaistumiseksi, jotkut solut rakentavat oikeita proteiineja tullakseen maksasoluiksi, toiset muuttuvat ihosoluiksi, toiset mahalaukun soluiksi. Lisäksi solujen on muutettava toimintatapaa olosuhteiden muuttuessa. Esimerkiksi vatsasolujen on tuotettava enemmän ruoansulatushormoneja ja entsyymejä, kun ruokaa on läsnä.
DNA tekee tämän signaalien kautta, jotka kytkevät päälle ja pois ruoansulatukseen osallistuvien proteiinien tuotannon. Samanlainen asia tapahtuu, kun solut erilaistuvat: signaalit laukaisevat oikeat proteiinituotannon tasot sopivan solun muodostamiseksi.
Kyky muunnella
Evoluutio on ominaisuuksien muutos, kun organismin sukupolvia syntyy. Evoluutio tapahtuu pienissä mittakaavoissa organismissa - kuten ihmisen ihon tai hiusten värin muutokset ihmisissä - ja myös suurissa mittakaavoissa, kuten esimerkiksi luomalla maapallolla suuri joukko elämiä varhaisesta yksisoluisesta organismista.
Se voi tapahtua vain, jos geneettinen molekyyli voi muuttua, voi mutatoitua. Kun DNA replikoituu muna- ja siittiösolujen valmistamiseksi, muutokset voivat hiipiä sisään useilla tasoilla.
Yksi tapa on yhden pisteen muutokset, jotka lisäävät, vähentävät tai muuttavat olemassa olevaa sekvenssiä. Muita muutoksia tapahtuu, kun DNA-molekyylit ylittävät toistensa, vaihtamalla geenien järjestelyt molemmissa ristissä olevissa DNA-juosteissa.