DNR PAAIŠKINO: STRUKTŪRA IR FUNKCIJA - GENETIKA

Kas yra DNR ir kaip ji veikia?

DNR yra bene garsiausia biologinė molekulė; jo yra visose žemės formose. Bet kas yra DNR arba dezoksiribonukleino rūgštis? Čia mes aprėpiame pagrindinius dalykus.

Praktiškai kiekvienoje jūsų kūno ląstelėje yra DNR arba genetinis kodas, kuris jus sukuria tu. DNR yra instrukcijos, kaip kurti, auginti, daugintis ir funkcionuoti visą gyvenimą.

Genetinio kodo skirtumai yra priežastis, kodėl vieno žmogaus akys yra mėlynos, o ne rudos, kodėl kai kurie žmonės yra jautrūs tam tikroms ligoms, kodėl paukščiai turi tik du sparnus ir kodėl žirafos turi ilgą kaklą.

Nuostabu, kad jei būtų išskaidyta visa žmogaus kūno DNR, ji daugiau nei 300 kartų pasiektų saulę ir atgal.

Šiame straipsnyje mes išskaidome DNR pagrindus, iš ko ji pagaminta ir kaip ji veikia.

Kas yra DNR?

Trumpai tariant, DNR yra ilga molekulė, kurioje yra unikalus kiekvieno žmogaus genetinis kodas. Jame yra instrukcijos, kaip sukurti baltymus, kurie yra būtini mūsų organizmui funkcionuoti.

DNR nurodymai perduodami iš tėvų vaikui, maždaug pusė vaiko DNR gaunama iš tėvo ir pusė iš motinos.

Struktūra

DNR dviguba spiralė.

DNR yra dviejų grandžių molekulė, kuri atrodo susisukusi, suteikdama jai unikalią formą, vadinamą dviguba spirale.

Kiekviena iš dviejų grandinių yra ilga nukleotidų arba atskirų vienetų seka, pagaminta iš:

fosfato molekulė
cukraus molekulė, vadinama dezoksiriboze, kurioje yra penki anglies junginiai
azoto turintis regionas

Yra keturi azoto turinčių regionų tipai, vadinami bazėmis:

adeninas (A)
citozinas (C)
guaninas (G)
timinas (T)

Šių keturių bazių tvarka sudaro genetinį kodą, kuris yra mūsų gyvenimo nurodymai.

Dviejų DNR grandinių pagrindai yra sulipę, kad būtų sukurta į kopėčias panaši forma. Kopėčiose A visada laikosi T, o G visada laikosi C, kad sukurtų „laiptelius“. Kopėčių ilgį sudaro cukraus ir fosfato grupės.

Pakavimo DNR: Chromatinas ir chromosomos

Pilnas žmogaus vyro chromosomų rinkinys.
Vaizdo kreditas: Nacionalinis žmogaus genomo tyrimo institutas

Dauguma DNR gyvena ląstelių branduoliuose, o dalis jų randama mitochondrijose, kurios yra ląstelių jėgainės.

Kadangi mes turime tiek daug DNR (2 metrai kiekvienoje ląstelėje), o mūsų branduoliai yra tokie maži, DNR turi būti supakuota nepaprastai tvarkingai.

DNR grandinės yra kilpinės, suvyniotos ir apvyniotos aplink baltymus, vadinamus histonais. Šioje suvyniotoje būsenoje jis vadinamas chromatinu.

Chromatinas toliau kondensuojamas per procesą, vadinamą supervyniojimu, ir tada jis supakuojamas į struktūras, vadinamas chromosomomis. Šios chromosomos suformuoja pažįstamą „X“ formą, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Kiekvienoje chromosomoje yra viena DNR molekulė. Žmonės turi 23 chromosomų poras arba 46 chromosomas. Įdomu tai, kad vaisinės muselės turi 8, o balandžiai - 80 chromosomų.

1 chromosoma yra didžiausia ir joje yra apie 8000 genų. Mažiausia yra 21 chromosoma, turinti apie 3000 genų.

Kas yra genas?

Kiekvienas DNR ilgis, koduojantis konkretų baltymą, vadinamas genu. Pavyzdžiui, vienas genas koduoja baltymą insuliną, hormoną, kuris padeda kontroliuoti cukraus kiekį kraujyje. Žmonės turi apie 20 000–30 000 genų, nors skaičiavimai skiriasi.

Mūsų genai sudaro tik apie 3 procentus mūsų DNR, likę 97 procentai yra mažiau suprantami. Manoma, kad išskirtinė DNR dalyvauja reguliuojant transkripciją ir vertimą.

Kaip DNR kuria baltymus?

Kad genai sukurtų baltymą, yra du pagrindiniai žingsniai:

Transkripcija: DNR kodas nukopijuojamas, kad būtų sukurta pranešimų RNR (mRNR). RNR yra DNR kopija, tačiau ji paprastai yra viengrandė. Kitas skirtumas yra tas, kad RNR nėra bazinio timino (T), kuris pakeistas uracilu (U).

Vertimas: MRN virsta aminorūgštimis pernešant RNR (tRNR).

mRNR skaitoma trijų raidžių dalyse, vadinamose kodonais. Kiekvienas kodonas koduoja specifinę baltymo aminorūgštį arba statybinę medžiagą. Pavyzdžiui, kodonas GUG koduoja valino aminorūgštį.

Yra 20 galimų aminorūgščių.