Εξηγούμε τι είναι το DNA και γιατί είναι απαραίτητο για τη ζωή. Δομή, αντιγραφή DNA και διαφορές μεταξύ DNA και RNA.
Το DNA έχει επίσης σχήμα διπλής έλικας, τυλιγμένο πάνω του.Τι είναι το DNA;
Το DNA ή το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ είναι α πολυμερές απαραίτητο για ΖΩΗ, που βρέθηκαν μέσα σε όλα κύτταρα απο ζωντανά όντα και μέσα στα περισσότερα ιός. Είναι μια σύνθετη, μακριά πρωτεΐνη, μέσα στην οποία αποθηκεύονται όλες οι γενετικές πληροφορίες του ατόμου, δηλαδή οι οδηγίες για τη σύνθεση όλων των πρωτεΐνες που αποτελούν τον οργανισμό του: θα μπορούσαμε να πούμε ότι περιέχει τις μοριακές οδηγίες για τη συναρμολόγηση ενός ζωντανού όντος.
Οι μικρότερες μονάδες τέτοιων γενετικών πληροφοριών ονομάζονται γονίδια και αποτελούνται από μια συγκεκριμένη αλληλουχία νουκλεοτιδίων που συνθέτουν το DNA, και επίσης επιτρέπουν την κληρονομική τους μετάδοση, κάτι ζωτικής σημασίας για την εξέλιξη της ζωής. Επίσης, σε αυτά δομές Περιέχονται επίσης πληροφορίες σχετικά με το πώς και πότε πρέπει να γίνει η σύνθεση των βασικών συστατικών των κυττάρων.
Το DNA περιέχεται στα κύτταρα, είτε διασκορπισμένα σε όλα τα κύτταρα κυτόπλασμα (στην περίπτωση των οργανισμών προκαρυώτες: βακτήρια και αρχαία) και ή εντός της κυτταρικός πυρήνας (σε περίπτωση που ευκαρυωτες: ορόφους, των ζώων, μανιτάρια). Για την αποκωδικοποίηση και τη χρήση του ως πρότυπο απαιτείται η παρέμβαση RNA ή ριβονουκλεϊκού οξέος, το οποίο διαβάζει τη δομή και τη χρησιμοποιεί ως πρότυπο, σε μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή/μετάφραση.
Πρέπει να πούμε ότι το DNA του κάθε ατόμου είναι μοναδικό και διαφορετικό, προϊόν του συνδυασμού των γενετικών κωδίκων των γονιών του σε μια διαδικασία που συμβαίνει τυχαία. Αυτό, φυσικά, στους οργανισμούς των σεξουαλική αναπαραγωγή, στην οποία το καθένα πρόγονος συνεισφέρει το ήμισυ του γονιδιώματός του στη δημιουργία ενός νέου ατόμου. Σε περίπτωση που μονοκύτταροι οργανισμοί του ασεξουαλική αναπαραγωγή, ο μόριο του DNA αναπαράγεται σε μια διαδικασία που ονομάζεται αντιγραφή.
Το γενετικό περιεχόμενο του DNA είναι εξαιρετικά πολύτιμο για τη ζωή, και παρόλα αυτά είναι πιθανό να υποστεί βλάβη λόγω επαφής με μεταλλαξιογόνους παράγοντες: ιονίζουσα ακτινοβολία, ορισμένα χημικά στοιχεία ή ακόμα και ορισμένα φάρμακα (όπως στην περίπτωση της χημειοθεραπείας), που θα οδηγούσαν σε λάθη μεταγραφής κατά την κυτταρική σύνθεση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ασθένεια και θάνατος του ατόμου, ή επίσης στην κληρονομική μετάδοση ελαττωματικών δομών, που γεννούν απογόνους με συγγενή ελαττώματα.
Δομή του DNA
Το μόριο DNA είναι μια μακρά σειρά μονάδων που ονομάζονται νουκλεοτίδια, τα οποία με τη σειρά τους αποτελούνται από ένα μόριο σακχάρου (σε αυτή την περίπτωση δεοξυριβόζη: C5H10O4), μια αζωτούχα βάση (η οποία μπορεί να είναι αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη ή θυμίνη) και μια ομάδα φωσφορικών που χρησιμεύει ως δεσμός μεταξύ νουκλεοτιδίων. Ως εκ τούτου, κάθε νουκλεοτίδιο διακρίνεται από τα άλλα στην αζωτούχα βάση που διαθέτει και ότι όλα μαζί δημιουργούν μια αλυσίδα που ονομάζεται Αλληλουχία DNA και αυτό μπορεί να μεταγραφεί χρησιμοποιώντας το αρχικό κάθε βάσης, για παράδειγμα: ACTAGTCAGT…
Το DNA έχει επίσης ένα σχήμα διπλής έλικας, τυλιγμένο πάνω του σε τρία διαφορετικά μοτίβα (που ονομάζονται Α, Β και Ζ), σύμφωνα με τη σειρά, τον αριθμό των βάσεων και τη συγκεκριμένη λειτουργία. Αυτή η δομή παράγεται λόγω της ένωσης δύο κλώνων νουκλεοτιδίων μέσω δεσμών υδρογόνου.
Αντιγραφή του DNA
Η αντιγραφή είναι η διαδικασία με την οποία ένα μόριο DNA δημιουργεί δύο πανομοιότυπα με τον εαυτό του, και είναι το κλειδί σε αυτό αναπαραγωγή των κυττάρων, δεδομένου ότι όλα τα κύτταρα του σώματος πρέπει να έχουν το ίδιο ακριβώς γονιδίωμα (όπως σε οργανισμούς που αναπαράγονται ασεξουαλικά, που είναι πρακτικά κλώνοι ο ένας του άλλου).
Η διαδικασία αποτελείται από τον διαχωρισμό των δύο κλώνων DNA, καθένας από τους οποίους θα λειτουργεί ως πρότυπο για τη σύνθεση ενός νέου συνεργάτη. Αν όλα πάνε καλά, στο τέλος θα υπάρχουν δύο πανομοιότυπα μόρια του αρχικού DNA, και τα δύο σε διπλή έλικα. Ως εκ τούτου, η αναπαραγωγή είναι το κλειδί για κληρονομία.
Τρεις τύποι αντιγραφής DNA θεωρούνται:
- Ημισυντηρητικός. Όπως περιγράφηκε παραπάνω, οι κλώνοι χωρίζονται και από κάθε ένα από τα παλιά συντίθεται ένα νέο.
- Συντηρητικός. Θα γινόταν εάν οι δύο παλιοί κλώνοι, αφού χρησίμευαν ως πρότυπο, επέστρεφαν μαζί με τον παλιό τους σύντροφο και στο τέλος υπήρχε ένα εντελώς νέο μόριο DNA, δίπλα στο παλιό που θα ανασυσταθεί.
- Διασκορπιστικό. Θα συνέβαινε εάν οι προκύπτουσες έλικες αποτελούνταν από θραύσματα του παλιού και του νέου DNA.
Διαφορές μεταξύ DNA και RNA
Το DNA και το RNA είναι αλυσίδες παρόμοιων νουκλεοτιδίων, αλλά διαφέρουν, όπως υποδηλώνει το όνομά τους, στον τύπο του σακχάρου που υπάρχει στη δομή τους: δεοξυριβόζη και ριβόζη, αντίστοιχα.
Επιπλέον, το RNA είναι σχεδόν τέσσερις φορές μεγαλύτερο από το DNA και αποτελείται από μία μόνο έλικα και όχι από δύο. Αυτή η διάκριση είναι επίσης λειτουργική, προφανώς, αφού το DNA περιέχει το γενετικό πρότυπο και το RNA είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση ή τη μεταφορά του.