DNA

ο DNA θεωρείται το ιερό δισκοπότηρο της γενετικής και της εξελικτικής βιολογίας. Η πολύπλοκη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη είναι αδιανόητη χωρίς DNA ως φορέας γενετικών πληροφοριών.

Τι είναι το DNA

DNA είναι η συντομογραφία για το "δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ" στα γερμανικά Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA). Για τους βιοχημικούς, αυτός ο χαρακτηρισμός λέει ήδη τα πιο σημαντικά πράγματα για τη δομή τους, αλλά συνήθως απαιτούνται μερικές επεξηγηματικές λέξεις.

Το DNA είναι ένα πολύπλοκο μόριο που αποτελείται από δύο σχεδόν πανομοιότυπα μονόκλωνα, στο οποίο «σχεδόν» κρύβεται η προέλευση της γενετικής ποικιλομορφίας. Κάθε κλώνος αποτελείται από μια σταθερή αλυσίδα φωσφορικού οξέος δεοξυριβόζης στην οποία συνδέονται διάφορες οργανικές βάσεις. Και οι δύο κλώνοι είναι αλληλένδετοι σε μια διπλή έλικα και έτσι σχηματίζουν το DNA.

Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: εξαιρετικά μακρά νήματα DNA οργανώνονται σε ένα μεγάλο συνολικό σύμπλεγμα, τα χρωμοσώματα, από τα οποία οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη στους πυρήνες όλων των κυττάρων του σώματος. Αυτά τα χρωμοσώματα περιέχουν, κωδικοποιημένα στο DNA, όλες τις γενετικές πληροφορίες (γονίδια) που κάνουν κάθε ζωντανό ον να είναι άτομο.

Ιατρικές και υγειονομικές λειτουργίες, καθήκοντα και έννοιες

Κάθε κύτταρο έχει έναν συγκεκριμένο σκοπό στον οργανισμό. Αυτό που αποτελείται μπορεί να προσδιοριστεί από ριβοσώματα που βρίσκονται στον πυρήνα των κυττάρων DNA διαβάστε. Αλλά πώς ακριβώς λειτουργεί αυτό το βασικό κιτ κατασκευής κυττάρων;

Το κλειδί για την κατανόηση της γενετικής του μοριακού DNA έγκειται στα συζευγμένα ζεύγη βάσεων αδενίνη, θυμίνη, γουανίνη και κυτοσίνη. Αυτά συνδέονται με το DNA σε μια επακριβώς καθορισμένη αλληλουχία, παρόμοια με έναν κρυπτογραφημένο κώδικα. Το DNA μετατρέπεται σε παρόμοιο mRNA έτσι ώστε ένα ριβόσωμα να μπορεί να το διασχίσει. Αυτό καταγράφει τον κωδικό που τροφοδοτεί το ριβόσωμα με την ακολουθία αμινοξέων.

Το ριβόσωμα παράγει τα αντίστοιχα αμινοξέα και τα χρησιμοποιεί για να σχηματίσει χαρακτηριστικές πρωτεΐνες, οι οποίες τελικά επιτρέπουν τη λειτουργικότητα των κυττάρων. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο το αφηρημένο DNA γίνεται απτό στοιχείο δομικών κυττάρων. Κάθε ανθρώπινο κύτταρο μπορεί να επιβιώσει μόνο για περιορισμένο χρόνο, έτσι ώστε τα κύτταρα και μαζί τους το DNA να πολλαπλασιαστεί. Παρόμοια με τα βακτήρια, αυτό συμβαίνει μέσω της κυτταρικής διαίρεσης. Το DNA διασπάται στους μεμονωμένους κλώνους του με ελικάση. Μετά το διαχωρισμό, αυτό το ένζυμο χρησιμοποιεί και τους δύο κλώνους ως ξεχωριστούς πίνακες και δημιουργεί εκ νέου τον αντίθετο κλώνο που λείπει, έτσι ώστε να δημιουργούνται δύο πανομοιότυπες αλυσίδες μορίων DNA.

Οι ακόλουθες δύο προβολές δείχνουν πόσο αδιανόητα είναι η πυκνότητα πληροφοριών DNA: Ένα γραμμάριο DNA έχει όγκο δεδομένων 700 terabyte. Για να αναδημιουργήσει όλους τους ανθρώπους στη γη, ένα κουταλάκι του γλυκού πρέπει να γεμίσει μόνο 0,3% με DNA. Και αν θέλετε να συνδυάσετε ολόκληρο το DNA ενός ατόμου, θα πρέπει να ταξιδέψετε στον ήλιο και να επιστρέψετε 500 φορές.

Ασθένειες, ασθένειες και διαταραχές

ο DNA εκτίθεται σε μεγάλη ποικιλία διαταραχών με την πάροδο των ετών. Αυτά κυμαίνονται από την κατάποση ουσιών που αλλάζουν τα κύτταρα, όπως το καμένο κρέας ή την κατανάλωση καπνού έως την ακραία θερμότητα και την υπεριώδη ακτινοβολία. Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, αλλαγές DNA μπορεί επίσης να συμβούν ως αποτέλεσμα ελαττωματικών μεταβολικών διεργασιών.

Υπάρχουν διάφοροι βιοχημικοί μηχανισμοί επισκευής και διαλογής έτσι ώστε οι πολύτιμες πληροφορίες να διατηρούνται για τη ζωή του κυττάρου. Αλλά κάθε τόσο, ειδικά όσο μεγαλώνουμε, η αναγέννηση των κυττάρων μπορεί να αποτύχει και το DNA μπορεί να αλλάξει. Οι μεμονωμένες βάσεις μπορούν να ανταλλαχθούν ή να αφαιρεθούν, ολόκληρες περιοχές μπορεί να είναι δυσανάγνωστες, το σκέλος μπορεί να κοπεί στα μισά, εν συντομία: ο γενετικός κώδικας είναι τώρα λάθος. Εάν το κύτταρο εξακολουθεί να είναι ικανό να διαιρεθεί, ένα ελαττωματικό κύτταρο μπορεί με την πάροδο του χρόνου να οδηγήσει σε συσσώρευση ασθενών κυττάρων.

Εάν τέτοιες μεταλλάξεις DNA εξακολουθούν να είναι ρητά επιθυμητές υπό την έννοια της εξελικτικής θεωρίας, συνήθως σημαίνουν τη διάγνωση του καρκίνου σε όλες τις πτυχές του για τον συγκεκριμένο ασθενή. Αλλά η δρεπανοκυτταρική αναιμία, ο αλβινισμός, η κυστική ίνωση ή η αιμοφιλία μπορούν επίσης να αναπτυχθούν μέσω μεταλλάξεων του DNA εκτός από την κληρονομικότητα. Ορισμένοι τύποι ιών είναι μια ιδιαίτερα εκλεπτυσμένη μορφή ζωής που χρησιμοποιεί ξένο DNA.

Δεν μπορούν να αναπαραχθούν από μόνα τους και για το σκοπό αυτό λαθρεμπορούν σε ξένα κύτταρα. Σε αυτά, αντικαθιστούν το DNA με το δικό τους και έτσι αναπαράγονται σε παθογόνο μορφή από το κύτταρο ξενιστή. Μπορεί να προκύψουν επικίνδυνες ιογενείς ασθένειες και ακόμη και θάνατος.