ПОЯСНЕННЯ ДНК: БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ - ГЕНЕТИКА

Що таке ДНК і як вона працює?

ДНК - чи не найвідоміша біологічна молекула; він присутній у всіх формах життя на землі. Але що таке ДНК або дезоксирибонуклеїнова кислота? Тут ми розглянемо найнеобхідніше.

Практично кожна клітина вашого тіла містить ДНК або генетичний код, який робить вас ви. ДНК містить інструкції щодо розвитку, росту, розмноження та функціонування всього життя.

Відмінності в генетичному коді є причиною того, чому одна людина має блакитні, а не карі очі, чому деякі люди сприйнятливі до певних захворювань, чому птахи мають лише два крила і чому жирафи мають довгу шию.

Дивно, але якби всю ДНК в людському тілі розгадали, вона сягала б сонця і назад більше 300 разів.

У цій статті ми розбиваємо основи ДНК, з чого вона складається і як вона працює.

Що таке ДНК?

Коротше кажучи, ДНК - це довга молекула, яка містить унікальний генетичний код кожної людини. У ньому містяться інструкції щодо побудови білків, необхідних для функціонування нашого організму.

Інструкції щодо ДНК передаються від батьків до дитини, приблизно половина ДНК дитини походить від батька, а половина - від матері.

Структура

Подвійна спіраль ДНК.

ДНК - це дволанцюгова молекула, яка виглядає скрученою, надаючи їй унікальну форму, яку називають подвійною спіраллю.

Кожен з двох ланцюгів є довгою послідовністю нуклеотидів або окремих одиниць, виготовлених з:

молекула фосфату
молекула цукру, що називається дезоксирибоза, містить п’ять вуглеводнів
азотовмісна область

Є чотири типи азотовмісних областей, які називаються основами:

аденін (А)
цитозин (C)
гуанін (G)
тимін (Т)

Порядок цих чотирьох основ утворює генетичний код, який є нашими інструкціями для життя.

Основи двох ланцюгів ДНК склеюються, створюючи схожу форму. У драбині A завжди дотримується T, а G завжди дотримується C, щоб створити "ступінь". Довжина сходів формується цукровою та фосфатною групами.

ДНК упаковки: Хроматин та хромосоми

Повний набір хромосом у чоловіка чоловічої статі.
Кредит зображення: Національний науково-дослідний інститут геному людини

Більшість ДНК живе в ядрах клітин, а частина міститься в мітохондріях, які є силовими клітинами клітин.

Оскільки у нас так багато ДНК (2 метри в кожній клітині), а наші ядра настільки малі, ДНК має бути упакована неймовірно акуратно.

Нитки ДНК зациклюються, згортаються і обмотуються навколо білків, які називаються гістонами. У такому звитому стані він називається хроматином.

Хроматин додатково конденсується за допомогою процесу, званого суперспіралізацією, і потім упаковується в структури, які називаються хромосомами. Ці хромосоми утворюють звичну форму «Х», як видно на зображенні вище.

Кожна хромосома містить одну молекулу ДНК. Люди мають 23 пари хромосом або 46 хромосом в цілому. Цікаво, що плодові мухи мають 8 хромосом, а голуби 80.

Хромосома 1 є найбільшою і містить близько 8000 генів. Найменшою є хромосома 21 з приблизно 3000 генами.

Що таке ген?

Кожна довжина ДНК, яка кодує певний білок, називається геном. Наприклад, один ген кодує білок інсулін, гормон, який допомагає контролювати рівень цукру в крові. У людей близько 20 000–30 000 генів, хоча оцінки різняться.

Наші гени становлять лише близько 3 відсотків нашої ДНК, решта 97 відсотків менш зрозумілі. Вважається, що видатна ДНК бере участь у регулюванні транскрипції та трансляції.

Як ДНК створює білки?

Щоб гени створювали білок, є два основних етапи:

Транскрипція: ДНК-код копіюється для створення передавальної РНК (мРНК). РНК є копією ДНК, але вона, як правило, одноцепочечна. Інша відмінність полягає в тому, що РНК не містить основи тиміну (Т), який замінюється урацилом (U).

Переклад: мРНК перетворюється в амінокислоти шляхом передачі РНК (тРНК).

мРНК зчитується в розділах із трьох літер, які називаються кодонами. Кожен кодон кодує певну амінокислоту або будівельний блок білка. Наприклад, кодон GUG кодує амінокислоту валін.

Є 20 можливих амінокислот.