Tartalom
Mivel James Watson és Francis Crick felfedte a DNS szerkezetét, ezt elfogadták az öröklés molekulájaként. Felfedezésük előtt a tudományos közösség megtartotta azt a szkepticizmust, miszerint a DNS feladatkörébe tartozik, mivel a DNS szerepe négyszeres, és a molekula túl egyszerűnek tűnt ahhoz, hogy elvégezze a négy szükséges funkciót: replikáció, kódolás, sejtkezelés és a mutáció képessége. .
A DNS egyedi szerkezete lehetővé teszi ezen funkciók mindegyikének teljesítését.
A DNS építőelemei
A DNS rövid jelentése a dezoxiribonukleinsav. Négy nitrogénbázisból áll, rövidítve A, C, G és T. Ezek a bázisok két szálot alkotnak, és kettős spirálképződésben kapcsolódnak egymáshoz.
Az A mindig T-vel kötődik az egyik szálban, és C mindig G-vel kötődik a másikban, amelyet komplementer bázispárosítási szabálynak hívnak.
replikáció
A DNS egyik célja a replikáció. Ez azt jelenti, hogy egy DNS-szál másolatot készít önmagáról. A sejtosztódás során történik, és így továbbadja a DNS az öröklött tulajdonságokat a következő sejtkészlethez.
A DNS replikációja során a kettős spirál lazul, és két egyszálúvá válik. Amikor a DNS két szálát elválasztják és egy új szál sikeresen felépül, akkor a meglévő szál mintáját használja a pontos másolat készítéséhez.
Időnként, különböző okokból, a replikáció nem ad pontos másolatot. Ezt DNS mutációnak nevezik. A mutációk kritikus jelentőségűek az evolúció szempontjából, mivel lehetővé teszik az organizmusok számára olyan adaptációk kialakulását, amelyek elősegíthetik őket a változó környezetben való életben maradásban.
Az emberekben a DNS-mutációk azonban ahhoz vezethetnek, hogy a szülők tudatosan átadják bizonyos genetikai feltételeket gyermekeiknek, beleértve a cisztás fibrózist, a Tay-Sachs-kórot és a sarlósejtes vérszegénységet.
kódolás
A kódolás a DNS másik funkciója. Az egyes sejtek munkáját fehérjék végzik, tehát a DNS egyik szerepe a megfelelő fehérjék felépítése minden sejt számára. A DNS kitölti ezt a szerepet azáltal, hogy három bázisú szekciókat tartalmaz - kodonoknak nevezik -, amelyek irányítják a fehérjék képződését.
A hosszú DNS szakaszban minden kodon tartalmazza az információt, amely egy aminosav összekapcsolását irányítja egy fehérjére. Különböző kodonok felelnek meg egy másik aminosav egy fehérjére történő összeállításának, tehát egy adott DNS-szakasz egy adott bázisszekvenciával egy specifikus fehérjét épít.
Cellular Management
A többsejtű szervezetekben egyetlen megtermékenyített sejt, egy csiot, sokszor osztódik és duplikálódik, hogy egy egész élőlényt képezzen. Minden sejt pontosan ugyanazt a genetikai anyagot tartalmazza, de a különböző sejtek különböző módon fejlődnek ki.
Vagyis a sejtek differenciálódásának nevezett folyamatban egyes sejtek a megfelelő fehérjéket építik fel, hogy májsejtekké váljanak, mások bőrsejtekké, mások gyomorsejtekké. Ezenkívül a sejteknek meg kell változtatniuk működési módjukat, ahogy a körülmények megváltoznak. Például a gyomor sejtjeinek több emésztő hormont és enzimet kell termelniük, amikor étel van jelen.
A DNS ezt olyan jelek útján teszi, amelyek be- és kikapcsolják az emésztésben résztvevő fehérjék termelését. Ugyanaz a dolog történik, amikor a sejtek differenciálódnak: a szignálok kiváltják a megfelelő szintű fehérjetermelést a megfelelő sejt kialakításához.
A mutáció képessége
Az evolúció a tulajdonságok megváltozása, amikor egy szervezet generációi előállnak. Az evolúció kis léptékű szervezetekben - például a bőr vagy a hajszínének változásai az emberekben - és nagy léptékben is megtörténik, például a Földön a hatalmas élettartomány létrehozásakor a korai egysejtű szervezetből.
Ez csak akkor történhet meg, ha a genetikai molekula megváltozhat, mutálódhat. Ahogyan a DNS replikálódik, hogy petesejteket és petesejteket hozzon létre, a változások több szinten kúszhatnak be.
Ennek egyik módja az egypontos változtatások, amelyek összeadják, kivonják vagy megváltoztatják a meglévő sorozatokat. Más változások akkor fordulnak elő, amikor a DNS-molekulák keresztezik egymást, megváltoztatva a gének elrendezését a DNS két keresztezett szálán.