Selgitame, mis on DNA ja miks see on eluks hädavajalik. Struktuur, DNA replikatsioon ning erinevused DNA ja RNA vahel.
DNA-l on ka topeltheeliksi kuju, mis on enda külge keritud.Mis on DNA?
DNA ehk desoksüribonukleiinhape on a polümeer jaoks hädavajalik elu, leitud kõige seest rakud selle elusolendid ja enamuse sees viirus. See on keeruline ja pikk valk, mille sees on talletatud kogu indiviidi geneetiline informatsioon, st juhised kogu inimese sünteesiks. valgud mis moodustavad tema organismi: võib öelda, et see sisaldab molekulaarseid juhiseid elusolendi kokkupanekuks.
Sellise geneetilise teabe väikseimaid ühikuid nimetatakse geenid ja need koosnevad spetsiifilisest nukleotiidide järjestusest, mis moodustavad DNA ja võimaldavad ka nende pärilikku edasikandumist, mis on elu evolutsiooni jaoks ülioluline. Ka nendes struktuurid sisaldab ka teavet selle kohta, kuidas ja millal peaks toimuma rakkude põhikomponentide süntees.
DNA sisaldub rakkudes kas hajutatult tsütoplasma (organismide puhul prokarüootid: bakterid ja arhea) ja või selle sees raku tuum (juhul kui eukarüootid: põrandad, loomad, seened). Selle dekodeerimiseks ja mallina kasutamiseks on vaja RNA või ribonukleiinhappe sekkumist, mis loeb struktuuri ja kasutab seda matriitsina protsessis, mida nimetatakse transkriptsiooniks/translatsiooniks.
Peab ütlema, et iga indiviidi DNA on ainulaadne ja erinev, nende vanemate geneetiliste koodide kombinatsiooni tulemus juhuslikult toimuvas protsessis. Seda muidugi organismides seksuaalne paljunemine, milles iga eellane panustab poole oma genoomist uue isendi loomiseks. Juhul kui üherakulised organismid kohta mittesuguline paljunemine, molekul DNA reprodutseerib ennast protsessis, mida nimetatakse replikatsioon.
DNA geneetiline sisaldus on eluks ülimalt väärtuslik ning sellest hoolimata on võimalik, et see saab kahjustusi kokkupuutel mutageenidega: ioniseeriva kiirguse, teatud keemiliste elementide või isegi mõne ravimiga (nagu keemiaravi puhul), mis tooks kaasa transkriptsioonivead rakusünteesi ajal. See võib põhjustada haigusi ja surma indiviidi või ka defektsete struktuuride pärilik edasikandumine, mis põhjustab kaasasündinud defektidega järeltulijaid.
DNA struktuur
DNA molekul on pikk ühikute jada, mida nimetatakse nukleotiidideks ja mis omakorda koosnevad suhkrumolekulist (antud juhul desoksüriboos: C5H10O4), lämmastiku alusest (mis võib olla adeniin, guaniin, tsütosiin või tümiin) ja fosfaadirühmast, mis toimib sidemena nukleotiidide vahel. Seega eristatakse iga nukleotiid teistest oma lämmastikualuse poolest ja kõik koos moodustavad ahela, mida nimetatakse DNA järjestus ja mida saab transkribeerida iga aluse initsiaali abil, näiteks: ACTAGTCAGT…
DNA-l on ka topeltheeliksi kuju, mis on vastavalt järjestusele, aluste arvule ja spetsiifilisele funktsioonile keritud enda külge kolme erineva mustriga (nimetatakse A, B ja Z). See struktuur tekib kahe nukleotiidide ahela ühinemise tõttu vesiniksidemete abil.
DNA replikatsioon
Replikatsioon on protsess, mille käigus DNA molekul genereerib kaks endaga identset ja on selles võtmetähtsusega rakkude paljunemine, kuna kõigil keharakkudel peab olema täpselt sama genoom (nagu mittesugulisel teel paljunevatel organismidel, mis on praktiliselt üksteise kloonid).
Protsess seisneb kahe DNA ahela eraldamises, millest kumbki toimib mallina uue partneri sünteesimiseks. Kui kõik läheb hästi, on lõpuks kaks identset algse DNA molekuli, mõlemad topeltheeliksis. Seetõttu on replikatsioon võtmetähtsusega pärand.
Eeldatakse kolme tüüpi DNA replikatsiooni:
- Poolkonservatiivne. Nagu eespool kirjeldatud, ahelad eralduvad ja igast vanast sünteesitakse uus.
- konservatiivne. See juhtuks siis, kui kaks vana ahelat tuleksid pärast mallina töötamist oma vana partneriga kokku ja lõpuks oleks vana kõrval täiesti uus DNA molekul, mis taastataks.
- Hajutav. See juhtuks, kui saadud heliksid koosneksid vana ja uue DNA fragmentidest.
Erinevused DNA ja RNA vahel
DNA ja RNA need on sarnastest nukleotiididest koosnevad ahelad, kuid nagu nimigi ütleb, erinevad nad nende struktuuris sisalduva suhkru tüübi poolest: vastavalt desoksüriboos ja riboos.
Lisaks on RNA peaaegu neli korda suurem kui DNA ja koosneb ühest heeliksist, mitte kahest. See eristus on ilmselgelt ka funktsionaalne, kuna DNA sisaldab geneetilist malli ja RNA vastutab selle täitmise või transportimise eest.