ДНК

Обясняваме какво е ДНК и защо е от съществено значение за живота. Структура, репликация на ДНК и разлики между ДНК и РНК.

ДНК също има форма на двойна спирала, навита върху себе си.

Какво е ДНК?

ДНК или дезоксирибонуклеинова киселина е a полимер от съществено значение за живот, намерени във всички клетки от живи същества и вътре повечето вирус. Това е сложен, дълъг протеин, вътре в който се съхранява цялата генетична информация на индивида, тоест инструкциите за синтеза на всички протеини които изграждат неговия организъм: може да се каже, че той съдържа молекулярните инструкции за сглобяването на живо същество.

Най-малките единици от такава генетична информация се наричат гени и те се състоят от специфична последователност от нуклеотиди, които изграждат ДНК, и също така позволяват тяхното наследствено предаване, нещо жизненоважно за еволюцията на живота. Освен това в тези структури също така се съдържа информация относно това как и кога трябва да се извърши синтезът на основните компоненти на клетките.

ДНК се съдържа в клетките, или разпръснати в тях цитоплазма (в случай на организми прокариоти: бактерии и archaea) и или в рамките на клетъчно ядро (в случай че еукариоти: подове, животни, гъби). За неговото декодиране и използване като шаблон е необходима намесата на РНК или рибонуклеинова киселина, която разчита структурата и я използва като шаблон, в процес, наречен транскрипция/транслация.

Трябва да се каже, че ДНК на всеки индивид е уникален и различен, продукт на комбинацията от генетичните кодове на техните родители в процес, който се случва на случаен принцип. Това, разбира се, в организмите на полово размножаване, в която всеки прародител допринася половината от своя геном, за да създаде нов индивид. В случай че едноклетъчни организми на безполово размножаване, на молекула на ДНК се възпроизвежда в процес, наречен репликация.

Генетичното съдържание на ДНК е изключително ценно за живота и въпреки това е възможно то да претърпи увреждане поради контакт с мутагени: йонизиращо лъчение, определени химични елементи или дори някои лекарства (както в случая с химиотерапията), което би довело до транскрипционни грешки по време на клетъчния синтез. Това може да доведе до заболяване и смърт на индивида, или също до наследствено предаване на дефектни структури, пораждащи потомци с вродени дефекти.

ДНК структура

Молекулата на ДНК е дълъг низ от единици, наречени нуклеотиди, които от своя страна се състоят от захарна молекула (в този случай дезоксирибоза: C5H10O4), азотна основа (която може да бъде аденин, гуанин, цитозин или тимин) и фосфатна група, която служи като връзка между нуклеотидите. Следователно всеки нуклеотид се отличава от останалите по азотната база, която притежава, и че всички заедно образуват верига, наречена ДНК последователност и това може да се транскрибира с помощта на инициала на всяка основа, например: ACTAGTCAGT…

ДНК също има форма на двойна спирала, навита върху себе си в три различни модела (наречени A, B и Z), според своята последователност, брой бази и специфична функция. Тази структура се получава поради обединяването на две вериги от нуклеотиди посредством водородни връзки.

Репликация на ДНК

Репликацията на ДНК е разделянето на двете вериги на ДНК.

Репликацията е процесът, чрез който една ДНК молекула генерира две идентични на себе си и е ключов в клетъчно възпроизвеждане, тъй като всички клетки на тялото трябва да имат същия точен геном (както при асексуално възпроизвеждащите се организми, които на практика са клонинги един на друг).

Процесът се състои в разделянето на двете ДНК вериги, всяка от които ще функционира като шаблон за синтезиране на нов партньор. Ако всичко върви добре, накрая ще има две еднакви молекули от оригиналната ДНК, и двете в двойна спирала. Следователно репликацията е ключова за наследство.

Предполагат се три вида репликация на ДНК:

  • Полуконсервативен. Както е описано по-горе, нишките се разделят и от всяка от старите се синтезира нова.
  • Консервативна. Това ще се случи, ако двете стари вериги, след като са послужили като шаблон, се върнат заедно със стария си партньор и в крайна сметка има изцяло нова ДНК молекула, до старата, която ще бъде възстановена.
  • Дисперсивен. Това би се случило, ако получените спирали са изградени от фрагменти от старата и новата ДНК.

Разлики между ДНК и РНК

ДНК и РНК те са вериги от подобни нуклеотиди, но се различават, както показва името им, по вида на захарта, присъстваща в тяхната структура: съответно дезоксирибоза и рибоза.

Освен това РНК е почти четири пъти по-голяма от ДНК и се състои от една единствена спирала, а не от две. Това разграничение очевидно също е функционално, тъй като ДНК съдържа генетичния шаблон и РНК е отговорна за неговото изпълнение или транспортиране.

!-- GDPR -->