DNA

Wyjaśniamy, czym jest DNA, jego cechy, funkcje i struktura

Ilustracja podwójnej struktury śmigła DNA

Co to jest DNA?

DNA (Kwas deoksyrybonukleinowy) to biomolekuła, która składa się z genomu wszystkich żywych istot i niektórych rodzajów wirusów. Zawiera niezbędne informacje o pochodzeniu organizmu i tak że działało.

Naukowcy używają tego terminu genom Aby odnosić się do całkowitego zestawu wszystkich cząsteczek DNA, które znajdują się w komórkach każdej żywej istoty: w jądrze komórkowym eukariotycznym (i niewielkiej ilości w mitochondriach i chloroplastach) oraz w regionie nukleoidu cytosolu komórek prokariotycznych.

DNA jest pomyślany jako zestaw plany albo instrukcje genetyczny każdego żyjącego organizmu, ponieważ informacje zawarte w geny (Zdefiniowane segmenty genomu) zapewnia podstawy molekularne dla produkcja białek, które są głównymi blokami strukturalnymi komórek.

Białka nie tylko tworzą enzymy zdolne do katalizowania komórkowych reakcji chemicznych, ale są także głównymi bytami, które pozwalają komórce regulować aktywność ich genów, poruszać się, komunikować z otoczeniem, reagować na nie, mnożenie i spełnienie cyklu życia.

Każdy gatunek ma unikalny genom, który go definiuje, który jest wiernie przekazywany z pokolenia na następny i dotyczy to organizmów jednokomórkowych i organizmów wielokomórkowych.

Od przed formalnym odkryciem w 1869 r. Przez szwajcarskiego Friedricha Mieschera, DNA zostało szeroko zbadane i jest podstawą większości badań wielu dyscyplin naukowych, które mają związek z żywymi istotami.

Charakterystyka DNA

- DNA występuje w komórkach, głównie w jądrze (jądrowym DNA) i niższej ilości w mitochondriach (mitochondrialny DNA).

- Jest to makrocząsteczka zasadniczo utworzona przez węgiel, wodór, tlen, fosfor i azot.

- Składa się z podwójnego łańcucha jednostek chemicznych o nazwie Podstawy azotu które są ze sobą powiązane (adenina, timina, guanina i cytozyna) i które są „uzbrojone” w rusztowanie lub szkielet utworzony przez cukry (deoksyrybozę) i grupy fosforanowe.

Może ci służyć: kwasy tłuszczowe: struktura, typy, funkcje, biosynteza

- Tworzy genom wszystkich żywych istot na ziemi (i niektórych wirusów).

- W komórkach eukariotycznych DNA składa się z cząsteczek liniowych związanych z białkami (histonami), które przyczyniają się do ich zagęszczenia w tworzeniu Chromatyna, „Substancja”, która tworzy chromosomy zawarte w jądrze.

- W komórkach prokariotycznych składa się z (1) cząsteczki okrągłej, która znajduje się w obszarze nukleoidu cytosolu, również w interakcji z niektórymi białkami, oraz (2) niektórych „pozakromosomalnych” cząsteczek zwanych plazmidami.

- Kolejność zasad azotu, które składają się na DNA, który tworzy każdy gen, określa sekwencję peptydową białka, dla której koduje, a ten „kod” jest „odczytany i rozszyfrowany” podczas procesów transkrypcyjnych i transkrypcyjnych.

- Jest to główna komórkowa cząsteczka komórkowa, ponieważ informacje, które nosimy, można wiernie przekazać z pokolenia do drugiego, co dzieje się u każdego gatunku na biosferze i jest to niezbędne do utrzymania jej tożsamości.

Funkcje DNA

Kwas desoksyrybonukleinowy wywiera kluczowe funkcje dla wszystkich znanych organizmów, a niektóre z tych funkcji zostały wywnioskowane przed jego strukturą, a jego cechy fizykochemiczne zostały całkowicie zrozumiane.

Ta makrocząsteczka działa przede wszystkim jako:

• Dziedziczny materiał: Wszystkie komórki w organizmie (jednokomórkowym lub wielokomórkowym) zasadniczo mają ten sam zestaw genów (ten sam genom), co jest możliwe tylko dzięki wiernej transmisji DNA pokolenia do ich przez ich Replikacja.
• Koduje i przechowuje informacje: DNA zawiera wszystkie niezbędne informacje, aby komórki i organizmy były tym, czym są i wykonują swoje szczególne funkcje. Takie informacje zawierają kod, który do Czytać, Jest „rozszyfrowany” w białkach, które składają się na komórki, bez których życie nie byłoby możliwe.
• Przyznaje zmiany: Chociaż stałe, dziedziczne informacje zawarte w DNA mogą w niektórych przypadkach zmieniać się iloczyn mutacji, który nie tylko daje pewną plastyczność żywych istot, ale umożliwia rozwój nowych gatunków (materiał, na którym „selekcja naturalna„ naturalna selekcja dzieje).

Może ci służyć: 8 najważniejszych cykli biogeochemicznych (opis)

Struktura DNA

DNA w komórce eukariotycznej

DNA (2'-dExxi-5'-lribonukleinowy) jest makrocząsteczką utworzoną przez różne jednostki chemiczne, które są powtarzane w różnych rzędach, to znaczy jest biopolimer i jest tworzona przez dwa łańcuchy zjednoczonych monomerów liniowo, które nazywamy liniowo, które nazywamy nukleotydy.

Podwójny śmigło

Jego główna struktura składa się z podwójnej helisy, która jest utworzona przez dwie komplementarne nici nukleotydowe, które są połączone ze sobą liniowe i poprzecznie przez różne rodzaje wiązań chemicznych.

Uzupełniające podstawy azotu są uporządkowane w taki sposób, że podwójny śmigło przypomina drabinę ślimaka.

Struktura DNA została wyjaśniona w latach 50. XX wieku, dzięki pracom wielkich badaczy, w tym J. Watson, f. Crick i R. Franklin.

Monomery

Nukleotydy - które są monomerami polimeru DNA - składają się z trzech chemicznych cząsteczek:

• Cukier.
• Grupa fosforanowa.
• Baza azotu.

Cukier jest taki sam dla wszystkich monomerów: Deoksyryboza. Desoxyboza to cukier pięciokrętowy, którego cykliczna struktura zawiera 4 atomy węgla i atom tlenu, z grupą hydroksylową (-OH) przymocowaną do trzeciego węgla pierścienia i atomem węgla przymocowanego do pomieszczenia.

Grupa fosforanowa jest również powszechna dla wszystkich nukleotydów i składa się z czterech atomów tlenu zjednoczonych z atomem fosforowym.

Podstawy azotu to 4: Adenina (A), Timina (T), guanina (G) i cytozyna (C). Cząsteczki te wiążą się z fosforanem cukru dezoksyrybii z wytworzeniem nukleotydu.

Są znane jako „zasady azotu”, ponieważ mają więcej niż jeden atom azotu w swojej strukturze i są stosunkowo złożonymi cząsteczkami.

Połączenie 5'-3 '

Nukleotyd łączy się z kolejnym liniowo dzięki kowalencyjnego typu wiązania znanego jako Fosfodiéster Link, który łączy 5 'atom węglowy nukleotydu z atomem węgla 3' następnego.

Liczba 5 'i 3' odnosi się do atomów węgla należących do cukru każdego nukleotydu, ponieważ z konwencji węglony dezoksyrybozy są wymienione w kierunku igieł zegarowych, a atom to 1 ', który znajduje się Prawo atomu tlenu w pierścieniu i 5 ', który wyróżnia się od struktury.

Może ci służyć: termoregulacja: fizjologia, mechanizmy, typy i zmiany

Podstawowa komplementarność

Jak już powiedzieliśmy, DNA ma podwójną strukturę śmigła, utworzoną ze sobą przez dwa komplementarne łańcuchy nukleotydowe.

Podczas gdy liniowej sekwencji nukleotydowej pośredniczą wiązania kowalencyjne Fosfodiéster Links, Uzupełniające podstawy, które łączą się z łańcuchami, które napotykają, są poparte przez niekowalencyjne powiązania nazywane Wiązania wodorowe.

Komplementarność zasad DNA jest taka, że Adenine Zawsze „klacz” z Timina i jeden Guanina Zawsze robi to z Cytozyna. Bazy adeniny i guaniny należą do grupy purin, tymczasem TIMIN i cytozyna należą do grupy pirymidynowej.

Znaczenie DNA

Ponieważ DNA zawiera niezbędne informacje do produkcji białek tworzących komórki, ta makrocząsteczka jest niezbędna do życia i jej ciągłości.

DNA zależy od wzrostu, metabolizmu, reprodukcji i zdrowia wszystkich żywych istot. Znaczenie to staje się jeszcze bardziej widoczne, na przykład, gdy DNA cierpi na szkody lub mutacje, które na ogół ma poważne konsekwencje dla naszego zdrowia (mówienie w kontekście ludzkim).

Chociaż nie wszystkie informacje zawarte w DNA działają w produkcji białka, tak ważne są sekwencje enkodery Jak te, które nie są. Niektórzy autorzy tworzą interesującą analogię do tekstu pisanego:

Geny kodujące białka są słowami tekstu i genów lub segmentów DNA, które nie są „odczytane”, ponieważ białka zapewniają przestrzenie i znaki interpunkcyjne, które umożliwiają informację tekstu „czytelne”.

Z drugiej strony DNA jest niezbędne do utrzymania gatunków, ponieważ jego wieczność zależy od faktu, że informacje zawarte w tej makrocząstce są wiernie przekazywane w kierunku następujących pokoleń, zawierające najmniej możliwą ilość zmian.