Дезоксирибонуклеиновата киселина или ДНК е молекулата, която съдържа генетичната информация в клетките на организма. Субединиците на веригата на ДНК се наричат нуклеотиди.
Характеристика
Състои се от пет въглеродна захар (дезоксирибоза) фосфатна група и азотна основа, a нуклеотидни връзки с други нуклеотиди в повтаряща се последователност, образувайки много дълга, непрекъсната верига на ДНК. Азотната основа ще бъде един от четирите вида: гуанин (G), аденин (A), цитозин (C) или тимин (T).
Свързани с водородни връзки, основите се прикрепват една към друга по специфични начини: гуанинът винаги трябва да се сдвоява с цитозин, а аденинът винаги трябва да се свързва с тимин. Те се наричат "базови двойки" и се съединяват, за да образуват структури като стъпалата на стълба. По този начин една ДНК верига винаги допълва втората, образувайки двойната спирала.
Значимост
Последователността на връзките е генетичен инструкционен код, като план, който определя как даден организъм ще бъде направен, ремонтиран или поддържан. Това се нарича генна експресия.
Генът е генетично кодиран сегмент на ДНК, пакетиран заедно в структури, наречени хромозоми. Хромозомите се намират в ядрото на всяка клетка.
Функция
Генетичната информация не се използва директно от ДНК. Използва се рибонуклеинова киселина (РНК) и транскрипцията е процес, при който този код се копира от ДНК в РНК (рибонуклеинова киселина). След като бъде копиран, тогава генетичният код може да бъде прочетен и изразен. Процесът се нарича превод.
Преводът включва много сложен процес с много стъпки, като в крайна сметка се получава протеин или РНК продукт, който има определена функция.
История
Откриването на структурата на ДНК може до голяма степен да се отдаде на няколко ключови индивида, включително Йохан Фридрих Мишер, който първи изолира ДНК молекулата. Той успешно отдели "нуклеина" от клетките, като предположи, че веществото може да играе значителна роля в наследствеността. През 1944 г. Осуалд Ейвъри и колегите му Колин Маклеод и Маклин Маккарти публикуват статия за трансформиращия принцип. Те демонстрираха, че ДНК е генетичният материал в клетките. Ервин Чаргаф предположи, че азотните основи на нуклеотида са такива, че гуаниновите единици винаги ще се равняват на цитозин и че количеството аденин ще бъде същото като тимина. Той също така направи предложението, че съставът на ДНК е различен при различните видове. Те станаха известни като „Правилата на Chargaff“. Розалинд Франклин е до голяма степен отговорна за ключови изследвания, водещи до откриване на структурата на ДНК. Тя откри основната структура чрез процес, наречен рентгенова дифракция. Повечето от работата на Крик и Уотсън използват нейните изследвания. Франсис Крик и Джеймс Уотсън използваха рентгеновите кристалографски филми от Франклин и откриха спираловидната форма, както и повтарящите се модели на нуклеотидни основи. От тази информация те изградиха мащабни модели на ДНК.
Съображения
Когато повечето хора мислят за „генна експресия“, те са склонни да мислят по отношение на физическите черти на характера, като цвят на косата и очите. Всъщност тя обхваща целия състав и функциите на организма. Това е и начинът, по който наследствените заболявания се предават при хората, като сърповидно-клетъчна анемия, която се причинява от единична генна мутация. В една клетка на човек има от 30 000 до 40 000 гена. Дължината може да варира: от 1000 базови двойки до стотици хиляди. Има приблизително три милиарда базови двойки върху молекула човешка ДНК.