Kyselina deoxyribonukleová nebo DNA je molekula, která obsahuje genetickou informaci v buňkách organismu. Podjednotky řetězce DNA se nazývají nukleotidy.
Funkce
Skládá se z pěti uhlíkových cukrů (deoxyribózy), fosfátové skupiny a dusíkaté báze, a nukleotidové vazby s dalšími nukleotidy v opakující se sekvenci, tvořící velmi dlouhý, spojitý řetězec DNA. Dusíkatá báze bude jedním ze čtyř typů: guanin (G), adenin (A), cytosin (C) nebo tymin (T).
Spojeny vodíkovými vazbami, báze se navzájem spojují specifickými způsoby: guanin se musí vždy spárovat s cytosinem a adenin se musí vždy spojovat s thyminem. Nazývají se „páry bází“ a spojují se, aby vytvořily struktury, jako jsou schody na žebříku. Tímto způsobem je jedno vlákno DNA vždy komplementární s druhým a tvoří dvojitou šroubovici.
Význam
Sekvence vazeb je kód genetické instrukce, jako plán, který určuje, jak bude organismus vyroben, opraven nebo udržován. Tomu se říká genová exprese.
Gen je geneticky kódovaný segment DNA, zabalený do struktur nazývaných chromozomy. Chromozomy se nacházejí v jádru každé buňky.
Funkce
Genetická informace se nepoužívá přímo z DNA. Používá se kyselina ribonukleová (RNA) a transkripce je proces, při kterém se tento kód kopíruje z DNA do RNA (kyselina ribonukleová). Jakmile je zkopírován, lze genetický kód přečíst a vyjádřit. Tento proces se nazývá překlad.
Překlad zahrnuje velmi složitý proces s mnoha kroky, který nakonec poskytne protein nebo produkt RNA, který má specifikovanou funkci.
Dějiny
Objev struktury DNA lze do značné míry připsat několika klíčovým osobám, včetně Johanna Friedricha Mieschera, který jako první izoloval molekulu DNA. Úspěšně oddělil „nuklein“ z buněk a předpokládal, že látka může hrát významnou roli v dědičnosti. V roce 1944 Oswald Avery a jeho kolegové Collin Macleod a Maclyn McCarty publikovali článek o principu transformace. Ukázali, že DNA je genetický materiál v buňkách. Erwin Chargaff navrhl, aby dusíkaté báze nukleotidu byly takové, že se guaninové jednotky budou vždy rovnat cytosinu a že množství adeninu bude stejné jako thyminu. Rovněž předložil návrh, že složení DNA se u jednotlivých druhů liší. Ty se staly známými jako „Chargaffova pravidla“. Rosalind Franklin je do značné míry zodpovědná za klíčový výzkum, který vede k objevení struktury DNA. Hlavní strukturu objevila pomocí procesu zvaného rentgenová difrakce. Většina prací Cricka a Watsona využívala její výzkum. Francis Crick a James Watson použili rentgenové krystalografické filmy od Franklina a objevili spirálovitý tvar i opakující se vzory nukleotidových bází. Z těchto informací sestavili modely DNA v plném měřítku.
Úvahy
Když většina lidí přemýšlí o „genové expresi“, má sklon uvažovat o fyzických povahových vlastnostech, jako je barva vlasů a očí. Ve skutečnosti zahrnuje celý make-up a funkci organismu. Je to také způsob přenosu dědičných onemocnění u lidí, jako je srpkovitá anémie, která je způsobena jedinou genovou mutací. V jedné buňce člověka je kdekoli od 30 000 do 40 000 genů. Délka se může lišit: od 1 000 párů bází po stovky tisíc. Na molekule lidské DNA jsou přibližně tři miliardy párů bází.