Πώς συνδέονται τα γονίδια, το DNA και τα χρωμοσώματα;

Ο γενετικός μας κώδικας αποθηκεύει τα σχεδιαγράμματα για το σώμα μας. Τα γονίδια καθοδηγούν την παραγωγή πρωτεϊνών και οι πρωτεΐνες περιλαμβάνουν το σώμα μας ή δρουν ως ένζυμα που ρυθμίζουν οτιδήποτε άλλο. Τα γονίδια, το DNA και τα χρωμοσώματα είναι όλα στενά συνδεδεμένα μέρη αυτής της διαδικασίας. Η κατανόησή τους είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της ανθρώπινης βιολογίας.

Ένα γονίδιο είναι το προσχέδιο για μια μόνο αλυσίδα αμινοξέων. Μια μοναδική αλυσίδα αμινοξέων μπορεί να σχηματίσει μια απλή πρωτεΐνη. Άλλες πρωτεΐνες είναι το αποτέλεσμα πολλαπλών αλυσίδων αμινοξέων σε συνδυασμό. Ένα γονίδιο κωδικοποιείται σε DNA σε όλα τα αδιαμφισβήτητα ζωντανά είδη. Οι ιοί και τα πριόνια, αν και δεν θεωρούνται παγκοσμίως ζωντανά, έχουν γονίδια, αλλά μπορούν να κωδικοποιηθούν σε RNA - ένα σχετικό μόριο - ή ακόμα και σε πρωτεΐνες. Μπορείτε να σκεφτείτε τα γονίδια ως μια ιδέα που είναι συνήθως γραμμένη σε DNA.

Το DNA είναι η χημική ουσία που κωδικοποιεί γονίδια σε όλα τα ζωντανά πλάσματα. Έχει δύο κύρια μέρη: μια ραχοκοκαλιά κατασκευασμένη από ζάχαρη (δεοξυριβόζη) και ένα νουκλεοτίδιο. Η σειρά των νουκλεοτιδίων είναι ένα είδος αλφαβήτου που αποθηκεύει πληροφορίες. Τα τέσσερα νουκλεοτίδια είναι αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και γουανίνη. Συντομεύονται A, T, C και G. αντίστοιχα. Αυτά τα συστατικά ζευγαρώνονται και είναι διατεταγμένα σε μια έλικα, ένα σχήμα όπου δύο κλώνοι τυλίγονται γύρω τους με τα νουκλεοτίδια στο κέντρο, σαν μια σπειροειδή σκάλα όπου τα νουκλεοτίδια είναι τα σκαλοπάτια.

Ένα χρωμόσωμα είναι μια δομή που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να οργανώσουν το DNA τους όταν διαιρούνται. Κατά τη διάρκεια φυσιολογικών κυτταρικών επεμβάσεων, το DNA έχει τη μορφή χρωματίνης, η οποία είναι αόρατη κάτω από το μικροσκόπιο. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της αντιγραφής των κυττάρων, το DNA συνδέεται σε έναν αριθμό χρωμοσωμάτων. Ο ακριβής αριθμός ποικίλλει ανά είδος. Το χρωμόσωμα αποτελείται από μια δέσμη DNA με ορισμένες δομικές πρωτεΐνες που ονομάζουν ιστόνες. Τα περισσότερα έχουν σχήμα Χ και συμμετρικά. Υπάρχει μια δομή στο κέντρο τους που ονομάζεται κεντρομερές, η οποία συγκρατεί τα δύο μισά μεταξύ τους. Οι άνθρωποι έχουν 46 χρωμοσώματα.

Για να κατανοήσετε πώς ταιριάζουν αυτά τα κομμάτια, βοηθά να σκεφτείτε τη λειτουργία του κάθε μέρους. Το γονίδιο είναι η ιδέα ή το προσχέδιο. Το DNA είναι η γλώσσα ή ο τρόπος καταγραφής των γονιδίων. Τα χρωμοσώματα είναι δομές που χρησιμοποιούν τα κύτταρα για να οργανώσουν το DNA τους για την κυτταρική διαίρεση. Τα χρωμοσώματα συνήθως περιέχουν χιλιάδες γονίδια, γραμμένα σε DNA. Δεδομένου ότι υπάρχουν εξαιρέσεις για σχεδόν κάθε κανόνα στη βιολογία, υπάρχουν μερικές καταστάσεις στις οποίες είναι γραμμένα τα γονίδια κάτι διαφορετικό από το DNA, όπως το RNA των ιών και των πρωτεϊνών των πριόνων, αλλά κανένα από αυτά δεν θεωρείται παγκοσμίως ζωντανός.