Τι ονομάζεται υπομονάδα DNA;

Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ή το DNA, είναι το μόριο που περιέχει τις γενετικές πληροφορίες στα κύτταρα ενός οργανισμού. Οι υπομονάδες ενός κλώνου DNA ονομάζονται νουκλεοτίδια.

Αποτελείται από ένα σάκχαρο πέντε-άνθρακα (δεοξυριβόζη) μια φωσφορική ομάδα και μια αζωτούχα βάση, α οι νουκλεοτιδικές συνδέσεις με άλλα νουκλεοτίδια σε επαναλαμβανόμενη αλληλουχία, σχηματίζοντας μια πολύ μακρά, συνεχή σκέλος του DNA. Η αζωτούχος βάση θα είναι ένας από τους τέσσερις τύπους: Γουανίνη (G), Αδενίνη (Α), Κυτοσίνη (C) ή Θυμίνη (Τ).

Συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου, οι βάσεις συνδέονται μεταξύ τους με συγκεκριμένους τρόπους: η γουανίνη πρέπει πάντα να συνδυάζεται με κυτοσίνη και η αδενίνη πρέπει πάντα να συνδέεται με θυμίνη. Αυτά ονομάζονται "ζεύγη βάσεων" και ενώνονται για να σχηματίσουν δομές όπως τα σκαλοπάτια σε μια σκάλα. Με αυτόν τον τρόπο, ένας κλώνος DNA είναι πάντα συμπληρωματικός του δεύτερου, σχηματίζοντας τη διπλή έλικα.

Η ακολουθία των συνδέσμων είναι ένας γενετικός κώδικας εντολής, όπως ένα σχεδιάγραμμα, ο οποίος καθορίζει πώς θα κατασκευαστεί, θα επισκευαστεί ή θα συντηρηθεί ένας οργανισμός. Αυτό ονομάζεται γονιδιακή έκφραση.

Ένα γονίδιο είναι ένα γενετικώς κωδικοποιημένο τμήμα DNA, συσκευασμένο μαζί σε δομές που ονομάζονται χρωμοσώματα. Τα χρωμοσώματα βρίσκονται στον πυρήνα κάθε κυττάρου.

Οι γενετικές πληροφορίες δεν χρησιμοποιούνται απευθείας από το DNA. Χρησιμοποιείται ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) και η μεταγραφή είναι η διαδικασία με την οποία αυτός ο κωδικός αντιγράφεται από το DNA σε RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ). Μόλις αντιγραφεί, τότε ο γενετικός κώδικας μπορεί να διαβαστεί και να εκφραστεί. Η διαδικασία ονομάζεται μετάφραση.

Η μετάφραση περιλαμβάνει μια πολύ περίπλοκη διαδικασία με πολλά βήματα, που τελικά αποδίδει μια πρωτεΐνη ή ένα προϊόν RNA που έχει συγκεκριμένη λειτουργία.

Η ανακάλυψη της δομής του DNA μπορεί σε μεγάλο βαθμό να αποδοθεί σε πολλά βασικά άτομα, συμπεριλαμβανομένου του Johann Friedrich Miescher, ο οποίος ήταν ο πρώτος που απομονώθηκε το μόριο DNA. Διαχώρισε με επιτυχία την «νουκλεΐνη» από τα κύτταρα, υποθέτοντας ότι η ουσία μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο στην κληρονομικότητα. Το 1944, ο Oswald Avery και οι συνεργάτες του Collin Macleod και Maclyn McCarty δημοσίευσαν ένα έγγραφο σχετικά με την αρχή της μεταμόρφωσης. Έδειξαν ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό στα κύτταρα. Ο Erwin Chargaff πρότεινε ότι οι αζωτούχες βάσεις ενός νουκλεοτιδίου είναι τέτοιες ώστε οι μονάδες γουανίνης να είναι πάντα ίσες με την κυτοσίνη και ότι η ποσότητα της αδενίνης θα είναι η ίδια με τη θυμίνη. Έκανε επίσης την πρόταση ότι η σύνθεση DNA είναι διαφορετική από είδος σε είδος. Αυτοί έγιναν γνωστοί ως "Chargaff's Rules". Η Rosalind Franklin είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνη για τη βασική έρευνα, που οδηγεί στην ανακάλυψη της δομής του DNA. Ανακάλυψε τη βασική δομή μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται περίθλαση ακτίνων Χ. Το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς του Crick και του Watson χρησιμοποίησε την έρευνά της. Ο Francis Crick και ο James Watson χρησιμοποίησαν τις κρυσταλλογραφικές μεμβράνες ακτίνων Χ από τον Franklin και ανακάλυψαν το ελικοειδές σχήμα καθώς και τα επαναλαμβανόμενα μοτίβα των νουκλεοτιδικών βάσεων. Από αυτές τις πληροφορίες, δημιούργησαν μοντέλα DNA πλήρους κλίμακας.

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται τη «γονιδιακή έκφραση» τείνουν να σκέφτονται ως προς τα φυσικά χαρακτηριστικά, όπως το χρώμα των μαλλιών και των ματιών. Στην πραγματικότητα, περιλαμβάνει ολόκληρη τη σύνθεση και τη λειτουργία του οργανισμού. Είναι επίσης ο τρόπος με τον οποίο μεταδίδονται οι κληρονομικές ασθένειες στους ανθρώπους, όπως η δρεπανοκυτταρική αναιμία, η οποία προκαλείται από μία μόνο γονιδιακή μετάλλαξη. Υπάρχουν οπουδήποτε από 30.000 έως 40.000 γονίδια σε ένα κύτταρο ενός ανθρώπου. Το μήκος μπορεί να ποικίλει: από 1.000 ζεύγη βάσεων έως εκατοντάδες χιλιάδες. Υπάρχουν περίπου τρία δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων σε ένα μόριο ανθρώπινου DNA.