Koska James Watson ja Francis Crick paljastivat DNA: n rakenne, se on hyväksytty perinnöllisyyden molekyylinä. Ennen löytöään tiedeyhteisö säilytti jonkin verran skeptisyyttä siitä, että DNA oli tehtävän tasalla, koska DNA: n rooli on nelinkertainen ja se tuntui liian yksinkertaiselta molekyyliltä näiden neljän tarvittavan toiminnon suorittamiseen: replikointi, koodaus, solujen hallinta ja kyky siihen muuttua.
DNA: n ainutlaatuinen rakenne antaa sen täyttää kaikki nämä toiminnot.
DNA: n rakennuspalikat
DNA on lyhyt deoksiribonukleiinihaposta. Se koostuu neljä typpipitoista emästä, lyhennettynä A, C, G ja T. Nuo emäkset muodostavat kaksi säiettä ja sitoutuvat yhteen kaksoiskierre muodostumassa.
A sitoutuu aina T: hen yhdessä juosteessa ja C sitoutuu aina G: n kanssa toisessa juosteessa, jota kutsutaan täydentävä tukiasema sääntö.
Replikointi
Yksi DNA: n tarkoitus on replikoitua. Tämä tarkoittaa, että DNA-juoste tekee kopion itsestään. Se tapahtuu solujen jakautumisen aikana, ja se on, miten DNA siirtää perittyjä piirteitä seuraavalle solusarjalle.
Aikana DNA kopiointi, kaksoiskierre purkautuu muodostaen kaksi yksittäistä säikettä. Kun kaksi DNA-säiettä erotetaan ja uusi säie rakennetaan onnistuneesti, se käyttää olemassa olevan juosteen mallia tarkan kopion rakentamiseen.
Joskus monista syistä replikointi ei tuota tarkkaa kopiota. Tätä kutsutaan a DNA-mutaatio. Mutaatiot ovat kriittisiä evoluutiolle, koska ne antavat organismien kehittää mukautuksia, jotka voivat auttaa heitä selviytymään muuttuvissa ympäristöissä.
Ihmisten DNA-mutaatiot voivat kuitenkin johtaa siihen, että vanhemmat siirtävät tietämättään tietyt geneettiset olosuhteet lapsilleen, mukaan lukien kystinen fibroosi, Tay-Sachsin tauti ja sirppisoluanemia.
Koodaus
Koodaus on toinen DNA: n tehtävä. Kunkin solun työn tekevät proteiinit, joten yksi DNA: n rooleista on rakentaa oikeat proteiinit jokaiselle solulle. DNA täyttää tämän roolin sisällyttämällä kolmen emäksen osia - koodoneja -, jotka ohjaavat proteiinien muodostumista.
Pitkällä DNA-jaksolla kukin kodoni sisältää tiedot, jotka ohjaavat yhden aminohapon kokoamisen proteiiniin. Eri kodonit vastaavat toisen aminohapon kokoonpanoa proteiiniin, joten koko DNA-osa tietyllä emäsjärjestyksellä rakentaa spesifisen proteiinin.
Matkapuhelinhallinta
Monisoluisissa organismeissa yksi hedelmöitetty solu, sygootti, jakaa ja kopioi monta kertaa koko elävän olennon tekemiseksi. Jokaisella solulla on täsmälleen sama geneettinen materiaali, mutta eri solut kehittyvät eri muodissa.
Eli prosessissa, jota kutsutaan solujen erilaistuminen jotkut solut rakentavat oikeita proteiineja maksasoluiksi ja toiset ihosoluiksi, toiset mahasoluiksi. Lisäksi solujen on muutettava toimintatapaansa olosuhteiden muuttuessa. Esimerkiksi mahasolujen on tuotettava enemmän ruoansulatuskanavan hormoneja ja entsyymejä, kun ruokaa on läsnä.
DNA tekee tämän signaalien avulla, jotka käynnistävät ja sammuttavat ruoansulatukseen osallistuvien proteiinien tuotannon. Samanlainen asia tapahtuu, kun solut erilaistuvat: signaalit laukaisevat oikeat proteiinituotantotasot sopivan solun muodostamiseksi.
Kyky mutata
Evoluutio on ominaisuuksien muutos organismin sukupolvien tuotannossa. Evoluutio tapahtuu pienissä asteikoissa organismin sisällä - kuten muutokset ihon tai hiusten värissä ihmisillä - ja myös suurissa mittakaavoissa - kuten maapallon laajan elämänalueen luominen varhaisesta yksisoluisesta organismi.
Se voi tapahtua vain, jos geneettinen molekyyli voi muuttua, voi mutatoitua. Kun DNA replikoituu muna- ja siittiösolut, muutokset voivat hiipiä useilla tasoilla.
Yksi tapa on tehdä yhden pisteen muutoksia, jotka lisäävät, vähentävät tai muuttavat olemassa olevaa sekvenssiä. Muut muutokset tapahtuvat, kun DNA-molekyylit risteävät toistensa kanssa, vaihtaen geenien järjestystä kumpaankin DNA: n ristikkäiseen säikeeseen.