Otkako su James Watson i Francis Crick otkrili struktura DNA, prihvaćen je kao molekula nasljedstva. Prije njihovog otkrića, znanstvena je zajednica zadržala određeni skepticizam da je DNA na visini posla, jer je uloga DNK četverostruka i činilo se prejednostavnom molekulom da bi izvršila te četiri potrebne funkcije: replikaciju, kodiranje, upravljanje stanicama i sposobnost mutirati.
Jedinstvena struktura DNA omogućuje joj ispunjavanje svih ovih funkcija.
Građevni blokovi DNA
DNA je kratica za deoksiribonukleinsku kiselinu. Sastoji se od četiri dušične baze, skraćeno A, C, G i T. Te baze tvore dvije niti i međusobno se vežu u dvostruku zavojnicu.
A se uvijek veže s T u jednom lancu, a C uvijek s G u drugom, što se naziva komplementarno uparivanje baze Pravilo.
Replikacija
Jedna od svrha DNA je replikacija. To znači da lanac DNK stvara svoju kopiju. To se događa tijekom stanične diobe i to je način na koji DNA prenosi naslijeđena svojstva na sljedeći skup stanica.
Tijekom Replikacija DNA, dvostruka zavojnica se sama odmata stvarajući dvije pojedinačne niti. Kada se dva lanca DNA odvoje i novi lanac bude uspješno izgrađen, upotrijebit će uzorak postojećeg lanca za izradu točne kopije.
Ponekad, iz različitih razloga, replikacija ne daje točnu kopiju. To se naziva a DNK mutacija. Mutacije su presudne za evoluciju, jer omogućuju organizmima da razviju prilagodbe koje im mogu pomoći da prežive u promjenjivom okruženju.
Međutim, DNK mutacije kod ljudi također mogu dovesti do toga da roditelji nesvjesno prenose određena genetska stanja na svoju djecu, uključujući cističnu fibrozu, Tay-Sachsovu bolest i anemiju srpastih stanica.
Kodiranje
Kodiranje je još jedna funkcija DNA. Rad svake stanice rade proteini, pa je jedna od uloga DNA izgradnja pravih proteina za svaku stanicu. DNA ispunjava tu ulogu sadržeći trobazne odjeljke - nazvane kodonima - koji usmjeravaju stvaranje proteina.
U dugom dijelu DNA, svaki kodon sadrži informacije koje usmjeravaju skupljanje jedne aminokiseline na protein. Različiti kodoni odgovaraju sastavljanju druge aminokiseline na protein, pa će cijeli dio DNA s danim redoslijedom baza izgraditi specifični protein.
Upravljanje stanicama
U višećelijskim organizmima, jedna oplođena stanica, zigota, dijeli i duplicira mnogo puta kako bi stvorio cijelo živo biće. Svaka stanica ima potpuno isti genetski materijal, ali različite se stanice razvijaju na različite načine.
Odnosno, u procesu tzv diferencijacija stanica neke stanice grade prave proteine da postanu stanice jetre, a druge stanice kože, druge stanice želuca. Uz to, stanice moraju promijeniti način na koji rade kako se uvjeti mijenjaju. Na primjer, vaše želučane stanice moraju proizvoditi više probavnih hormona i enzima kada je hrana prisutna.
DNA to čini putem signala koji uključuju i isključuju proizvodnju bjelančevina uključenih u probavu. Ista se stvar događa kad se stanice diferenciraju: signali pokreću pravu razinu proizvodnje proteina kako bi stvorili odgovarajuću stanicu.
Sposobnost mutiranja
Evolucija je promjena karakteristika kako se proizvode generacije organizma. Evolucija se događa na malim razmjerima unutar organizma - poput promjena u boji kože ili kose kod ljudi - i također u velikim razmjerima - poput stvaranja širokog raspona života na Zemlji iz ranih jednostaničnih organizam.
To se može dogoditi samo ako se genetska molekula može mijenjati, može mutirati. Kako se DNA replicira kako bi se stvorilo jaje i stanice sperme, promjene se mogu uvući na nekoliko razina.
Jedan od načina je kroz promjene u jednoj točki koje dodaju, oduzimaju ili mijenjaju postojeći niz. Druge se promjene događaju kada se molekule DNA međusobno križaju, mijenjajući raspored gena na svakom od dva ukrštena lanca DNA.
