რა არის დნმ-ის ქვედანაყოფი?

დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა, ან დნმ, არის მოლეკულა, რომელიც შეიცავს ორგანიზმის უჯრედებში არსებულ გენეტიკურ ინფორმაციას. დნმ-ის ძაფის ქვედანაყოფებს ნუკლეოტიდებს უწოდებენ.

შედგება ხუთ ნახშირბადოვანი შაქრისგან (დეოქსირიბოზა) ფოსფატის ჯგუფისა და აზოტოვანი ფუძისაგან, ნუკლეოტიდი იმეორებს სხვა ნუკლეოტიდებთან განმეორებითი თანმიმდევრობით და ქმნის ძალიან დიდხანს, უწყვეტს დნმ-ის ძაფი. აზოტოვანი ფუძე იქნება ოთხი ტიპიდან ერთი: გუანინი (G), ადენინი (A), ციტოზინი (C) ან თიმინი (T).

წყალბადის ობლიგაციებით მიბმული ბაზები ერთმანეთთან მიერთებულია კონკრეტული ხერხებით: გუანინი ყოველთვის უნდა დაწყვილდეს ციტოზინთან, ხოლო ადენინი ყოველთვის უნდა დაუკავშირდეს თიმინს. მათ "ბაზის წყვილებს" უწოდებენ და უერთდებიან სტრუქტურების შექმნას, როგორიცაა კიბეები. ამ გზით, დნმ-ის ერთი სტრიქონი ყოველთვის მეორეს ავსებს, ქმნის ორმაგ სპირალს.

კავშირების თანმიმდევრობა წარმოადგენს გენეტიკური ინსტრუქციის კოდს, მსგავსი გეგმა, რომელიც განსაზღვრავს ორგანიზმის დამზადებას, შეკეთებას ან შენარჩუნებას. ამას გენური ექსპრესია ეწოდება.

გენი არის დნმ-ის გენეტიკურად კოდირებული სეგმენტი, რომელიც შეფუთულია სტრუქტურებში, რომლებსაც ქრომოსომები ეწოდება. ქრომოსომები გვხვდება თითოეული უჯრედის ბირთვში.

გენეტიკური ინფორმაცია არ გამოიყენება უშუალოდ დნმ-სგან. გამოიყენება რიბონუკლეინის მჟავა (RNA) და ტრანსკრიფცია არის პროცესი, რომლის დროსაც ხდება ამ კოდის კოპირება დნმ – დან RNA– ში (რიბონუკლეინის მჟავა). მას შემდეგ რაც გადაწერა, მაშინ შეიძლება გენეტიკური კოდის წაკითხვა და გამოხატვა. პროცესს თარგმანი ეწოდება.

თარგმანი მოიცავს ძალიან რთულ პროცესს მრავალი ნაბიჯით, საბოლოოდ გამოიყოფა ცილა ან RNA პროდუქტი, რომელსაც აქვს განსაზღვრული ფუნქცია.

დნმ-ის სტრუქტურის აღმოჩენა დიდწილად შეიძლება განპირობებული იყოს რამდენიმე საკვანძო პიროვნებით, მათ შორის იოჰან ფრიდრიხ მიშერით, ვინც პირველი გამოყო დნმ-ის მოლეკულა. მან წარმატებით გამოყო უჯრედებიდან "ნუკლეინი", ჰიპოთეზა, რომ ამ ნივთიერებამ შეიძლება მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს მემკვიდრეობითობაში. 1944 წელს ოსვალდ ევერიმ და მისმა კოლეგებმა კოლინ მაკლეოდმა და მაკლინ მაკარტიმ გამოაქვეყნეს ნაშრომი გარდაქმნის პრინციპის შესახებ. მათ აჩვენეს, რომ დნმ უჯრედების გენეტიკური მასალაა. ერვინ ჩარგაფმა შემოგვთავაზა, რომ ნუკლეოტიდის აზოტოვანი ფუძეები ისეთია, რომ გუანინის ერთეულები ყოველთვის უტოლდება ციტოზინს და ადენინის რაოდენობა იქნება იგივე, რაც თიმინი. მან ასევე გააკეთა წინადადება, რომ დნმ-ის შემადგენლობა განსხვავდება სახეობებისგან სახეობებში. ეს გახდა ცნობილი, როგორც "ჩარგაფის წესები". როზალინდ ფრანკლინი დიდწილად პასუხისმგებელია საკვლევ კვლევებზე, რაც იწვევს დნმ-ის სტრუქტურის აღმოჩენას. მან პრინციპული სტრუქტურა აღმოაჩინა პროცესის საშუალებით, რომელსაც უწოდებენ რენტგენის დიფრაქციას. კრიკისა და უოტსონის მუშაობის უმეტესი ნაწილი იყენებდა მის კვლევას. ფრენსის კრიკმა და ჯეიმს უოტსონმა გამოიყენეს რენტგენის კრისტალოგრაფიული ფილმები ფრანკლინიდან და აღმოაჩინეს ხვეული ფორმა, ისევე როგორც ნუკლეოტიდების ფუძეების განმეორებითი ნიმუშები. ამ ინფორმაციიდან მათ ააშენეს დნმ – ის სრულმასშტაბიანი მოდელები.

როდესაც ადამიანების უმეტესობა ფიქრობს "გენის გამოხატვაზე", ისინი ფიქრობენ ფიზიკური თვისებების გათვალისწინებით, როგორიცაა თმის და თვალის ფერი. სინამდვილეში, ეს მოიცავს ორგანიზმის მთლიან მაკიაჟს და ფუნქციას. ეს ასევე არის მემკვიდრეობითი დაავადებების გადაცემის გზა ადამიანებში, მაგალითად, ნამგლისებური უჯრედული ანემია, რომელიც გამოწვეულია ერთი გენის მუტაციით. ადამიანის ერთ უჯრედში 30 000 – დან 40 000 – მდე გენია. სიგრძე შეიძლება განსხვავდებოდეს: 1000 ფუძის წყვილიდან ასიათასამდე. ადამიანის დნმ-ის მოლეკულაზე დაახლოებით სამი მილიარდი ფუძის წყვილია.