Znaczenie DNA w komórce człowieka

Uznanie, że DNA jest nośnikiem informacji dla wszystkich żywych organizmów i mechanizmów które przekładają kod DNA na materię życia, jest jednym z wielkich odkryć współczesności nauka. Od najprostszych mikroorganizmów po gigantyczne drzewa i zwierzęta zamieszkujące Ziemię, wszystkie one opierają swoje istnienie na DNA. Używając znacznie mniej biologicznych „liter” niż 26-literowy alfabet angielski, DNA podaje instrukcje dotyczące życia, reprodukcji, metabolizmu, dojrzewania i śmierci organizmów.

DNA to złożona, długołańcuchowa cząsteczka, która koduje genetyczne cechy żywego organizmu. U większości roślin i zwierząt DNA jest pakowane wraz z kwasem rybonukleinowym i białkami w zwarte struktury zwane chromosomami, które znajdują się w jądrze komórkowym. Prawie wszystkie komórki ludzkie mają 23 pary chromosomów, po jednym zestawie od każdego rodzica. Sekcje DNA zwane genami pośrednio kodują białka, które nadają strukturę i funkcje ludzkiemu organizmowi. Wybór, które geny działają w jakich komórkach, określa typ komórki: mózg, wątroba, skóra i wszystkie inne.

Podczas rozmnażania płciowego ludzie tworzą specjalne komórki, zwane gametami, które zawierają tylko jeden zestaw 23 chromosomów. Podczas zapłodnienia DNA ojca łączy się z DNA matki, tworząc nowy, unikalny zestaw 46 chromosomów. W ten sposób cechy przodka są przekazywane potomstwu. Jeden konkretny chromosom w gamecie określa płeć potomstwa. Tym chromosomem może być X lub Y: dwa X tworzą kobietę, podczas gdy XY daje mężczyznę. Gdy zapłodniona komórka jajowa zaczyna się dzielić, różne geny kontrolują różnicowanie się komórek, tworząc różne ludzkie tkanki, narządy i układy.

Kody DNA dla wszystkich białek komórkowych, które umożliwiają życie. Komórka dokonuje transkrypcji DNA na RNA, które następnie przekłada na białka. Należą do nich enzymy, hormony i białka strukturalne, których potrzebuje każda komórka. Złożone biochemiczne pętle sprzężenia zwrotnego określają, które geny DNA ulegają ekspresji. Poprzez komórkowe szlaki biochemiczne geny kontrolują kształt nosa i rozmiar uszu. Jeśli gen jest nieprawidłowo zakodowany, powiedzmy z powodu mutacji w cząsteczce DNA, możesz cierpieć na wady wrodzone, takie jak rozszczep podniebienia lub choroby genetyczne, w tym mukowiscydozę i zespół Downa.

DNA jest niezbędne do życia komórki ludzkiej, ale może ulegać fragmentacji, prowadząc do śmierci komórki. Nauka nie do końca rozwikłała tę tajemnicę – naukowcy nie wiedzą, czy DNA jest zaprogramowane do samozniszczenia. Trzydzieści siedem genów niechromosomalnego DNA znajduje się w ludzkich mitochondriach, elektrowniach komórki. Ten DNA koduje ważne cząsteczki RNA, z których niektóre wytwarzają enzymy niezbędne do metabolizmu. Mutacje mitochondrialnego DNA mogą powodować śmierć noworodków. Nie wszystkie mutacje są złe – ewolucja to zasadniczo długa historia korzystnych mutacji DNA, które przekształciły najprostszy organizm jednokomórkowy w wyższe formy życia, w tym istoty ludzkie.