Acidul dezoxiribonucleic, sau ADN, este molecula care conține informațiile genetice din celulele unui organism. Subunitățile unei catene de ADN se numesc nucleotide.
Caracteristici
Constând dintr-un zahăr cu cinci atomi de carbon (dezoxiriboză) o grupare fosfat și o bază azotată, a nucleotidele se leagă cu alte nucleotide într-o secvență repetată, formând un foarte lung, continuu catena de ADN. Baza azotată va fi una dintre cele patru tipuri: Guanină (G), Adenină (A), Citozină (C) sau Timină (T).
Legate prin legături de hidrogen, bazele se atașează unele în altele în moduri specifice: guanina trebuie să se împerecheze întotdeauna cu citozină, iar adenina trebuie să se lege întotdeauna cu timina. Acestea sunt numite „perechi de baze” și se unesc pentru a forma structuri precum treptele de pe o scară. În acest fel, o catenă de ADN este întotdeauna complementară celei de-a doua, formând dubla helix.
Semnificaţie
Secvența legăturilor este un cod de instrucțiuni genetice, ca un plan, care determină modul în care un organism va fi făcut, reparat sau întreținut. Aceasta se numește expresie genică.
O genă este un segment de ADN codificat genetic, ambalat împreună în structuri numite cromozomi. Cromozomii se găsesc în nucleul fiecărei celule.
Funcţie
Informațiile genetice nu sunt utilizate direct din ADN. Se folosește acid ribonucleic (ARN), iar transcripția este procesul prin care acest cod este copiat din ADN în ARN (acid ribonucleic). Odată ce a fost copiat, atunci codul genetic poate fi citit și exprimat. Procesul se numește traducere.
Traducerea implică un proces foarte complex, cu mai mulți pași, rezultând în cele din urmă o proteină sau un produs ARN care are o funcție specificată.
Istorie
Descoperirea structurii ADN-ului poate fi atribuită în mare parte mai multor indivizi cheie, inclusiv Johann Friedrich Miescher, care a fost primul care a izolat molecula de ADN. El a separat cu succes „nucleina” de celule, presupunând că substanța ar putea juca un rol semnificativ în ereditate. În 1944, Oswald Avery și colegii Collin Macleod și Maclyn McCarty au publicat o lucrare despre principiul transformator. Au demonstrat că ADN-ul este materialul genetic din celule. Erwin Chargaff a propus că bazele azotate ale unei nucleotide sunt astfel încât unitățile de guanină vor fi întotdeauna egale cu citozina și că cantitatea de adenină va fi aceeași cu timina. De asemenea, el a făcut propunerea că machiajul ADN-ului este diferit de la specie la specie. Acestea au devenit cunoscute ca „Regulile lui Chargaff”. Rosalind Franklin este în mare parte responsabilă pentru cercetările cheie, ceea ce duce la descoperirea structurii ADN-ului. Ea a descoperit structura principală printr-un proces numit difracție de raze X. Majoritatea lucrărilor lui Crick și Watson au folosit cercetările ei. Francis Crick și James Watson au folosit filmele cristalografice cu raze X de la Franklin și au descoperit forma elicoidală, precum și modelele repetate ale bazelor nucleotidice. Din aceste informații, au construit modele la scară largă de ADN.
Considerații
Când majoritatea oamenilor se gândesc la „expresia genică”, ei tind să gândească în termeni de trăsături de caracter fizice, cum ar fi culoarea părului și a ochilor. De fapt, cuprinde întregul machiaj și funcție a organismului. Este, de asemenea, modul în care bolile ereditare sunt transmise la om, cum ar fi anemia cu celule secera, care este cauzată de o singură mutație genică. Există oriunde între 30.000 și 40.000 de gene într-o celulă a unei ființe umane. Lungimea poate varia: de la 1.000 de perechi de baze la sute de mii. Există aproximativ trei miliarde de perechi de baze pe o moleculă de ADN uman.