Признание того, что ДНК несет в себе информационный план для всех живых организмов, и механизмы которые переводят код ДНК в сущность жизни, является одним из величайших открытий современного наука. От простейших микроорганизмов до гигантских деревьев и животных, населяющих Землю, все зависит от ДНК в своем существовании. Используя гораздо меньше биологических «букв», чем 26-буквенный английский алфавит, ДНК излагает инструкции о том, как организмы живут, размножаются, метаболизируются, созревают и в конечном итоге умирают.
ДНК, код жизни
ДНК - это сложная длинноцепочечная молекула, которая кодирует генетические характеристики живого организма. У большинства растений и животных ДНК упакована с рибонуклеиновой кислотой и белками в компактные структуры, называемые хромосомами, которые находятся в ядре клетки. Почти все клетки человека имеют 23 пары хромосом, по одному от каждого родителя. Участки ДНК, называемые генами, косвенно кодируют белки, которые придают структуру и функцию человеческому телу. Выбор того, какие гены работают в каких клетках, определяет тип клетки: мозг, печень, кожа и все остальные.
Размножение
При половом размножении люди создают особые клетки, называемые гаметами, которые содержат только один набор из 23 хромосом. Во время оплодотворения ДНК отца объединяется с ДНК матери, образуя новый уникальный набор из 46 хромосом. Так черты предка передаются потомству. Одна конкретная хромосома в гамете определяет пол потомства. Эта хромосома может быть X или Y: два X создают женщину, а XY - мужчину. Когда оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться, разные гены контролируют дифференциацию клеток друг от друга, создавая различные ткани, органы и системы человека.
Биохимия
ДНК кодирует все клеточные белки, делающие жизнь возможной. Клетка транскрибирует ДНК в РНК, которую затем переводит в белки. К ним относятся ферменты, гормоны и структурные белки, которые необходимы каждой клетке. Сложные биохимические петли обратной связи определяют, какие гены ДНК экспрессируются. Через клеточные биохимические пути гены контролируют форму вашего носа и размер ваших ушей. Если ген закодирован неправильно, например, из-за мутации в молекуле ДНК, вы можете страдать от врожденных дефектов, таких как волчья пасть, или генетических заболеваний, включая муковисцидоз и синдром Дауна.
Жизнь и смерть
ДНК необходима для жизни человеческой клетки, но она может фрагментироваться, что приводит к гибели клетки. Наука еще не полностью раскрыла эту загадку - ученые не знают, запрограммирована ли ДНК на самоуничтожение. Тридцать семь генов нехромосомной ДНК находятся в митохондриях человека, электростанциях клетки. Эта ДНК кодирует важные молекулы РНК, некоторые из которых вырабатывают ферменты, необходимые для метаболизма. Мутации митохондриальной ДНК могут привести к смерти новорожденных. Не все мутации плохи - эволюция - это, по сути, длинная история полезных мутаций ДНК, которые превратили простейший одноклеточный организм в высшие формы жизни, включая людей.