Kyselina deoxyribonukleová alebo DNA je molekula, ktorá obsahuje genetickú informáciu v bunkách organizmu. Podjednotky vlákna DNA sa nazývajú nukleotidy.
Vlastnosti
Skladajúci sa z päťuhlíkového cukru (deoxyribózy), fosfátovej skupiny a dusíkatej bázy, a nukleotidové väzby s inými nukleotidmi v opakujúcej sa sekvencii, ktoré tvoria veľmi dlhý, spojitý vlákno DNA. Dusíkatou bázou bude jeden zo štyroch typov: guanín (G), adenín (A), cytozín (C) alebo tymín (T).
Bázy spojené vodíkovými väzbami sa navzájom spájajú špecifickými spôsobmi: guanín sa musí vždy párovať s cytozínom a adenín sa musí vždy viazať s tymínom. Nazývajú sa „základné páry“ a spájajú sa, aby vytvorili štruktúry ako schody na rebríku. Týmto spôsobom je jeden reťazec DNA vždy komplementárny s druhým, čím vytvára dvojitú špirálu.
Význam
Sekvenciou väzieb je genetický inštruktážny kód, napríklad plán, ktorý určuje, ako bude organizmus vyrobený, opravený alebo udržiavaný. Toto sa nazýva génová expresia.
Gén je geneticky kódovaný segment DNA, zabalený do štruktúr nazývaných chromozómy. Chromozómy sa nachádzajú v jadre každej bunky.
Funkcia
Genetická informácia sa nepoužíva priamo z DNA. Používa sa kyselina ribonukleová (RNA) a transkripcia je proces, pri ktorom sa tento kód kopíruje z DNA na RNA (kyselina ribonukleová). Po skopírovaní je možné genetický kód prečítať a vyjadriť. Tento proces sa nazýva preklad.
Preklad zahŕňa veľmi zložitý proces s mnohými krokmi, ktorý v konečnom dôsledku poskytne proteín alebo produkt RNA, ktorý má špecifikovanú funkciu.
História
Objav štruktúry DNA možno do značnej miery pripísať niekoľkým kľúčovým jedincom vrátane Johanna Friedricha Mieschera, ktorý ako prvý izoloval molekulu DNA. Úspešne oddelil „nukleín“ z buniek, pričom predpokladal, že látka môže hrať pri dedičnosti významnú úlohu. V roku 1944 Oswald Avery a kolegovia Collin Macleod a Maclyn McCarty publikovali príspevok o princípe transformácie. Preukázali, že DNA je genetický materiál v bunkách. Erwin Chargaff navrhol, že dusíkaté bázy nukleotidu sú také, že guanínové jednotky sa budú vždy rovnať cytozínu a že množstvo adenínu bude rovnaké ako tymínu. Taktiež predložil návrh, že zloženie DNA sa líši od druhu k druhu. Tieto sa stali známymi ako „Chargaffove pravidlá“. Rosalind Franklin je vo veľkej miere zodpovedná za kľúčový výskum, ktorý vedie k objaveniu štruktúry DNA. Princíp štruktúry objavila pomocou procesu nazývaného röntgenová difrakcia. Väčšina prác Cricka a Watsona využívala jej výskum. Francis Crick a James Watson použili röntgenové kryštalografické filmy od Franklina a objavili špirálovitý tvar, ako aj opakujúce sa vzory nukleotidových báz. Z týchto informácií zostavili úplné modely DNA.
Úvahy
Keď väčšina ľudí uvažuje o „génovej expresii“, má tendenciu uvažovať o fyzických povahových vlastnostiach, ako sú farba vlasov a očí. V skutočnosti zahŕňa celý make-up a funkciu organizmu. Je to tiež spôsob prenosu dedičných chorôb u ľudí, ako je kosáčikovitá anémia, ktorá je spôsobená jedinou génovou mutáciou. V jednej bunke človeka je od 30 000 do 40 000 génov. Dĺžka sa môže meniť: od 1 000 párov báz do stotisíc. Na molekule ľudskej DNA sú približne tri miliardy párov báz.