Ker sta James Watson in Francis Crick razkrila struktura DNA, je bila sprejeta kot molekula dednosti. Pred odkritjem je znanstvena skupnost ohranila nekaj dvoma, da je DNK pripravljena na to delo, ker je vloga DNK štirikratna in zdelo se je, da je molekula preveč enostavna za izvajanje tistih štirih potrebnih funkcij: replikacije, kodiranja, upravljanja celic in sposobnosti mutirati.
Edinstvena struktura DNA ji omogoča, da izpolnjuje vse te funkcije.
Gradniki DNK
DNA je okrajšava za deoksiribonukleinsko kislino. Sestavljen je iz štiri dušikove baze, okrajšano A, C, G in T. Te baze tvorijo dve verigi in se vežejo skupaj v dvojno vijačno tvorbo.
A se vedno veže s T v enem pramenu, C pa vedno z G v drugem, kar se imenuje komplementarno osnovno parjenje pravilo.
Replikacija
En namen DNK je razmnoževanje. To pomeni, da veriga DNA naredi kopijo samega sebe. To se zgodi med celično delitvijo in tako DNA prenaša podedovane lastnosti na naslednji sklop celic.
Med Replikacija DNA, dvojna vijačnica se sama odvije in tvori dve enojni verigi. Ko se dve verigi DNA ločita in je nova veriga uspešno zgrajena, bo uporabil vzorec obstoječe verige za izdelavo natančne kopije.
Včasih iz različnih razlogov replikacija ne da natančne kopije. To se imenuje a Mutacija DNA. Mutacije so ključne za evolucijo, saj organizmom omogočajo, da razvijejo prilagoditve, ki jim lahko pomagajo preživeti v spreminjajočih se okoljih.
Mutacije DNK pri ljudeh pa lahko privedejo tudi do tega, da starši nevede prenašajo določene genetske bolezni na svoje otroke, vključno s cistično fibrozo, Tay-Sachsovo boleznijo in anemijo srpastih celic.
Kodiranje
Kodiranje je še ena funkcija DNK. Delo vsake celice opravljajo beljakovine, zato je ena od vlog DNK, da zgradi prave beljakovine za vsako celico. DNK to vlogo zapolni tako, da vsebuje tribazne odseke - imenovane kodone -, ki usmerjajo nastajanje beljakovin.
V dolgem odseku DNA vsak kodon vsebuje informacije, ki usmerjajo sestavljanje ene aminokisline na beljakovino. Različni kodoni ustrezajo sestavljanju druge aminokisline na beljakovino, zato bo cel odsek DNA z določenim zaporedjem baz zgradil specifičen protein.
Celično upravljanje
V večceličnih organizmih je ena oplojena celica, zigota, večkrat razdeli in podvoji, da naredi celo živo bitje. Vsaka celica ima popolnoma enak genski material, vendar se različne celice razvijajo na različne načine.
Se pravi v postopku imenovanem diferenciacija celic nekatere celice zgradijo prave beljakovine, da postanejo jetrne celice, druge pa kožne, druge želodčne celice. Poleg tega morajo celice spremeniti način delovanja, ko se spreminjajo pogoji. Na primer, vaše želodčne celice morajo proizvajati več prebavnih hormonov in encimov, kadar je hrana prisotna.
DNA to stori s signali, ki vklopijo ali izklopijo proizvodnjo beljakovin, ki sodelujejo v prebavi. Enako se zgodi, ko se celice razlikujejo: signali sprožijo pravo raven proizvodnje beljakovin in tvorijo ustrezno celico.
Sposobnost mutacije
Evolucija je sprememba lastnosti, ko nastajajo generacije organizma. Evolucija se zgodi v majhnih razsežnostih znotraj organizma - na primer spremembe kože ali barve las pri ljudeh - in tudi v velikem obsegu - na primer ustvarjanje širokega razpona življenja na Zemlji iz zgodnjih enoceličnih organizem.
To se lahko zgodi le, če se genetska molekula lahko spremeni ali mutira. Ko se DNA replicira, da nastane jajčece in semenčic, spremembe se lahko prikradejo na več ravneh.
Eden od načinov je sprememba ene točke, ki doda, odšteje ali spremeni obstoječe zaporedje. Druge spremembe se zgodijo, ko se molekuli DNK prekrižajo in zamenjajo razporeditev genov na obeh prečkanih verigah DNA.