Zašto je DNK toliko važan? Jednostavno rečeno, DNK sadrži upute potrebne za život.
Kôd unutar naše DNK daje upute o tome kako napraviti proteine koji su od vitalnog značaja za naš rast, razvoj i cjelokupno zdravlje.
O DNK
DNK označava deoksiribonukleinsku kiselinu. Sastoji se od jedinica bioloških građevnih blokova koji se nazivaju nukleotidi.
DNK je vitalno važna molekula ne samo za ljude, već i za većinu drugih organizama. DNK sadrži nasljedni materijal i naše gene - to je ono što nas čini jedinstvenima.
Ali što DNK zapravo radi? Nastavite čitati da biste saznali više o strukturi DNK, što ona radi i zašto je to tako važno.
DNK u zdravlju, bolesti i starenju
Vaš ekspanzivni genom
Kompletan set vašeg DNK naziva se vašim genomom. Sadrži 3 milijarde baza, 20 000 gena i 23 para kromosoma!
Polovinu DNK nasljeđujete od oca, a pola od majke. Ova DNA dolazi iz sperme, odnosno jajašca.
Geni zapravo čine vrlo malo vašeg genoma - samo 1 posto. Ostalih 99 posto pomaže u reguliranju stvari poput kada, kako i u kojoj količini se proizvode bjelančevine.
Znanstvenici još uvijek sve više i više uče o ovoj „nekodiranoj“DNK.
Oštećenja i mutacije DNA
DNK kod je sklon oštećenju. Zapravo se procjenjuje da se u svakoj od naših stanica svakodnevno događaju deseci tisuća oštećenja DNA. Oštećenja mogu nastati zbog pogrešaka u kopiranju DNK, slobodnih radikala i izloženosti UV zračenju.
Ali nikad se ne bojte! Vaše stanice imaju specijalizirane proteine koji su u stanju otkriti i popraviti mnoge slučajeve oštećenja DNA. Zapravo, postoji najmanje pet glavnih putova popravljanja DNK.
Mutacije su promjene u slijedu DNK. Oni ponekad mogu biti i loši. To je zato što promjena DNK koda može imati utjecaj na niži način na način stvaranja proteina.
Ako protein ne radi ispravno, može doći do bolesti. Neki primjeri bolesti koje nastaju uslijed mutacija u jednom genu uključuju cističnu fibrozu i anemiju srpastih stanica.
Mutacije također mogu dovesti do razvoja raka. Na primjer, ako se mutiraju geni koji kodiraju proteine koji sudjeluju u staničnom rastu, stanice mogu rasti i dijeliti se izvan kontrole. Neke mutacije koje uzrokuju rak mogu se naslijediti, dok se druge mogu steći izlaganjem kancerogenima poput UV zračenja, kemikalija ili cigaretnog dima.
No nisu sve mutacije loše. Stalno ih nabavljamo. Neki su bezopasni, a drugi doprinose našoj raznolikosti kao vrste.
Promjene koje se događaju u više od 1 posto populacije nazivaju se polimorfizmi. Primjeri nekih polimorfizama su boja kose i očiju.
DNK i starenje
Vjeruje se da se nepopravljena oštećenja DNK mogu sakupljati kako starimo, pomažući u pokretanju procesa starenja. Koji čimbenici mogu utjecati na to?
Nešto što može igrati veliku ulogu u oštećenju DNK povezanog sa starenjem je oštećenje zbog slobodnih radikala. Međutim, ovaj jedan mehanizam oštećenja možda nije dovoljan da objasni proces starenja. Također može biti uključeno nekoliko čimbenika.
Jedna teorija o tome zašto se oštećenja DNK nakupljaju kako starimo temelji se na evoluciji. Smatra se da se oštećenja DNA popravljaju vjernije kada smo u reproduktivnoj dobi i imamo djecu. Nakon što smo prošli vrhunske reproduktivne godine, proces popravka prirodno opada.
Drugi dio DNA koji može biti uključen u starenje su telomeri. Telomeri su protekljivi nizovi koji se ponavljaju i nalaze se na krajevima vaših kromosoma. Oni pomažu u zaštiti DNA od oštećenja, ali također se skraćuju sa svakim krugom replikacije DNK.
Skraćivanje telomera povezano je s procesom starenja. Otkriveno je i da neki životni čimbenici kao što su pretilost, izloženost cigaretnom dimu i psihološki stres mogu pridonijeti skraćenju telomera.
Možda biranje zdravih načina života poput održavanja zdrave težine, upravljanja stresom i pušenja može usporiti skraćivanje telomera? Ovo pitanje i dalje zanima znanstvenike.
Od čega se sastoji DNK?
Molekula DNA sastoji se od nukleotida. Svaki nukleotid sadrži tri različite komponente - šećer, fosfatnu skupinu i dušičnu bazu.
Šećer u DNK naziva se 2'-deoksiriboza. Te se molekule šećera izmjenjuju s fosfatnim skupinama, tvoreći "okosnicu" lanca DNA.
Svaki šećer u nukleotidu ima na sebi dušičnu bazu. U DNK postoje četiri različite vrste dušičnih baza. Oni uključuju:
- adenin (A)
- citozin (C)
- gvanin (G)
- timin (T)
Kako izgleda DNK?
Dvije niti DNK tvore 3-D strukturu koja se naziva dvostruka spirala. Ako se ilustrira, djeluje pomalo na ljestvama koje su upletene u spiralu u kojoj su osnovni parovi klizači, a kralježnice šećernog fosfata noge.
Uz to, vrijedi primijetiti da je DNK u jezgri eukariotskih stanica linearna, što znači da su krajevi svakog lanca slobodni. U prokariotskoj stanici DNK tvori kružnu strukturu.
Što DNK radi?
DNK pomaže vašem tijelu da raste
DNK sadrži upute koje su potrebne organizmu - na primjer vama, ptici ili biljci - da raste, razvija se i razmnožava. Ove su upute pohranjene u redoslijedu parova nukleotidnih baza.
Vaše stanice čitaju ovaj kôd tri baze istodobno kako bi stvorile proteine koji su neophodni za rast i opstanak. DNK slijed u kojem se nalaze informacije za stvaranje proteina naziva se genom.
Svakoj grupi od tri baze odgovara specifična aminokiselina koja je građevni blok proteina. Na primjer, bazni parovi TGG specificiraju aminokiselinu triptofan dok bazni parovi GGC određuju aminokiselinu glicin.
Neke kombinacije, poput TAA, TAG i TGA, također označavaju kraj proteinske sekvence. Ovo govori stanici da ne dodaje više aminokiselina u protein.
Proteini se sastoje od različitih kombinacija aminokiselina. Kad se zajedno postave ispravnim redoslijedom, svaki protein ima jedinstvenu strukturu i funkciju unutar vašeg tijela.
Kako doći od DNK koda do proteina?
Do sada smo saznali da DNK sadrži kôd koji ćeliji daje informacije o stvaranju proteina. Ali što se događa između? Jednostavno rečeno, to se događa postupkom u dva koraka:
Prvo su se dva lanca DNA razdvojila. Zatim posebni proteini unutar jezgre čitaju bazne parove na lancu DNK da bi stvorili posrednu molekulu glasnika.
Taj se postupak naziva transkripcija i nastala molekula naziva se messenger RNA (mRNA). mRNA je druga vrsta nukleinske kiseline koja radi točno ono što joj i ime znači. Putuje izvan jezgre, služeći kao poruka staničnoj mašineriji koja gradi proteine.
U drugom koraku, specijalizirane komponente stanice čitaju poruku mRNA tri para para istovremeno i rade na okupljanju proteina, aminokiseline u aminokiselinu. Taj se postupak naziva prijevod.
Gdje se nalazi DNK?
Odgovor na ovo pitanje može ovisiti o vrsti organizma o kojem govorite. Postoje dvije vrste stanica - eukariotska i prokariotska.
Za ljude, u svakoj od naših stanica postoji DNK.
Eukariotske stanice
Ljudi i mnogi drugi organizmi imaju eukariotske stanice. To znači da njihove stanice imaju membranu vezanu na membranu i nekoliko drugih struktura vezanih na membranu koje se zovu organele.
U eukariotskoj ćeliji DNK je unutar jezgre. Mala količina DNK nalazi se i u organelama zvanim mitohondrije, koje su moć stanice.
Budući da je unutar jezgre ograničena količina prostora, DNK mora biti čvrsto upakirana. Postoji nekoliko različitih faza pakiranja, no konačni proizvodi su strukture koje nazivamo kromosomima.
Prokariotske stanice
Organizmi poput bakterija su prokariotske stanice. Te stanice nemaju jezgru ili organele. U prokariotskim stanicama nalazi se DNK usko umotan u sredini stanice.
Što se događa kad se stanice podijele?
Stanice vašeg tijela dijele se kao normalan dio rasta i razvoja. Kad se to dogodi, svaka nova ćelija mora imati potpunu kopiju DNK.
Da biste to postigli, vaš DNK mora proći proces koji se zove replikacija. Kad se to dogodi, dvije se DNA DNA razdvajaju. Zatim, specijalizirani stanični proteini koriste svaki lanac kao predložak za pravljenje novog lanca DNA.
Kad je replikacija završena, postoje dvije dvolančane molekule DNA. Po završetku podjele jedan će se niz upisati u svaku novu ćeliju.
Oduzeti
DNK je presudan za naš rast, reprodukciju i zdravlje. Sadrži upute potrebne za vaše stanice da proizvode proteine koji utječu na mnogo različitih procesa i funkcija u vašem tijelu.
Budući da je DNK toliko važan, oštećenja ili mutacije mogu ponekad pridonijeti razvoju bolesti. Međutim, važno je zapamtiti i da mutacije mogu biti korisne i doprinijeti našoj raznolikosti.
