Innhold
Siden James Watson og Francis Crick avslørte strukturen til DNA, har den blitt akseptert som arvelighetsmolekylet. Før oppdagelsen deres beholdt det vitenskapelige samfunnet en viss skepsis om at DNA var opp til jobben, fordi rollen som DNA er firedoblet og det virket for enkelt et molekyl til å utføre de fire nødvendige funksjonene: replikering, koding, cellehåndtering og muligheten til å mutere .
Den unike strukturen til DNA gjør det mulig å oppfylle alle disse funksjonene.
Byggesteinene til DNA
DNA er forkortelse for deoksyribonukleinsyre. Den består av fire nitrogenholdige baser, forkortet A, C, G og T. Disse basene danner to tråder og binder sammen i en dobbel spiralformasjon.
A binder seg alltid med T i den ene tråden, og C binder seg alltid med G i den andre, som kalles den komplementære baseparringsregelen.
Replication
Et formål med DNA er å gjenskape. Dette betyr at en streng med DNA lager en kopi av seg selv. Det skjer under celledeling, og det er slik DNA overfører arvelige egenskaper til neste sett med celler.
Under DNA-replikasjon avvikler den doble heliksen seg til å danne to enkeltstrenger. Når de to strengene med DNA skilles og en ny streng bygges med hell, vil den bruke mønsteret til den eksisterende strengen for å konstruere en eksakt kopi.
Noen ganger, av mange årsaker, gir ikke replikering en eksakt kopi. Dette blir referert til som en DNA-mutasjon. Mutasjoner er kritiske for evolusjonen, da de lar organismer utvikle tilpasninger som kan hjelpe dem å overleve i skiftende miljøer.
Imidlertid kan DNA-mutasjoner hos mennesker også føre til at foreldre ubevisst overleverer visse genetiske tilstander til barna, inkludert cystisk fibrose, Tay-Sachs sykdom og sigdcelleanemi.
koding
Koding er en annen funksjon av DNA. Arbeidet med hver enkelt celle utføres av proteiner, så en av rollene til DNA er å bygge de riktige proteinene for hver celle. DNA fyller denne rollen ved å inneholde tre-basiske seksjoner - kalt kodoner - som styrer dannelsen av proteiner.
I en lang DNA-strekning inneholder hvert kodon informasjonen som leder sammensetningen av en aminosyre til et protein. Ulike kodoner tilsvarer samlingen av en annen aminosyre på et protein, så en hel del av DNA med en gitt sekvens av baser vil bygge et spesifikt protein.
Cellular Management
I flercellede organismer deler en befruktet celle, en zygote, seg og dupliseres mange ganger for å gjøre et helt levende vesen. Hver celle har nøyaktig det samme arvestoffet, men forskjellige celler utvikler seg i forskjellige moter.
Det vil si at i en prosess som kalles celledifferensiering, bygger noen celler de riktige proteinene til å bli leverceller, og andre blir hudceller, andre mage celler. I tillegg må celler endre måten de fungerer på når forholdene endrer seg. Magecellene dine, for eksempel, må produsere mer fordøyelseshormoner og enzymer når maten er til stede.
DNA gjør dette gjennom signaler som slår på og av produksjonen av proteiner involvert i fordøyelsen. Den samme typen ting skjer når celler skiller seg ut: signaler utløser de rette nivåene av proteinproduksjon for å danne riktig celle.
Evnen til å mutere
Evolusjon er endringen i egenskaper når generasjoner av en organisme produseres. Evolusjon skjer på små skalaer i en organisme - for eksempel endringer i hud- eller hårfarge hos mennesker - og også på store skalaer - for eksempel opprettelsen av det enorme spekteret av liv på jorden fra en tidlig enscellet organisme.
Det kan bare skje hvis det genetiske molekylet kan endre seg, kan mutere. Når DNA replikeres for å lage egg- og sædceller, kan endringer krype inn på flere nivåer.
En måte er gjennom endringspunkter som legger til, trekker fra eller endrer en eksisterende sekvens. Andre forandringer skjer når DNA-molekyler krysser hverandre, og bytter ordning av gener på hver av de to kryssede DNA-strengene.