ADN-ul explicat și explorat

Despre DNA

ADN înseamnă acid dezoxiribonucleic. Este alcătuit din unități de blocuri biologice numite nucleotide.

ADN-ul este o moleculă de o importanță vitală nu numai pentru oameni, ci și pentru majoritatea celorlalte organisme. ADN-ul conține materialul nostru ereditar și genele noastre – este ceea ce ne face unici.

Dar ce face DNA de fapt do? Continuați să citiți pentru a descoperi mai multe despre structura ADN-ului, ce face acesta și de ce este atât de important.

ADN-ul în sănătate, boală și îmbătrânire

Genomul tău expansiv

Setul complet al ADN-ului tău se numește genomul tău. Aceasta conţine 3 miliarde de baze, 20.000 de gene și 23 de perechi de cromozomi!

Moșteni jumătate din ADN-ul tău de la tatăl tău și jumătate de la mama ta. Acest ADN provine din sperma și, respectiv, ovul.

Genele reprezintă de fapt foarte puțin din genomul tău – doar 1 la sută. Celelalte 99 la sută ajută la reglarea lucrurilor cum ar fi când, cum și în ce cantitate sunt produse proteinele.

Oamenii de știință încă învață din ce în ce mai multe despre acest ADN „necodificator”.

Leziuni și mutații ale ADN-ului

Codul ADN este predispus la deteriorare. De fapt, se estimează că zeci de mii de evenimente de deteriorare a ADN-ului au loc în fiecare zi în fiecare dintre celulele noastre. Daunele pot apărea din cauza unor erori în replicarea ADN-ului, a radicalilor liberi și a expunerii la radiații UV.

Dar niciodată să nu te temi! Celulele dumneavoastră au proteine ​​specializate care sunt capabile să detecteze și să repare multe cazuri de deteriorare a ADN-ului. De fapt, există cel putin cinci căi majore de reparare a ADN-ului.

Mutațiile sunt modificări ale secvenței ADN. Uneori pot fi rele. Acest lucru se datorează faptului că o modificare a codului ADN poate avea un impact în aval asupra modului în care se produce o proteină.

Dacă proteina nu funcționează corect, poate apărea o boală. Câteva exemple de boli care apar din cauza mutațiilor într-o singură genă includ fibroza chistică și anemia cu celule falciforme.

Mutațiile pot duce, de asemenea, la dezvoltarea cancerului. De exemplu, dacă genele care codifică proteinele implicate în creșterea celulară sunt mutate, celulele se pot dezvolta și se pot împărți fără control. Unele mutații care cauzează cancer pot fi moștenite, în timp ce altele pot fi dobândite prin expunerea la agenți cancerigeni precum radiațiile UV, substanțele chimice sau fumul de țigară.

Dar nu toate mutațiile sunt rele. Le dobândim tot timpul. Unele sunt inofensive, în timp ce altele contribuie la diversitatea noastră ca specie.

Modificările care apar la mai mult de 1% din populație sunt numite polimorfisme. Exemple de unele polimorfisme sunt culoarea părului și a ochilor.

ADN-ul și îmbătrânirea

Se crede că deteriorarea ADN-ului nereparată se poate acumula pe măsură ce îmbătrânim, ajutând la stimularea procesului de îmbătrânire. Ce factori pot influența acest lucru?

Ceva care poate juca un rol important în deteriorarea ADN-ului asociată cu îmbătrânirea este daunele cauzate de radicalii liberi. Cu toate acestea, acest mecanism de deteriorare poate să nu fie suficient pentru a explica procesul de îmbătrânire. Mai mulți factori pot fi implicați.

unu teorie de ce daunele ADN-ului se acumulează pe măsură ce îmbătrânim se bazează pe evoluție. Se crede că deteriorarea ADN-ului este reparată mai fidel atunci când suntem la vârsta reproductivă și avem copii. După ce am depășit anii noștri de vârf de reproducere, procesul de reparare scade în mod natural.

O altă parte a ADN-ului care poate fi implicată în îmbătrânire sunt telomerii. Telomerii sunt întinderi de secvențe ADN repetitive care se găsesc la capetele cromozomilor tăi. Ele ajută la protejarea ADN-ului de deteriorare, dar se scurtează și cu fiecare rundă de replicare a ADN-ului.

Scurtarea telomerilor a fost asociată cu procesul de îmbătrânire. De asemenea, s-a constatat că unii factori ai stilului de viață, cum ar fi obezitatea, expunerea la fumul de țigară și stresul psihologic. poate contribui la scurtarea telomerilor.

Poate că alegerea unui stil de viață sănătos, cum ar fi menținerea unei greutăți sănătoase, gestionarea stresului și nu fumatul poate încetini scurtarea telomerilor? Această întrebare continuă să fie de mare interes pentru cercetători.

Din ce este format ADN-ul?

Molecula de ADN este formată din nucleotide. Fiecare nucleotidă conține trei componente diferite – un zahăr, o grupare fosfat și o bază de azot.

Zahărul din ADN se numește 2’-dezoxiriboză. Aceste molecule de zahăr alternează cu grupările de fosfat, formând „coloana vertebrală” a catenei de ADN.

Fiecare zahăr dintr-o nucleotidă are atașată o bază de azot. Există patru tipuri diferite de baze azotate găsite în ADN. Ei includ:

• adenina (A)
• citozina (C)
• guanina (G)
• timină (T)

Cum arată ADN-ul?

Cele două catene de ADN formează o structură 3-D numită dublă helix. Când este ilustrată, arată un pic ca o scară care a fost răsucită într-o spirală în care perechile de baze sunt treptele, iar coloana vertebrală cu fosfat de zahăr sunt picioarele.

În plus, este de remarcat faptul că ADN-ul din nucleul celulelor eucariote este liniar, ceea ce înseamnă că capetele fiecărei catene sunt libere. Într-o celulă procariotă, ADN-ul formează o structură circulară.

Ce face ADN-ul?

ADN-ul vă ajută să crească organismul

ADN-ul conține instrucțiunile necesare pentru ca un organism – tu, o pasăre sau o plantă, de exemplu – să crească, să se dezvolte și să se reproducă. Aceste instrucțiuni sunt stocate în secvența de perechi de baze de nucleotide.

Celulele tale citesc acest cod trei baze la un moment dat pentru a genera proteine ​​care sunt esențiale pentru creștere și supraviețuire. Secvența de ADN care găzduiește informația pentru a produce o proteină se numește genă.

Fiecare grup de trei baze corespunde unor aminoacizi specifici, care sunt blocurile de construcție ale proteinelor. De exemplu, perechile de baze TGG specifică aminoacidul triptofan, în timp ce perechile de baze GGC specifică aminoacidul glicina.

Unele combinații, cum ar fi TAA, TAG și TGA, indică, de asemenea, sfârșitul unei secvențe de proteine. Aceasta îi spune celulei să nu mai adauge aminoacizi la proteină.

Proteinele sunt formate din diferite combinații de aminoacizi. Când sunt plasate împreună în ordinea corectă, fiecare proteină are o structură și o funcție unică în corpul dumneavoastră.

Cum ajungi de la codul ADN la o proteină?

Până acum, am aflat că ADN-ul conține un cod care oferă celulei informații despre cum să producă proteine. Dar ce se întâmplă între ele? Mai simplu spus, acest lucru are loc printr-un proces în doi pași:

În primul rând, cele două catene de ADN s-au despărțit. Apoi, proteinele speciale din nucleu citesc perechile de baze de pe o catenă de ADN pentru a crea o moleculă mesager intermediar.

Acest proces se numește transcripție, iar molecula creată se numește ARN mesager (ARNm). ARNm este un alt tip de acid nucleic și face exact ceea ce sugerează numele său. Călătorește în afara nucleului, servind drept mesaj către mecanismul celular care construiește proteine.

În a doua etapă, componentele specializate ale celulei citesc mesajul ARNm trei perechi de baze la un moment dat și lucrează pentru a asambla o proteină, aminoacid cu aminoacid. Acest proces se numește traducere.

Unde se găsește ADN-ul?

Răspunsul la această întrebare poate depinde de tipul de organism despre care vorbiți. Există două tipuri de celule – eucariote și procariote.

Pentru oameni, există ADN în fiecare dintre celulele noastre.

Celulele eucariote

Oamenii și multe alte organisme au celule eucariote. Aceasta înseamnă că celulele lor au un nucleu legat de membrană și alte câteva structuri legate de membrană numite organite.

Într-o celulă eucariotă, ADN-ul se află în nucleu. O cantitate mică de ADN se găsește și în organele numite mitocondrii, care sunt puterile celulei.

Deoarece există o cantitate limitată de spațiu în nucleu, ADN-ul trebuie să fie etanș. Există mai multe etape diferite de ambalare, totuși produsele finale sunt structurile pe care le numim cromozomi.

Celulele procariote

Organisme precum bacteriile sunt celule procariote. Aceste celule nu au nucleu sau organele. În celulele procariote, ADN-ul se găsește strâns încolăcit în mijlocul celulei.

Ce se întâmplă când celulele tale se divid?

Celulele corpului tău se divid ca o parte normală a creșterii și dezvoltării. Când se întâmplă acest lucru, fiecare celulă nouă trebuie să aibă o copie completă a ADN-ului.

Pentru a realiza acest lucru, ADN-ul tău trebuie să fie supus unui proces numit replicare. Când se întâmplă acest lucru, cele două catene de ADN se despart. Apoi, proteinele celulare specializate folosesc fiecare catenă ca șablon pentru a face o nouă catenă de ADN.

Când replicarea este finalizată, există două molecule de ADN dublu catenar. Un set va intra în fiecare celulă nouă când diviziunea este completă.

ADN-ul este esențial pentru creșterea, reproducerea și sănătatea noastră. Conține instrucțiunile necesare pentru ca celulele dumneavoastră să producă proteine ​​care afectează multe procese și funcții diferite din corpul dumneavoastră.

Deoarece ADN-ul este atât de important, leziunile sau mutațiile pot contribui uneori la dezvoltarea bolii. Cu toate acestea, este de asemenea important să ne amintim că mutațiile pot fi benefice și pot contribui și la diversitatea noastră.