Elmagyarázzuk, mi az a DNS, és miért nélkülözhetetlen az élethez. A DNS és az RNS szerkezete, replikációja és különbségei.
A DNS-nek kettős hélix alakja is van, önmagára tekercselt.Mi az a DNS?
A DNS vagy dezoxiribonukleinsav a polimer számára elengedhetetlen élet, mindenben megtalálható sejteket a élőlények és a legtöbben belül vírus. Ez egy összetett, hosszú fehérje, amelyben az egyed összes genetikai információja, vagyis az összes genetikai szintézis utasítása tárolódik. fehérjék amelyek a szervezetét alkotják: azt mondhatnánk, hogy egy élőlény összeállításához szükséges molekuláris utasításokat tartalmazza.
Az ilyen genetikai információ legkisebb egységeit ún gének és a DNS-t alkotó nukleotidok egy meghatározott szekvenciájából állnak, és lehetővé teszik azok örökletes átvitelét is, ami létfontosságú az élet evolúciójához. Valamint ezekben szerkezetek információkat tartalmaz arról is, hogy a sejtek alapvető összetevőinek szintézise hogyan és mikor történjen.
A DNS-t a sejtek tartalmazzák, vagy szétszórva citoplazma (organizmusok esetében prokarióták: baktériumok és archaea) és vagy azon belül sejtmag (abban az esetben eukarióták: emeletek, állatokat, gombát). Dekódolásához és templátként való felhasználásához RNS vagy ribonukleinsav beavatkozása szükséges, amely leolvassa a szerkezetet, és templátként használja az úgynevezett transzkripciós/transzlációs folyamatban.
Azt kell mondanunk, hogy minden egyed DNS-e egyedi és különböző, a szülők genetikai kódjainak véletlenszerűen bekövetkező kombinációjának terméke. Ez természetesen a szervezetben szexuális szaporodás, amelyben mindegyik elődje genomjának felét egy új egyed létrehozásához adja. Abban az esetben egysejtű szervezetek nak,-nek aszexuális szaporodás, az molekula A DNS reprodukálja önmagát az ún replikáció.
A DNS genetikai tartalma rendkívül értékes az élethez, ennek ellenére előfordulhat, hogy mutagénekkel való érintkezés következtében károsodik: ionizáló sugárzás, bizonyos kémiai elemek vagy akár egyes gyógyszerek (mint például a kemoterápia esetében), ami transzkripciós hibák a sejtszintézis során. Ez betegségekhez és halál az egyén, vagy a hibás szerkezetek örökletes átvitele, amely veleszületett rendellenességekkel rendelkező leszármazottakat eredményez.
DNS szerkezet
A DNS-molekula nukleotidoknak nevezett egységek hosszú sorozata, amely egy cukormolekulából (jelen esetben dezoxiribóz: C5H10O4), egy nitrogénbázisból (amely lehet adenin, guanin, citozin vagy timin) és egy foszfátcsoportból áll, kötésként szolgál a nukleotidok között. Ezért minden egyes nukleotid különbözik a többitől a bennük lévő nitrogénbázisban, és együtt alkotnak egy láncot, az ún. DNS-szekvencia és ez átírható az egyes alapok kezdőbetűivel, például: ACTAGTCAGT…
A DNS-nek kettős hélix alakja is van, három különböző mintázatban (A, B és Z) tekercselve önmagára, szekvenciája, bázisainak száma és specifikus funkciója szerint. Ez a szerkezet két nukleotidszál hidrogénkötések révén történő egyesülése következtében jön létre.
A DNS replikációja
A replikáció az a folyamat, amelynek során a DNS-molekula magával két azonosat hoz létre, és kulcsfontosságú a sejtszaporodás, mivel a test minden sejtjének pontosan ugyanazzal a genommal kell rendelkeznie (mint az ivartalanul szaporodó szervezetekben, amelyek gyakorlatilag egymás klónjai).
A folyamat a két DNS-szál szétválasztásából áll, amelyek mindegyike templátként funkcionál egy új partner szintetizálásához. Ha minden jól megy, a végén az eredeti DNS két azonos molekulája lesz, mindkettő kettős hélixben. Ezért a replikáció kulcsfontosságú öröklés.
A DNS-replikáció három típusát feltételezik:
- Félkonzervatív. A fent leírtak szerint a szálak elkülönülnek, és mindegyik régiből egy újat szintetizálnak.
- Konzervatív. Ez akkor történne meg, ha a két régi szál, miután templátként szolgált, visszakerülne régi partnerükhöz, és a végén egy teljesen új DNS-molekula jönne a régi mellé, amely helyreállna.
- Diszperzív. Ez akkor történne, ha a létrejövő hélixek a régi és az új DNS töredékeiből állnának.
A DNS és az RNS közötti különbségek
A DNS és a RNS hasonló nukleotidokból álló láncok, de – ahogy a nevük is jelzi – különböznek a szerkezetükben található cukor típusában: dezoxiribóz és ribóz.
Ezenkívül az RNS majdnem négyszer nagyobb, mint a DNS, és nem kettő, hanem egyetlen hélixből áll. Ez a megkülönböztetés természetesen funkcionális is, mivel a DNS tartalmazza a genetikai templátot, és az RNS felelős a végrehajtásáért vagy szállításáért.