genetická informace organismu je uložena v DNA molekuly. Jak může jeden druh molekuly obsahovat všechny pokyny pro vytváření komplikovaných živých bytostí, jako jsme my? Jaká složka nebo vlastnost DNA může obsahovat tyto informace? Musí pocházet z dusíkatých bází, protože, jak již víte, páteř všech molekul DNA je stejná., V DNA se však nacházejí pouze čtyři báze: G, A, C a T. sekvence těchto čtyř bází může poskytnout všechny pokyny potřebné k vybudování jakéhokoli živého organismu. Mohlo by být těžké si představit, že 4 různé „dopisy“ mohou komunikovat tolik informací. Ale přemýšlejte o anglickém jazyce, který může představovat obrovské množství informací pomocí pouhých 26 písmen. Ještě hlubší je binární kód používaný k psaní počítačových programů. Tento kód obsahuje pouze ty a nuly, a myslet na všechny věci, které váš počítač může udělat., Dna abeceda může kódovat velmi složité pokyny pomocí pouhých čtyř písmen, i když zprávy nakonec jsou opravdu dlouhé. Například bakterie E. coli nese své genetické instrukce v molekule DNA, která obsahuje více než pět milionů nukleotidů. Lidský genom (veškerá DNA organismu) se skládá z přibližně tří miliard nukleotidů rozdělených mezi 23 spárovaných molekul DNA nebo chromozomů.

informace uložené v pořadí bází jsou organizovány do genů: každý gen obsahuje informace pro výrobu funkčního produktu., Genetická informace je nejprve zkopírována do jiného polymeru nukleové kyseliny, RNA (ribonukleová kyselina), který zachovává pořadí nukleotidových bází. Geny, které obsahují pokyny pro výrobu proteinů, jsou převedeny na messenger RNA (mRNA). Některé specializované geny obsahují pokyny pro výrobu funkčních molekul RNA, které nevytvářejí proteiny. Tyto molekuly RNA fungují přímým ovlivněním buněčných procesů; například některé z těchto molekul RNA regulují expresi mRNA., Jiné geny produkují molekuly RNA, které jsou potřebné pro syntézu proteinů, přenos RNA (tRNA) a ribozomální RNA (rRNA).

aby DNA účinně fungovala při ukládání informací, jsou vyžadovány dva klíčové procesy. Za prvé, informace uložené v molekule DNA musí být kopírovány, s minimálními chybami, pokaždé, když se buňka rozdělí. Tím je zajištěno, že obě dceřiné buňky zdědí kompletní sadu genetické informace z mateřské buňky. Za druhé, informace uložené v molekule DNA musí být přeloženy nebo vyjádřeny., Aby byly uložené informace užitečné, musí mít buňky přístup k pokynům pro výrobu specifických proteinů, takže správné proteiny jsou vyráběny na správném místě ve správný čas.

Obrázek 1. DNA je dvojitá šroubovice. Grafika změněna z „chemické struktury DNA,“ Madeleine Cena Míč, CC-BY-SA 2.0

Oba kopírování a čtení informace uložené v DNA se opírá o párování bází mezi dvěma nukleové kyseliny polymerní vlákna. Připomeňme, že struktura DNA je dvojitá šroubovice (viz Obrázek 1).,

cukrová deoxyribóza s fosfátovou skupinou tvoří lešení nebo páteř molekuly (zvýrazněná žlutě na obrázku 1). Základny směřují dovnitř. Doplňkové báze tvoří vodíkové vazby mezi sebou v rámci dvojité šroubovice. Podívejte se, jak se větší báze (puriny) spárují s menšími (pyrimidiny). To udržuje šířku dvojité šroubovice konstantní. Přesněji řečeno, dvojice s páry T A C S G.když diskutujeme o funkci DNA v následujících sekcích, mějte na paměti, že existuje chemický důvod pro specifické párování bází.,

Pro ilustraci spojení mezi informací v DNA a pozorovatelnou charakteristikou organismu, uvažujme gen, který poskytuje návod ke stavbě hormonu inzulínu. Inzulín je zodpovědný za regulaci hladiny cukru v krvi. Inzulinový gen obsahuje pokyny pro sestavení proteinového inzulínu z jednotlivých aminokyselin. Změna sekvence nukleotidů v molekule DNA může změnit aminokyseliny v konečném proteinu, což vede k poruše bílkovin., Pokud inzulín nefunguje správně, může být schopen se vázat na jiný protein (inzulínový receptor). Na organizační úrovni organizace může tato molekulární událost (změna sekvence DNA) vést k onemocnění—v tomto případě k cukrovce.

Přispějte!

Vylepšete tuto stránku více