informacja genetyczna organizmu jest przechowywana w cząsteczkach DNA. Jak jedna cząsteczka może zawierać wszystkie instrukcje do tworzenia skomplikowanych żywych istot, takich jak my? Jaki składnik lub cecha DNA może zawierać te informacje? Musi pochodzić z zasad azotowych, ponieważ, jak już wiecie, kręgosłup wszystkich cząsteczek DNA jest taki sam., Ale w DNA znajdują się tylko cztery zasady: G, A, C i T. Sekwencja tych czterech zasad może dostarczyć wszystkich instrukcji potrzebnych do budowy jakiegokolwiek żywego organizmu. Trudno sobie wyobrazić, że 4 różne „litery” mogą przekazać tak wiele informacji. Ale pomyśl o języku angielskim, który może reprezentować ogromną ilość informacji za pomocą zaledwie 26 liter. Jeszcze głębszy jest kod binarny używany do pisania programów komputerowych. Ten kod zawiera tylko jedynki i zera i pomyśl o wszystkich rzeczach, które twój komputer może zrobić., Alfabet DNA może kodować bardzo złożone instrukcje za pomocą zaledwie czterech liter, chociaż wiadomości kończą się naprawdę długimi. Na przykład bakteria E. coli przenosi swoje instrukcje genetyczne w cząsteczce DNA, która zawiera ponad pięć milionów nukleotydów. Ludzki genom (całe DNA organizmu) składa się z około trzech miliardów nukleotydów podzielonych między 23 sparowane cząsteczki DNA lub chromosomy.

informacje przechowywane w kolejności zasad są uporządkowane w geny: każdy gen zawiera informacje umożliwiające wytworzenie produktu funkcjonalnego., Informacja genetyczna jest najpierw kopiowana do innego polimer kwasu nukleinowego, RNA (kwas rybonukleinowy), zachowując kolejność zasad nukleotydów. Geny zawierające instrukcje wytwarzania białek są przekształcane do messenger RNA (mRNA). Niektóre wyspecjalizowane geny zawierają instrukcje tworzenia funkcjonalnych cząsteczek RNA, które nie tworzą białek. Te cząsteczki RNA funkcjonują poprzez bezpośredni wpływ na procesy komórkowe; na przykład niektóre z tych cząsteczek RNA regulują ekspresję mRNA., Inne geny wytwarzają cząsteczki RNA, które są potrzebne do syntezy białek, transferu RNA (tRNA) i rybosomalnego RNA (rRNA).

aby DNA mogło skutecznie funkcjonować przy przechowywaniu informacji, potrzebne są dwa kluczowe procesy. Po pierwsze, informacje przechowywane w cząsteczce DNA muszą być kopiowane, z minimalnymi błędami, za każdym razem, gdy komórka się dzieli. Zapewnia to, że obie komórki potomne dziedziczą kompletny zestaw informacji genetycznej z komórki macierzystej. Po drugie, informacje przechowywane w cząsteczce DNA muszą zostać przetłumaczone lub wyrażone., Aby przechowywane informacje były użyteczne, komórki muszą mieć dostęp do instrukcji wytwarzania określonych białek, więc właściwe białka są wytwarzane we właściwym miejscu we właściwym czasie.

Rysunek 1. DNA to podwójna helisa. Graphic modified from „DNA chemical structure,” by Madeleine price Ball, CC-BY-SA-2.0

zarówno kopiowanie, jak i odczytywanie informacji przechowywanych w DNA opiera się na parowaniu zasad między dwoma nićmi polimerowymi kwasu nukleinowego. Przypomnijmy, że struktura DNA jest podwójną helisą (patrz rysunek 1).,

deoksyryboza cukrowa z grupą fosforanową tworzy rusztowanie lub szkielet cząsteczki (zaznaczone na Żółto na rysunku 1). Podstawy punktowane do wewnątrz. Komplementarne zasady tworzą ze sobą wiązania wodorowe wewnątrz podwójnej helisy. Zobacz, jak większe Zasady (puryny) łączą się z mniejszymi (pirymidyny). Utrzymuje to stałą szerokość podwójnej helisy. Dokładniej, pary z T i pary C z G. gdy omawiamy funkcję DNA w kolejnych sekcjach, należy pamiętać, że istnieje chemiczny powód specyficznego parowania zasad.,

aby zilustrować związek między informacjami w DNA a obserwowalną cechą organizmu, rozważmy gen, który dostarcza instrukcji do budowy hormonu insuliny. Insulina jest odpowiedzialna za regulację poziomu cukru we krwi. Gen insuliny zawiera instrukcje dotyczące łączenia insuliny białkowej z poszczególnych aminokwasów. Zmiana sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA może zmienić aminokwasy w końcowym białku, prowadząc do nieprawidłowego działania białka., Jeśli insulina nie działa prawidłowo, może nie wiązać się z innym białkiem (receptorem insulinowym). Na poziomie organizmalnym organizacji to wydarzenie molekularne (zmiana sekwencji DNA) może prowadzić do stanu chorobowego—w tym przypadku cukrzycy.

Contribute!

popraw tę stronę więcej