den genetiska informationen hos en organism lagras i DNA-molekyler. Hur kan en typ av molekyl innehålla alla instruktioner för att göra komplicerade levande varelser som oss själva? Vilken komponent eller egenskap hos DNA kan innehålla denna information? Det måste komma från kvävebaserna, för som du redan vet är ryggraden i alla DNA-molekyler densamma., Men det finns bara fyra baser som finns i DNA: G, A, C och T. sekvensen av dessa fyra baser kan ge alla instruktioner som behövs för att bygga någon levande organism. Det kan vara svårt att föreställa sig att 4 olika ”bokstäver” kan kommunicera så mycket information. Men tänk på det engelska språket, som kan representera en stor mängd information med bara 26 bokstäver. Ännu djupare är den binära koden som används för att skriva datorprogram. Den här koden innehåller bara ettor och nollor, och tänk på alla saker din dator kan göra., DNA-alfabetet kan koda mycket komplexa instruktioner med bara fyra bokstäver, men meddelandena blir riktigt långa. Till exempel bär E. coli-bakterien sina genetiska instruktioner i en DNA-molekyl som innehåller mer än fem miljoner nukleotider. Det mänskliga genomet (allt DNA hos en organism) består av cirka tre miljarder nukleotider uppdelade mellan 23 Parade DNA-molekyler eller kromosomer.

informationen som lagras i basernas ordning är organiserad i gener: varje gen innehåller information för att skapa en funktionell produkt., Den genetiska informationen kopieras först till en annan nukleinsyrapolymer, RNA (ribonukleinsyra), vilket bevarar nukleotidbasernas ordning. Gener som innehåller instruktioner för att göra proteiner omvandlas till messenger RNA (mRNA). Vissa specialiserade gener innehåller instruktioner för att göra funktionella RNA-molekyler som inte gör proteiner. Dessa RNA-molekyler fungerar genom att påverka cellulära processer direkt; till exempel reglerar vissa av dessa RNA-molekyler mRNA-uttrycket., Andra gener producerar RNA-molekyler som krävs för proteinsyntes, överföring RNA (tRNA) och ribosomal RNA (rRNA).

för att DNA ska fungera effektivt vid lagring av information krävs två nyckelprocesser. För det första måste information som lagras i DNA-molekylen kopieras, med minimala fel, varje gång en cell delas upp. Detta säkerställer att båda dottercellerna ärver den fullständiga uppsättningen genetisk information från modercellen. För det andra måste informationen som lagras i DNA-molekylen översättas eller uttryckas., För att den lagrade informationen ska vara användbar måste cellerna kunna komma åt instruktionerna för att göra specifika proteiner, så de korrekta proteinerna görs på rätt plats vid rätt tidpunkt.

Figur 1. DNA är dubbel helix. Grafisk modifierad från ”DNA chemical structure”, av Madeleine Price Ball, CC-BY-SA-2.0

både kopiering och läsning av informationen som lagras i DNA bygger på basparning mellan två nukleinsyrapolymersträngar. Minns att DNA-strukturen är en dubbel helix (se Figur 1).,

sockerdeoxiribosen med fosfatgruppen bildar ställningen eller ryggraden i molekylen (markerad i gul i Figur 1). Baser pekar inåt. Kompletterande baser bildar vätebindningar med varandra inom den dubbla helixen. Se hur de större baserna (puriner) par med de mindre (pyrimidiner). Detta håller bredden på dubbel helix konstant. Mer specifikt, ett par med T och C-par med G. När vi diskuterar DNA-funktionen i efterföljande sektioner, kom ihåg att det finns en kemisk orsak till specifik parning av baser.,

för att illustrera sambandet mellan information i DNA och en observerbar egenskap hos en organism, låt oss överväga en gen som ger instruktionerna för att bygga hormoninsulinet. Insulin är ansvarig för att reglera blodsockernivån. Insulingenen innehåller instruktioner för montering av proteininsulinet från enskilda aminosyror. Ändra sekvensen av nukleotider i DNA-molekylen kan ändra aminosyrorna i det slutliga proteinet, vilket leder till proteinfel., Om insulin inte fungerar som det ska kan det vara omöjligt att binda till ett annat protein (insulinreceptor). På organismens organisationsnivå kan denna molekylära händelse (förändring av DNA—sekvens) leda till ett sjukdomstillstånd-i detta fall diabetes.

bidra!

förbättra denna sida mer