Proč je DNA tak důležitá? Jednoduše řečeno, DNA obsahuje pokyny nezbytné pro život.
Kód v naší DNA poskytuje pokyny, jak vyrobit proteiny, které jsou životně důležité pro náš růst, vývoj a celkové zdraví.
O DNA
DNA je zkratka pro deoxyribonukleovou kyselinu. Skládá se z jednotek biologických stavebních bloků nazývaných nukleotidy.
DNA je životně důležitá molekula nejen pro člověka, ale i pro většinu ostatních organismů. DNA obsahuje náš dědičný materiál a naše geny – to je to, co nás dělá jedinečnými.
Ale co vlastně DNA dělá dělat? Pokračujte ve čtení, abyste zjistili více o struktuře DNA, o tom, co dělá a proč je tak důležitá.
DNA ve zdraví, nemoci a stárnutí
Váš rozsáhlý genom
Kompletní sada vaší DNA se nazývá váš genom. To
Zdědíte polovinu své DNA po svém otci a polovinu od své matky. Tato DNA pochází ze spermie a vajíčka.
Geny ve skutečnosti tvoří velmi málo vašeho genomu – pouze
Vědci se stále dozvídají více a více o této „nekódující“ DNA.
Poškození a mutace DNA
Kód DNA je náchylný k poškození. Ve skutečnosti se odhaduje, že v každé z našich buněk dochází každý den k desítkám tisíc poškození DNA. K poškození může dojít v důsledku věcí, jako jsou chyby v replikaci DNA, volné radikály a vystavení UV záření.
Ale nikdy se nebojte! Vaše buňky mají specializované proteiny, které jsou schopny detekovat a opravit mnoho případů poškození DNA. Ve skutečnosti existují
Mutace jsou změny v sekvenci DNA. Někdy mohou být špatné. Je to proto, že změna v kódu DNA může mít následný dopad na způsob tvorby proteinu.
Pokud protein nefunguje správně, může dojít k onemocnění. Některé příklady onemocnění, ke kterým dochází v důsledku mutací v jediném genu, zahrnují cystickou fibrózu a srpkovitou anémii.
Mutace mohou také vést ke vzniku rakoviny. Pokud jsou například mutovány geny kódující proteiny zapojené do buněčného růstu, buňky mohou růst a dělit se mimo kontrolu. Některé mutace způsobující rakovinu mohou být zděděny, zatímco jiné mohou být získány vystavením karcinogenům, jako je UV záření, chemikálie nebo cigaretový kouř.
Ale ne všechny mutace jsou špatné. Získáváme je neustále. Některé jsou neškodné, zatímco jiné přispívají k naší rozmanitosti jako druhu.
Změny, které se vyskytují u více než 1 procenta populace, se nazývají polymorfismy. Příklady některých polymorfismů jsou barva vlasů a očí.
DNA a stárnutí
Předpokládá se, že neopravené poškození DNA se může hromadit, jak stárneme, což pomáhá řídit proces stárnutí. Jaké faktory to mohou ovlivnit?
Něco, co může hrát velkou roli v poškození DNA spojeném se stárnutím, je poškození způsobené volnými radikály. Tento jeden mechanismus poškození však nemusí stačit k vysvětlení procesu stárnutí. Může být zapojeno také několik faktorů.
Jeden
Další částí DNA, která se může podílet na stárnutí, jsou telomery. Telomery jsou úseky opakujících se sekvencí DNA, které se nacházejí na koncích vašich chromozomů. Pomáhají chránit DNA před poškozením, ale také se s každým kolem replikace DNA zkracují.
Zkracování telomer je spojeno s procesem stárnutí. Bylo také zjištěno, že některé faktory životního stylu, jako je obezita, vystavení cigaretovému kouři a psychický stres
Možná, že zdravý životní styl, jako je udržování zdravé hmotnosti, zvládání stresu a nekouření, může zpomalit zkracování telomer? Tato otázka je pro výzkumníky i nadále velmi zajímavá.
Z čeho se skládá DNA?
Molekula DNA se skládá z nukleotidů. Každý nukleotid obsahuje tři různé složky — cukr, fosfátovou skupinu a dusíkovou bázi.
Cukr v DNA se nazývá 2′-deoxyribóza. Tyto molekuly cukru se střídají s fosfátovými skupinami, které tvoří „páteř“ řetězce DNA.
Ke každému cukru v nukleotidu je připojena dusíková báze. V DNA se nacházejí čtyři různé typy dusíkatých bází. Obsahují:
- adenin (A)
- cytosin (C)
- guanin (G)
- tymin (T)
Jak vypadá DNA?
Dva řetězce DNA tvoří 3-D strukturu nazývanou dvojitá šroubovice. Na ilustraci to vypadá trochu jako žebřík, který byl stočen do spirály, ve které jsou základní páry příčky a kostry s fosfátem cukru jsou nohy.
Navíc stojí za zmínku, že DNA v jádře eukaryotických buněk je lineární, což znamená, že konce každého vlákna jsou volné. V prokaryotické buňce tvoří DNA kruhovou strukturu.
Co dělá DNA?
DNA pomáhá vašemu tělu růst
DNA obsahuje instrukce, které jsou nezbytné k tomu, aby organismus – například vy, pták nebo rostlina – rostl, vyvíjel se a rozmnožoval. Tyto instrukce jsou uloženy v sekvenci nukleotidových párů bází.
Vaše buňky čtou tento kód tři báze najednou, aby vytvořily proteiny, které jsou nezbytné pro růst a přežití. Sekvence DNA, která obsahuje informace pro vytvoření proteinu, se nazývá gen.
Každá skupina tří bází odpovídá specifickým aminokyselinám, které jsou stavebními kameny bílkovin. Například páry bází TGG specifikují aminokyselinu tryptofan, zatímco páry bází GGC specifikují aminokyselinu glycin.
Některé kombinace, jako TAA, TAG a TGA, také indikují konec proteinové sekvence. To buňce říká, aby do proteinu nepřidávala žádné další aminokyseliny.
Proteiny se skládají z různých kombinací aminokyselin. Když jsou umístěny ve správném pořadí, každý protein má jedinečnou strukturu a funkci ve vašem těle.
Jak se dostanete z kódu DNA do proteinu?
Zatím jsme se dozvěděli, že DNA obsahuje kód, který buňce poskytuje informace o tom, jak vytvořit proteiny. Ale co se stane mezi tím? Jednoduše řečeno, k tomu dochází ve dvou krocích:
Nejprve se obě vlákna DNA rozdělí. Poté speciální proteiny v jádře čtou páry bází na řetězci DNA, aby vytvořily intermediární mediátorovou molekulu.
Tento proces se nazývá transkripce a vytvořená molekula se nazývá messenger RNA (mRNA). mRNA je jiný typ nukleové kyseliny a dělá přesně to, co její název napovídá. Putuje mimo jádro a slouží jako zpráva pro buněčný aparát, který vytváří proteiny.
Ve druhém kroku specializované složky buňky čtou zprávu mRNA tři páry bází najednou a pracují na sestavení proteinu, aminokyseliny po aminokyselině. Tento proces se nazývá překlad.
Kde se DNA nachází?
Odpověď na tuto otázku může záviset na typu organismu, o kterém mluvíte. Existují dva typy buněk — eukaryotické a prokaryotické.
Pro lidi je DNA v každé z našich buněk.
Eukaryotické buňky
Lidé a mnoho dalších organismů má eukaryotické buňky. To znamená, že jejich buňky mají membránově vázané jádro a několik dalších membránově vázaných struktur nazývaných organely.
V eukaryotické buňce je DNA uvnitř jádra. Malé množství DNA se také nachází v organelách zvaných mitochondrie, které jsou elektrárnou buňky.
Protože v jádře je omezené množství prostoru, musí být DNA pevně zabalena. Existuje několik různých fází balení, ale konečnými produkty jsou struktury, které nazýváme chromozomy.
Prokaryotické buňky
Organismy jako bakterie jsou prokaryotické buňky. Tyto buňky nemají jádro ani organely. V prokaryotických buňkách se DNA nachází pevně stočená uprostřed buňky.
Co se stane, když se vaše buňky rozdělí?
Buňky vašeho těla se dělí jako normální součást růstu a vývoje. Když k tomu dojde, každá nová buňka musí mít kompletní kopii DNA.
Abyste toho dosáhli, vaše DNA musí projít procesem zvaným replikace. Když k tomu dojde, dva řetězce DNA se oddělí. Poté specializované buněčné proteiny použijí každý řetězec jako templát k vytvoření nového řetězce DNA.
Když je replikace dokončena, existují dvě molekuly dvouvláknové DNA. Po dokončení dělení půjde do každé nové buňky jedna sada.
DNA je klíčová pro náš růst, reprodukci a zdraví. Obsahuje pokyny nezbytné pro vaše buňky k produkci proteinů, které ovlivňují mnoho různých procesů a funkcí ve vašem těle.
Protože DNA je tak důležitá, poškození nebo mutace mohou někdy přispět k rozvoji onemocnění. Je však také důležité si uvědomit, že mutace mohou být prospěšné a mohou také přispět k naší rozmanitosti.
