Zašto je DNK tako važna? Pojednostavljeno, DNA sadrži upute potrebne za život.
Kod unutar naše DNK pruža upute o tome kako stvoriti proteine koji su vitalni za naš rast, razvoj i cjelokupno zdravlje.
O DNK
DNA označava deoksiribonukleinsku kiselinu. Sastoji se od jedinica bioloških gradivnih blokova nazvanih nukleotidi.
DNA je vitalna molekula ne samo za ljude, već i za većinu drugih organizama. DNK sadrži naš nasljedni materijal i naše gene - to je ono što nas čini jedinstvenima.
Ali što zapravo znači DNK čini? Nastavite čitati kako biste otkrili više o strukturi DNK, što ona čini i zašto je to tako važno.
DNA u zdravlju, bolestima i starenju
Vaš ekspanzivni genom
Kompletna skupina vaše DNK naziva se vašim genomom. Sadrži 3 milijarde baza, 20 000 gena i 23 para kromosoma!
Pola DNK nasljeđujete od oca, a pola od majke. Ova DNA dolazi iz sperme, odnosno iz jajne stanice.
Geni zapravo čine vrlo malo vašeg genoma - samo 1 posto. Ostalih 99 posto pomaže u reguliranju stvari poput kada, kako i u kojoj se količini proizvode proteini.
Znanstvenici i dalje uče sve više i više o ovoj "nekodirajućoj" DNA.
Oštećenje DNA i mutacije
DNA kôd je sklon oštećenju. Zapravo se procjenjuje da se svakodnevno u svakoj od naših stanica događaju deseci tisuća oštećenja DNA. Šteta može nastati zbog stvari poput pogrešaka u replikaciji DNA, slobodnih radikala i izloženosti UV zračenju.
Ali nikad se ne boj! Vaše stanice imaju specijalizirane proteine koji mogu otkriti i popraviti mnoge slučajeve oštećenja DNA. Zapravo postoji najmanje pet glavnih putova za popravak DNA.
Mutacije su promjene u sekvenci DNA. Ponekad mogu biti i loše. To je zato što promjena DNK koda može imati daljnji utjecaj na način stvaranja proteina.
Ako protein ne radi pravilno, može doći do bolesti. Neki primjeri bolesti koje se javljaju zbog mutacija jednog gena uključuju cističnu fibrozu i anemiju srpastih stanica.
Mutacije također mogu dovesti do razvoja karcinoma. Na primjer, ako su mutirani geni koji kodiraju proteine koji sudjeluju u staničnom rastu, stanice mogu rasti i dijeliti se izvan kontrole. Neke se mutacije koje uzrokuju karcinom mogu naslijediti, dok se druge mogu steći izloženošću kancerogenima poput UV zračenja, kemikalija ili cigaretnog dima.
Ali nisu sve mutacije loše. Stalno ih stječemo. Neki su bezopasni, dok drugi pridonose našoj raznolikosti kao vrste.
Promjene koje se događaju u više od 1 posto stanovništva nazivaju se polimorfizmi. Primjeri nekih polimorfizama su boja kose i očiju.
DNA i starenje
Smatra se da se s vremenom mogu nakupljati nepopravljena oštećenja DNA, pomažući u pokretanju procesa starenja. Koji čimbenici mogu utjecati na to?
Nešto što može igrati veliku ulogu u oštećenju DNA povezanoj sa starenjem je oštećenje zbog slobodnih radikala. Međutim, ovaj jedan mehanizam oštećenja možda nije dovoljan da objasni proces starenja. Može biti uključeno i nekoliko čimbenika.
Jedna od teorija o tome zašto se oštećenje DNA akumulira starenjem temelji se na evoluciji. Smatra se da se oštećenja DNK vjernije popravljaju kada smo u reproduktivnoj dobi i imamo djecu. Nakon što smo prošli vrhunske reproduktivne godine, postupak popravljanja prirodno opada.
Drugi dio DNK koji može biti uključen u starenje su telomeri. Telomere su dijelovi ponavljajućih sekvenci DNA koji se nalaze na krajevima vaših kromosoma. Oni pomažu u zaštiti DNA od oštećenja, ali se također skraćuju sa svakim krugom replikacije DNA.
Skraćivanje telomera povezano je s procesom starenja. Također je utvrđeno da neki čimbenici životnog stila poput pretilosti, izloženosti dimu cigareta i psihološkog stresa mogu pridonijeti skraćivanju telomera.
Možda donošenje zdravog načina života poput održavanja zdrave težine, upravljanja stresom i nepušenja može usporiti skraćivanje telomera? Ovo pitanje i dalje je od velikog interesa za istraživače.
Od čega je sačinjena DNK?
Molekula DNA sastoji se od nukleotida. Svaki nukleotid sadrži tri različite komponente - šećer, fosfatnu skupinu i bazu dušika.
Šećer u DNA naziva se 2’-deoksiriboza. Te se molekule šećera izmjenjuju s fosfatnim skupinama, čineći "okosnicu" lanca DNA.
Svaki šećer u nukleotidu ima vezanu bazu dušika. Postoje četiri različite vrste dušikovih baza koje se nalaze u DNA. Oni uključuju:
- adenin (A)
- citozin (C)
- gvanin (G)
- timin (T)
Kako izgleda DNK?
Dva lanca DNA tvore trodimenzionalnu strukturu koja se naziva dvostruka zavojnica. Kad se ilustrira, izgleda pomalo poput ljestvi koja je uvijena u spiralu u kojoj su osnovni parovi prečke, a okosnice šećernog fosfata noge.
Uz to, vrijedi napomenuti da je DNA u jezgri eukariotskih stanica linearna, što znači da su krajevi svakog lanca slobodni. U prokariotskoj stanici DNA tvori kružnu strukturu.
Što DNA radi?
DNA pomaže vašem tijelu da raste
DNA sadrži upute koje su potrebne organizmu - vama, ptici ili biljci, na primjer - da raste, razvija se i razmnožava. Ove se upute pohranjuju u slijedu parova baza nukleotidnih baza.
Vaše stanice čitaju ovaj kod odjednom tri baze kako bi generirale proteine koji su neophodni za rast i preživljavanje. DNK sekvenca u kojoj se nalaze informacije o stvaranju proteina naziva se gen.
Svaka skupina od tri baze odgovara određenim aminokiselinama, koje su građevni blokovi proteina. Na primjer, parovi baza T-G-G specificiraju aminokiselinu triptofan, dok parovi baza G-G-C navode aminokiselinu glicin.
Neke kombinacije, poput T-A-A, T-A-G i T-G-A, također ukazuju na kraj proteinske sekvence. To govori ćeliji da više ne dodaje aminokiseline u protein.
Proteini se sastoje od različitih kombinacija aminokiselina. Kada se slože u pravilnom redoslijedu, svaki protein ima jedinstvenu strukturu i funkciju u vašem tijelu.
Kako od DNK koda doći do proteina?
Do sada smo saznali da DNA sadrži kod koji ćeliji daje informacije o tome kako stvarati proteine. Ali što se događa između? Jednostavno rečeno, to se događa kroz postupak u dva koraka:
Prvo, dva lanca DNA razdvajaju se. Zatim, posebni proteini unutar jezgre očitavaju parove baza na lancu DNA kako bi stvorili molekulu srednjeg glasnika.
Taj se proces naziva transkripcija, a stvorena molekula naziva se messenger RNA (mRNA). mRNA je druga vrsta nukleinske kiseline i radi točno ono što joj i ime govori. Putuje izvan jezgre, služeći kao poruka staničnom stroju koji gradi proteine.
U drugom koraku, specijalizirane komponente stanice čitaju poruku mRNA tri bazna para odjednom i rade na okupljanju proteina, aminokiseline po aminokiselini. Taj se postupak naziva prijevod.
Gdje se nalazi DNK?
Odgovor na ovo pitanje može ovisiti o vrsti organizma o kojem govorite. Postoje dvije vrste stanica - eukariotske i prokariontske.
Za ljude postoji DNK u svakoj od naših stanica.
Eukariotske stanice
Ljudi i mnogi drugi organizmi imaju eukariotske stanice. To znači da njihove stanice imaju membranu vezanu jezgru i nekoliko drugih membranski vezanih struktura nazvanih organele.
U eukariotskoj stanici DNA je unutar jezgre. Mala količina DNA nalazi se i u organelama zvanim mitohondriji, koje su pokretači stanice.
Budući da unutar jezgre postoji ograničena količina prostora, DNA mora biti čvrsto zapakirana. Postoji nekoliko različitih faza pakiranja, no konačni proizvodi su strukture koje nazivamo kromosomima.
Prokariotske stanice
Organizmi poput bakterija prokariotske su stanice. Te stanice nemaju jezgru ili organele. U prokariotskim stanicama DNA se nalazi čvrsto namotanoj u sredini stanice.
Što se događa kada se vaše stanice podijele?
Stanice vašeg tijela dijele se kao normalan dio rasta i razvoja. Kad se to dogodi, svaka nova stanica mora imati cjelovitu kopiju DNA.
Da bi se to postiglo, vaša DNK mora proći postupak koji se naziva replikacija. Kad se to dogodi, dva lanca DNA razdvoje se. Zatim, specijalizirani stanični proteini koriste svaki lanac kao predložak za izradu novog DNA lanca.
Kad je replikacija završena, postoje dvije dvolančane molekule DNA. Jedan komplet ući će u svaku novu ćeliju kad se dijeljenje završi.
Oduzeti
DNA je ključna za naš rast, reprodukciju i zdravlje. Sadrži upute potrebne za vaše stanice da proizvode proteine koji utječu na mnoge različite procese i funkcije u vašem tijelu.
Budući da je DNA toliko važna, oštećenja ili mutacije ponekad mogu pridonijeti razvoju bolesti. Međutim, također je važno imati na umu da mutacije mogu biti korisne i pridonijeti i našoj raznolikosti.
