Varför är DNA så viktigt? Enkelt uttryckt innehåller DNA de instruktioner som är nödvändiga för livet.
Koden i vårt DNA ger anvisningar om hur man gör proteiner som är viktiga för vår tillväxt, utveckling och vår allmänna hälsa.
Om DNA
DNA står för deoxiribonukleinsyra. Den består av enheter av biologiska byggstenar som kallas nukleotider.
DNA är en mycket viktig molekyl för inte bara människor utan även för de flesta andra organismer. DNA innehåller vårt ärftliga material och våra gener - det är det som gör oss unika.
Men vad gör DNA egentligen do? Fortsätt läsa för att upptäcka mer om DNA-strukturen, vad den gör och varför den är så viktig.
DNA i hälsa, sjukdomar och åldrande
Ditt expansiva genom
Den kompletta uppsättningen av ditt DNA kallas ditt genom. Den innehåller 3 miljarder baser, 20 000 gener och 23 par kromosomer!
Du ärver hälften av ditt DNA från din far och hälften från din mamma. Detta DNA kommer från spermier respektive ägg.
Gener utgör faktiskt väldigt lite av ditt genom - bara 1 procent. De andra 99 procenten hjälper till att reglera saker som när, hur och i vilken mängd proteiner produceras.
Forskare lär sig fortfarande mer och mer om detta "icke-kodande" DNA.
DNA-skador och mutationer
DNA-koden är benägen att skadas. Faktum är att det uppskattas att tiotusentals DNA-skador inträffar varje dag i var och en av våra celler. Skador kan uppstå på grund av fel i DNA-replikering, fria radikaler och exponering för UV-strålning.
Men frukta aldrig! Dina celler har specialiserade proteiner som kan upptäcka och reparera många fall av DNA-skador. Faktum är att det finns minst fem stora DNA-reparationsvägar.
Mutationer är förändringar i DNA-sekvensen. De kan ibland vara dåliga. Detta beror på att en förändring av DNA-koden kan ha en nedströms inverkan på hur ett protein tillverkas.
Om proteinet inte fungerar ordentligt kan sjukdomen uppstå. Några exempel på sjukdomar som uppstår på grund av mutationer i en enda gen inkluderar cystisk fibros och sigdcellanemi.
Mutationer kan också leda till utveckling av cancer. Till exempel, om gener som kodar för proteiner som är involverade i celltillväxt muteras, kan celler växa och dela sig utom kontroll. Vissa cancerframkallande mutationer kan ärvas medan andra kan förvärvas genom exponering för cancerframkallande ämnen som UV-strålning, kemikalier eller cigarettrök.
Men inte alla mutationer är dåliga. Vi förvärvar dem hela tiden. Vissa är ofarliga medan andra bidrar till vår mångfald som art.
Förändringar som förekommer i mer än 1 procent av befolkningen kallas polymorfier. Exempel på vissa polymorfier är hår- och ögonfärg.
DNA och åldrande
Man tror att okorrigerad DNA-skada kan ackumuleras när vi åldras, vilket hjälper till att driva åldringsprocessen. Vilka faktorer kan påverka detta?
Något som kan spela en stor roll i DNA-skadorna i samband med åldrande är skador på grund av fria radikaler. Men den här skademekanismen kanske inte är tillräcklig för att förklara åldringsprocessen. Flera faktorer kan också vara inblandade.
En teori om varför DNA-skador ackumuleras när vi åldras bygger på evolutionen. Man tror att DNA-skador repareras mer troget när vi är i reproduktiv ålder och har barn. Efter att vi har passerat våra högsta reproduktionsår minskar naturligtvis reparationsprocessen.
En annan del av DNA som kan vara involverad i åldrande är telomerer. Telomerer är sträckor av repetitiva DNA-sekvenser som finns i ändarna på dina kromosomer. De hjälper till att skydda DNA från skador, men de förkortas också med varje omgång av DNA-replikering.
Telomerförkortning har associerats med åldringsprocessen. Det har också visat sig att vissa livsstilsfaktorer som fetma, exponering för cigarettrök och psykisk stress kan bidra till telomerförkortning.
Kanske att göra hälsosamma livsstilsval som att hålla en hälsosam vikt, hantera stress och inte röka kan sakta ner förkortningen av telomerer? Denna fråga fortsätter att vara av stort intresse för forskare.
Vad består DNA av?
DNA-molekylen består av nukleotider. Varje nukleotid innehåller tre olika komponenter - ett socker, en fosfatgrupp och en kvävebas.
Sockret i DNA kallas 2’-deoxiribos. Dessa sockermolekyler växlar med fosfatgrupperna och utgör DNA-strängens "ryggrad".
Varje socker i en nukleotid har en kvävebas fäst vid den. Det finns fyra olika typer av kvävebaser som finns i DNA. De inkluderar:
- adenin (A)
- cytosin (C)
- guanin (G)
- tymin (T)
Hur ser DNA ut?
De två DNA-strängarna bildar en 3D-struktur som kallas en dubbel helix. När det illustreras ser det lite ut som en stege som har vridits in i en spiral där basparet är stegpinnarna och sockerfosfatryggen är benen.
Dessutom är det värt att notera att DNA i kärnan i eukaryota celler är linjär, vilket betyder att ändarna på varje sträng är fria. I en prokaryot cell bildar DNA en cirkulär struktur.
Vad gör DNA?
DNA hjälper din kropp att växa
DNA innehåller instruktionerna som är nödvändiga för att en organism - du, en fågel eller en växt till exempel - ska växa, utvecklas och reproducera. Dessa instruktioner lagras inom sekvensen av nukleotidbaspar.
Dina celler läser den här koden tre baser åt gången för att generera proteiner som är nödvändiga för tillväxt och överlevnad. DNA-sekvensen som innehåller informationen för att tillverka ett protein kallas en gen.
Varje grupp med tre baser motsvarar specifika aminosyror, som är byggstenarna för proteiner. Till exempel specificerar baspar T-G-G aminosyran tryptofan medan baspar G-G-C specificerar aminosyraglycin.
Vissa kombinationer, som T-A-A, T-A-G och T-G-A, indikerar också slutet på en proteinsekvens. Detta berättar för cellen att inte lägga till fler aminosyror i proteinet.
Proteiner består av olika kombinationer av aminosyror. När de placeras i rätt ordning har varje protein en unik struktur och funktion i kroppen.
Hur kommer man från DNA-koden till ett protein?
Hittills har vi lärt oss att DNA innehåller en kod som ger cellen information om hur man gör proteiner. Men vad händer däremellan? Enkelt uttryckt sker detta via en tvåstegsprocess:
Först delades de två DNA-trådarna isär. Sedan läser speciella proteiner i kärnan basparen på en DNA-sträng för att skapa en mellanliggande budbärarmolekyl.
Denna process kallas transkription och den skapade molekylen kallas messenger RNA (mRNA). mRNA är en annan typ av nukleinsyra och den gör precis vad namnet antyder. Den färdas utanför kärnan och fungerar som ett meddelande till det cellulära maskineriet som bygger proteiner.
I det andra steget läser specialkomponenter i cellen mRNA: s meddelande tre baspar åt gången och arbetar för att sätta ihop ett protein, aminosyra med aminosyra. Denna process kallas översättning.
Var finns DNA?
Svaret på den här frågan kan bero på vilken typ av organism du pratar om. Det finns två typer av celler - eukaryota och prokaryota.
För människor finns det DNA i var och en av våra celler.
Eukaryota celler
Människor och många andra organismer har eukaryota celler. Detta innebär att deras celler har en membranbunden kärna och flera andra membranbundna strukturer som kallas organeller.
I en eukaryot cell finns DNA i kärnan. En liten mängd DNA finns också i organeller som kallas mitokondrier, som är cellens kraftverk.
Eftersom det finns en begränsad mängd utrymme i kärnan måste DNA vara tätt förpackat. Det finns flera olika förpackningssteg, men de slutliga produkterna är de strukturer som vi kallar kromosomer.
Prokaryota celler
Organismer som bakterier är prokaryota celler. Dessa celler har inte någon kärna eller organeller. I prokaryota celler finns DNA tätt lindat i mitten av cellen.
Vad händer när dina celler delar sig?
Cellerna i din kropp delar sig som en normal del av tillväxt och utveckling. När detta händer måste varje ny cell ha en komplett kopia av DNA.
För att uppnå detta måste ditt DNA genomgå en process som kallas replikering. När detta inträffar delas de två DNA-trådarna isär. Sedan använder specialiserade cellulära proteiner varje tråd som en mall för att skapa en ny DNA-tråd.
När replikeringen är klar finns det två dubbelsträngade DNA-molekyler. En uppsättning går in i varje ny cell när delningen är klar.
Hämtmat
DNA är avgörande för vår tillväxt, reproduktion och hälsa. Den innehåller de instruktioner som krävs för att dina celler ska producera proteiner som påverkar många olika processer och funktioner i din kropp.
Eftersom DNA är så viktigt kan skador eller mutationer ibland bidra till sjukdomsutvecklingen. Det är dock också viktigt att komma ihåg att mutationer kan vara fördelaktiga och också bidra till vår mångfald.
