Що таке ДНК? Чому ДНК – це основа живих організмів?

Що таке ДНК? Чому ДНК - це основа живих організмів?

Хочете дізнатися що таке ДНК? Чому ДНК – це настільки важливо? Дізнайтеся більше про ДНК, її структуру та функції.

Що таке ДНК? Чому це важливо?

Якщо коротко, то ДНК – це основа живих оргинізмів, вона містить інструкції, необхідні для життя. Код в нашій ДНК містить вказівки щодо того, як виробити білки, життєво важливі для нашого росту, розвитку та загального здоров’я.

Що таке ДНК? Чому ДНК - це основа живих організмів?

ДНК означає дезоксирибонуклеїнову кислоту. Вона складається з одиниць біологічних будівельних блоків під назвою нуклеотиди.

ДНК є життєво важливою молекулою не тільки для людей, але й для більшості інших організмів. ДНК містить спадковий матеріал і наші гени – саме це робить нас унікальними.

Але що ДНК на насправді робити ? Читайте далі, щоб дізнатися більше про структуру ДНК, що вона робить, і чому вона така важлива.  

Що таке геном, пошкодження ДНК, хвороби та старіння?

Що таке геном?

Повний спадковий набір ваших ДНК називається вашим геномом. Він містить 3 мільярди основ, 20 000 генів і 23 пари хромосом!   

Половину ДНК ви успадковуєте від батька, а половину – від матері. Ці ДНК надходять відповідно із сперми та яйцеклітини.  

Гени насправді складають дуже мало вашого геному – лише 1 відсоток. Інші 99 відсотків допомагають регулювати такі речі, як коли, як і в якій кількості виробляються білки. 

Пошкодження ДНК та мутації

ДНК-код схильний до пошкодження. Насправді, за оцінками, щодня в кожній з наших клітин відбуваються десятки тисяч пошкоджень ДНК. Пошкодження може статися через такі речі, як помилки в реплікації ДНК, вільні радикали та вплив УФ-випромінювання.     

Але не бійтеся! Ваші клітини мають спеціалізовані білки, які здатні виявляти та відновлювати багато випадків пошкодження ДНК. Насправді існує щонайменше п’ять основних шляхів відновлення ДНК.  

Пошкодження ДНК та мутації

Мутації – це зміни в послідовності ДНК. Вони іноді можуть бути поганими. Це пояснюється тим, що зміна коду ДНК може вплинути на подальший спосіб вироблення білка. Якщо білок не працює належним чином, може виникнути захворювання. 

Мутації також можуть призвести до розвитку раку. Наприклад, якщо гени, що кодують білки, що беруть участь у клітинному зростанні, мутують, клітини можуть рости і ділитися поза контролем. Деякі мутації, що викликають рак, можуть бути успадковані, а інші можуть бути отримані шляхом впливу канцерогенів, таких як УФ-випромінювання, хімічні речовини або сигаретний дим. 

Але не всі мутації погані. Деякі нешкідливі, а інші сприяють росту нашого людського розманіття як виду.

ДНК та старіння

Вважається, що непоправне пошкодження ДНК може накопичуватись у віці, викликаючи процес старіння. Які фактори можуть впливати на це?

Те, що може зіграти велику роль у пошкодженні ДНК, пов’язаному зі старінням, – це пошкодження через вільні радикали. Однак цього механізму пошкодження може бути недостатньо, щоб пояснити процес старіння. Також може бути задіяно кілька факторів. 

НК та старіння

Одне з причин того, чому пошкодження ДНК накопичується з віком, ґрунтується на еволюції. Пошкодження ДНК відновлюються краще, коли ми в репродуктивному віці та маємо дітей. Після того, як ми пройшли наші пікові репродуктивні роки, процес ремонту закономірно знижується.  

Інша частина ДНК, яка може бути залучена до старіння, – це теломери. Теломери – це ділянки повторюваних послідовностей ДНК, які знаходяться на кінцях ваших хромосом. Вони допомагають захистити ДНК від пошкодження, але також вкорочуються з кожним раундом реплікації ДНК.  

Вкорочення теломеру було пов’язане з процесом старіння. Також було встановлено, що деякі фактори життя, такі як ожиріння, вплив сигаретного диму та психологічний стрес, можуть сприятискороченню теломерів.   

ДНК та теломери

Можливо, вибір здорового способу життя, як підтримка здорової ваги, управління стресом і відмова від паління, може сповільнити скорочення теломерів? Це питання продовжує цікавити дослідників.     

З чого складається ДНК?

Молекула ДНК складається з нуклеотидів. Кожен нуклеотид містить три різні компоненти – цукор, фосфатну групу та азотну основу.

Цукор у ДНК називається 2′-дезоксирибозою. Ці молекули цукру чергуються з фосфатними групами, складаючи «основу» ланцюга ДНК.

З чого складається ДНК?

Кожен цукор у нуклеотиді має приєднану до нього азотну основу. Існує чотири різних типи азотних основ, знайдених у ДНК. Вони включають:

  • аденін (А)
  • цитозин (С)
  • гуанін (G)
  • тимін (T)

Як виглядає ДНК?

Дві нитки ДНК утворюють 3-D структуру, яку називають подвійною спіраллю. Це схоже на сходи, скручені в спіраль.

Як виглядає ДНК?

Додатково варто зазначити, що ДНК у ядрі еукаріотичних клітин лінійна, тобто кінці кожної ланцюга вільні. У прокаріотичній клітині ДНК утворює кругову структуру.

Що робить ДНК?

ДНК допомагає вашому організму рости

ДНК містить вказівки, необхідні організму – наприклад, вам, птаху чи рослині – для росту, розвитку та розмноження. Ці інструкції зберігаються в послідовності пар нуклеотидних основ.

Ваші клітини читають цей код з трьох основ, щоб генерувати білки, необхідні для росту і виживання. Послідовність ДНК, в якій міститься інформація для отримання білка, називається геном.

Кожна група з трьох основ відповідає специфічним амінокислотам , які є будівельними блоками білків. Наприклад, пар основ TGG задають амінокислоту триптофану, тоді як основні пари GGC задають амінокислоту гліцин.     

Деякі комбінації, такі як TAA, TAG і TGA, також вказують на кінець послідовності білка. Це говорить клітині не додавати більше білка до амінокислот.

Білки складаються з різних комбінацій амінокислот. Якщо їх розмістити разом у правильному порядку, кожен білок має унікальну структуру та функціонування всередині вашого тіла.

Як перейти від коду ДНК до білка? Що таке РНК?

Поки ми дізналися, що ДНК містить код, який дає клітині інформацію про те, як виробляти білки. Але що відбувається між ними? Простіше кажучи, це відбувається за допомогою двоетапного процесу:

По-перше, два ланцюги ДНК розділилися. Потім спеціальні білки всередині ядра зчитують пари основ на ланцюжку ДНК, щоб створити проміжну молекулу месенджера. 

Як перейти від коду ДНК до білка? Що таке РНК?

Цей процес називається транскрипцією, а створена молекула називається месенджерною РНК (мРНК). мРНК – це ще один тип нуклеїнових кислот, і він робить саме те, що випливає з назви. Він подорожує поза ядром, слугуючи повідомленням для клітинної машини, яка будує білки.

На другому етапі спеціалізовані компоненти клітини читають повідомлення мРНК одночасно трьох пар основ і працюють над збиранням білка, амінокислоти за амінокислотою. Цей процес називається перекладом. 

РОСІЙСЬКИЙ БІОЛОГ ХОЧЕ СТВОРИТИ ДІТЕЙ З ВІДРЕДАГОВАНИМ ДНК

Де знаходиться ДНК?

Відповідь на це питання може залежати від типу організму, про який ви говорите. Існує два типи клітин – еукаріотична та прокаріотична.

У людей є ДНК у кожній з наших клітин. 

Еукаріотичні клітини

У людей та багатьох інших організмів є еукаріотичні клітини. Це означає, що їх клітини мають ядро, пов’язане з мембраною, та кілька інших структур, пов’язаних з мембраною, які називаються органелами. 

Де знаходиться ДНК? Еукаріотичні клітини. Прокаріотичні клітини.

У еукаріотичній клітині ДНК знаходиться в межах ядра. Невелика кількість ДНК також знаходиться в органелах, названих мітохондріями, які є енергетичними центрами клітини.

Оскільки в ядрі є обмежений простір, ДНК повинна бути щільно упакована. Існує кілька різних стадій упаковки, проте кінцевими продуктами є структури, які ми називаємо хромосомами.

Прокаріотичні клітини

Організми, такі як бактерії, є клітинами прокаріотів. Ці клітини не мають ядра або органел. У прокаріотичних клітинах ДНК виявляється щільно згорнутою в середині клітини.

Що відбувається, коли ваші клітини діляться?

Клітини вашого тіла діляться як частина нормального процесу росту та розвитку. Коли це відбувається, кожна нова клітина повинна мати повну копію ДНК.

Для досягнення цього ваша ДНК повинна пройти процес, який називається реплікацією. Коли це відбувається, два ланцюги ДНК розпадаються. Потім спеціалізовані клітинні білки використовують кожну ланцюжок як шаблон для створення нового ланцюга ДНК.

Що відбувається, коли ваші клітини діляться? Реплікація ДНК

Коли реплікація завершена, є дві дволанцюгові молекули ДНК. Після завершення поділу один набір перейде до кожної нової комірки.

Висновок

ДНК є ключовим для нашого росту, розмноження та здоров’я. Він містить інструкції, необхідні вашим клітинам для вироблення білків, які впливають на багато різних процесів і функцій у вашому організмі.

(Дізнайтеся до таке вірус, чи знали ви що він складається з генома та ДНК?)

Оскільки ДНК настільки важлива, пошкодження або мутації іноді можуть сприяти розвитку хвороби. Однак також важливо пам’ятати, що мутації можуть бути корисними і також сприяти нашому розмаїттю як людського виду. Також ознайомтеся з тим, що таке генотерапія.

Джерело: www.healthline.com

Подібні новини