Hvorfor er DNA så vigtigt? Kort sagt indeholder DNA de nødvendige instruktioner til livet.
Koden i vores DNA giver instruktioner om, hvordan man fremstiller proteiner, der er afgørende for vores vækst, udvikling og generelle sundhed.
Om DNA
DNA står for deoxyribonukleinsyre. Det består af enheder af biologiske byggesten, der kaldes nukleotider.
DNA er et meget vigtigt molekyle for ikke kun mennesker, men også for de fleste andre organismer. DNA indeholder vores arvelige materiale og vores gener - det er det, der gør os unikke.
Men hvad gør DNA egentlig? Fortsæt med at læse for at finde ud af mere om strukturen af DNA, hvad det gør, og hvorfor det er så vigtigt.
DNA i sundhed, sygdom og aldring
Dit ekspansive genom
Det komplette sæt af dit DNA kaldes dit genom. Det indeholder 3 milliarder baser, 20.000 gener og 23 par kromosomer!
Du arver halvdelen af dit DNA fra din far og halvdelen fra din mor. Dette DNA kommer fra henholdsvis sæd og æg.
Gener udgør faktisk meget lidt af dit genom - kun 1 procent. De andre 99 procent hjælper med at regulere ting som hvornår, hvordan og i hvilken mængde proteiner der produceres.
Forskere lærer stadig mere og mere om dette "ikke-kodende" DNA.
DNA-skade og mutationer
DNA-koden er tilbøjelig til skade. Faktisk estimeres det, at titusinder af hændelser med DNA-skader forekommer hver dag i hver af vores celler. Skader kan opstå på grund af ting som fejl i DNA-replikation, frie radikaler og udsættelse for UV-stråling.
Men frygt aldrig! Dine celler har specialiserede proteiner, der er i stand til at opdage og reparere mange tilfælde af DNA-skade. Der er faktisk mindst fem større DNA-reparationsveje.
Mutationer er ændringer i DNA-sekvensen. De kan undertiden være dårlige. Dette skyldes, at en ændring i DNA-koden kan have en nedstrøms indflydelse på den måde, et protein fremstilles på.
Hvis proteinet ikke fungerer korrekt, kan sygdom resultere. Nogle eksempler på sygdomme, der forekommer på grund af mutationer i et enkelt gen, inkluderer cystisk fibrose og seglcelleanæmi.
Mutationer kan også føre til udvikling af kræft. For eksempel, hvis gener, der koder for proteiner, der er involveret i cellulær vækst, muteres, kan celler vokse og dele sig ude af kontrol. Nogle kræftfremkaldende mutationer kan arves, mens andre kan erhverves ved eksponering for kræftfremkaldende stoffer som UV-stråling, kemikalier eller cigaretrøg.
Men ikke alle mutationer er dårlige. Vi erhverver dem hele tiden. Nogle er ufarlige, mens andre bidrager til vores mangfoldighed som art.
Ændringer, der forekommer i mere end 1 procent af befolkningen, kaldes polymorfismer. Eksempler på nogle polymorfismer er hår- og øjenfarve.
DNA og aldring
Det antages, at urepareret DNA-skade kan ophobes, når vi ældes, hvilket hjælper med at drive aldringsprocessen. Hvilke faktorer kan påvirke dette?
Noget, der kan spille en stor rolle i DNA-skaden forbundet med aldring er skader på grund af frie radikaler. Imidlertid er denne ene mekanism for skade muligvis ikke tilstrækkelig til at forklare aldringsprocessen. Flere faktorer kan også være involveret.
En teori om, hvorfor DNA-skader ophobes, når vi bliver ældre, er baseret på evolutionen. Man tror, at DNA-skader bliver repareret mere trofast, når vi er i reproduktiv alder og får børn. Når vi har passeret vores højeste reproduktionsår, falder reparationsprocessen naturligvis.
En anden del af DNA, der kan være involveret i aldring, er telomerer. Telomerer er strækninger af gentagne DNA-sekvenser, der findes i enderne af dine kromosomer. De hjælper med at beskytte DNA mod skader, men de forkortes også med hver DNA-replikationsrunde.
Telomerforkortelse har været forbundet med aldringsprocessen. Det har også vist sig, at nogle livsstilsfaktorer såsom fedme, eksponering for cigaretrøg og psykologisk stress kan bidrage til telomerforkortelse.
Måske at træffe sunde livsstilsvalg som at opretholde en sund vægt, håndtere stress og ikke ryge kan bremse telomerforkortelsen? Dette spørgsmål er fortsat meget interessant for forskere.
Hvad er DNA lavet af?
DNA-molekylet består af nukleotider. Hvert nukleotid indeholder tre forskellige komponenter - et sukker, en fosfatgruppe og en nitrogenbase.
Sukkeret i DNA kaldes 2'-deoxyribose. Disse sukkermolekyler skifter med fosfatgrupperne og udgør "rygraden" i DNA-strengen.
Hvert sukker i et nukleotid har en nitrogenbase bundet til det. Der findes fire forskellige typer nitrogenbaser i DNA. De omfatter:
- adenin (A)
- cytosin (C)
- guanine (G)
- thymin (T)
Hvordan ser DNA ud?
De to DNA-tråde danner en 3D-struktur kaldet en dobbelt helix. Når det illustreres, ser det lidt ud som en stige, der er blevet snoet til en spiral, hvor basisparene er trinene, og sukkerfosfatryggen er benene.
Derudover er det værd at bemærke, at DNA'et i kernen i eukaryote celler er lineært, hvilket betyder, at enderne af hver streng er frie. I en prokaryot celle danner DNA'et en cirkulær struktur.
Hvad gør DNA?
DNA hjælper din krop med at vokse
DNA indeholder de instruktioner, der er nødvendige for en organisme - du, en fugl eller en plante for eksempel - til at vokse, udvikle og reproducere. Disse instruktioner gemmes i sekvensen for nukleotidbasepar.
Dine celler læser denne kode tre baser ad gangen for at generere proteiner, der er essentielle for vækst og overlevelse. Den DNA-sekvens, der huser informationen om at fremstille et protein, kaldes et gen.
Hver gruppe på tre baser svarer til specifikke aminosyrer, som er byggestenene til proteiner. For eksempel specificerer baseparene TGG aminosyretryptophan, mens baseparene GGC specificerer aminosyreglycin.
Nogle kombinationer, som TAA, TAG og TGA, indikerer også afslutningen på en proteinsekvens. Dette fortæller cellen ikke at tilføje flere aminosyrer til proteinet.
Proteiner består af forskellige kombinationer af aminosyrer. Når de er placeret sammen i den rigtige rækkefølge, har hvert protein en unik struktur og funktion i din krop.
Hvordan kommer du fra DNA-koden til et protein?
Indtil videre har vi lært, at DNA indeholder en kode, der giver cellen information om, hvordan man fremstiller proteiner. Men hvad sker der i mellem? Kort sagt, dette sker via en totrinsproces:
Først splittes de to DNA-strenge fra hinanden. Derefter læser specielle proteiner inden i kernen baseparene på en DNA-streng for at skabe et mellemliggende messenger-molekyle.
Denne proces kaldes transkription og det oprettede molekyle kaldes messenger RNA (mRNA). mRNA er en anden type nukleinsyre, og det gør nøjagtigt, hvad dens navn indebærer. Det bevæger sig uden for kernen og tjener som en besked til det cellulære maskineri, der bygger proteiner.
I det andet trin læser specialiserede komponenter i cellen mRNAs meddelelse om tre basepar ad gangen og arbejder på at samle et protein, aminosyre med aminosyre. Denne proces kaldes oversættelse.
Hvor findes DNA?
Svaret på dette spørgsmål kan afhænge af den type organisme, du taler om. Der er to typer celle - eukaryot og prokaryot.
For mennesker er der DNA i hver af vores celler.
Eukaryote celler
Mennesker og mange andre organismer har eukaryote celler. Dette betyder, at deres celler har en membranbundet kerne og adskillige andre membranbundne strukturer kaldet organeller.
I en eukaryot celle er DNA i kernen. En lille mængde DNA findes også i organeller kaldet mitokondrier, som er kraftcentralerne i cellen.
Fordi der er en begrænset plads i kernen, skal DNA'et pakkes tæt. Der er flere forskellige stadier af emballering, men de endelige produkter er de strukturer, vi kalder kromosomer.
Prokaryote celler
Organismer som bakterier er prokaryote celler. Disse celler har ikke en kerne eller organeller. I prokaryotiske celler findes DNA tæt opviklet i midten af cellen.
Hvad sker der, når dine celler deler sig?
Cellerne i din krop deler sig som en normal del af vækst og udvikling. Når dette sker, skal hver nye celle have en komplet kopi af DNA.
For at opnå dette skal dit DNA gennemgå en proces, der kaldes replikation. Når dette sker, deler de to DNA-strenge sig fra hinanden. Derefter bruger specialiserede cellulære proteiner hver streng som en skabelon til at fremstille en ny DNA-streng.
Når replikation er afsluttet, er der to dobbeltstrengede DNA-molekyler. Et sæt går ind i hver ny celle, når opdelingen er afsluttet.
Tag væk
DNA er afgørende for vores vækst, reproduktion og sundhed. Det indeholder de nødvendige instruktioner for dine celler til at producere proteiner, der påvirker mange forskellige processer og funktioner i din krop.
Da DNA er så vigtigt, kan skader eller mutationer undertiden bidrage til udviklingen af sygdom. Det er dog også vigtigt at huske, at mutationer også kan være gavnlige og bidrage til vores mangfoldighed.
