Varför är DNA så viktigt? Enkelt uttryckt, DNA innehåller de instruktioner som krävs för livet.
Koden inom vårt DNA ger anvisningar om hur man kan skapa proteiner som är avgörande för vår tillväxt, utveckling och 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 också 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? Fortsätt läsa för att upptäcka mer om DNA-strukturen, vad det gör och varför det är så viktigt.
DNA i hälsa, sjukdom 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 mor. Detta DNA kommer från respektive spermier och 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-skada och mutationer
DNA-koden är benägen att skada. I själva verket beräknas det att tiotusentals DNA-skador inträffar varje dag i var och en av våra celler. Skador kan uppstå på grund av saker som fel i DNA-replikering, fria radikaler och exponering för UV-strålning.
Men rädd aldrig! Dina celler har specialiserade proteiner som kan upptäcka och reparera många fall av DNA-skador. Det finns faktiskt 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 görs.
Om proteinet inte fungerar ordentligt kan sjukdom 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 involverade i celltillväxt muteras, kan celler växa och delas utan 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 inträffar i mer än 1 procent av befolkningen kallas polymorfismer. Exempel på vissa polymorfismer är hår- och ögonfärg.
DNA och åldrande
Det tros att obehandlade DNA-skador kan samlas 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 mekanismen för skada kanske inte är tillräcklig för att förklara åldringsprocessen. Flera faktorer kan också vara inblandade.
En teori om varför DNA-skador ackumuleras när vi åldras baseras i evolutionen. Man tror att DNA-skador repareras mer troget när vi är i reproduktiv ålder och har barn. När vi har passerat våra höga reproduktionsår avtar 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 av dina kromosomer. De hjälper till att skydda DNA från skador, men de förkortas också med varje DNA-replikering.
Telomerförkortning har förknippats med åldringsprocessen. Det har också visat sig att vissa livsstilsfaktorer som fetma, exponering för cigarettrök och psykologisk stress kan bidra till förkortning av telomer.
Kanske att göra hälsosamma livsstilsval som att upprätthålla en sund vikt, hantera stress och inte röka kan fördröja telomerförkortningen? Denna fråga fortsätter att vara av stort intresse för forskare.
Vad är DNA gjord 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 "ryggraden" i DNA-strängen.
Varje socker i en nukleotid har en kvävebas bunden till 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 spiral. När det illustreras ser det lite ut som en stege som har vridits till en spiral där basparna är rullarna och sockerfosfatryggbenen är benen.
Dessutom är det värt att notera att DNA i kärnan i eukaryota celler är linjärt, 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 de instruktioner som är nödvändiga för att en organisme - du, en fågel eller en växt till exempel - ska växa, utvecklas och reproduceras. Dessa instruktioner lagras i sekvensen för nukleotidbaspar.
Dina celler läser den här koden tre baser åt gången för att generera proteiner som är viktiga för tillväxt och överlevnad. DNA-sekvensen som innehåller informationen för att framställa ett protein kallas en gen.
Varje grupp med tre baser motsvarar specifika aminosyror, som är byggstenarna för proteiner. Till exempel specificerar basparna TGG aminosyratryptofan medan basparna GGC specificerar aminosyraglycin.
Vissa kombinationer, som TAA, TAG och TGA, indikerar också slutet på en proteinsekvens. Detta säger cellen att inte lägga till fler aminosyror till proteinet.
Proteiner består av olika kombinationer av aminosyror. När de är placerade i rätt ordning har varje protein en unik struktur och funktion i kroppen.
Hur kommer du 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, detta sker via en tvåstegsprocess:
Först delas de två DNA-strängarna isär. Sedan läser speciella proteiner i kärnan basparna på en DNA-sträng för att skapa en mellanliggande messenger-molekyl.
Denna process kallas transkription och den skapade molekylen kallas messenger RNA (mRNA). mRNA är en annan typ av nukleinsyra och gör exakt vad namnet antyder. Den reser utanför kärnan och fungerar som ett meddelande till den cellulära maskineriet som bygger proteiner.
I det andra steget läser specialiserade komponenter 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 hittas DNA?
Svaret på den här frågan kan bero på vilken typ av organisme du pratar om. Det finns två typer av celler - eukaryot och prokaryot.
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 är DNA i kärnan. En liten mängd DNA finns också i organeller som kallas mitokondrier, som är kraftcentralerna i cellen.
Eftersom det finns en begränsad mängd utrymme i kärnan, måste DNA: t förpackas tätt. 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 en kärna eller organeller. I prokaryota celler finns DNA tätt spiralformad i mitten av cellen.
Vad händer när dina celler delar sig?
Cellerna i kroppen 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 delar de två DNA-strängarna isär. Sedan använder specialiserade cellulära proteiner varje tråd som en mall för att skapa en ny DNA-sträng.
När replikationen är avslutad finns det två dubbelsträngade DNA-molekyler. En uppsättning kommer att gå 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 kunna producera proteiner som påverkar många olika processer och funktioner i din kropp.
Eftersom DNA är så viktigt kan skador eller mutationer ibland bidra till utvecklingen av sjukdomar. Men det är också viktigt att komma ihåg att mutationer kan vara fördelaktiga och bidra till vår mångfald också.
