Το DNA ονομάζεται The Blueprint Of Life:Εδώ είναι γιατί
Το DNA ονομάζεται το σχέδιο της ζωής γιατί είναι το εγχειρίδιο οδηγιών για τη δημιουργία, την ανάπτυξη, τη λειτουργία και την αναπαραγωγή ζωής στη Γη παρόμοια με ένα σχέδιο ενός σπιτιού.
Το 1869, ο Friederich Miescher ανακάλυψε μια ουσία που ονομάζεται «νουκλεΐνη», καταφέρνοντας να απομονώσει το πρώτο γνωστό καθαρό δείγμα του υλικού. Αργότερα ο μαθητής του Richard Altmann επινόησε τον όρο «νουκλεϊκό οξύ». Πολύ αργότερα, το 1953, ο James Watson και ο Francis Crick συνεργάστηκαν για να ανακαλύψουν τη δομή του Δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος ή του DNA, καθιερώνοντας μια κατανόηση της λειτουργίας του και αλλάζοντας την επιστήμη της βιολογίας για πάντα.
Το DNA αναφέρεται συχνά ως «τα σχέδια για τη ζωή». Κάθε οργανισμός που γνωρίζουμε εξαρτάται από τις πρωτεΐνες για να ζήσει και το DNA είναι το μακρομόριο που αποθηκεύει τις πληροφορίες που απαιτούνται για τη δημιουργία όλων των πρωτεϊνών που χρειάζονται για τη ζωή. Οι πρωτεΐνες που το DNA επιτρέπει την κωδικοποίηση ενώνονται για να σχηματίσουν κύτταρα, ιστούς και όργανα. Ό,τι κι αν είναι αυτό που οργανώνει αυτές τις πρωτεΐνες μαζί θα μπορούσε να θεωρηθεί ως το προσχέδιο για αυτές τις δομές.
Η δομή του DNA
Το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο, που αποτελείται από δύο μονόκλωνα μόρια που τυλίγονται το ένα γύρω από το άλλο. Αυτό ονομάζεται δομή διπλής έλικας, κάθε κλώνος της έλικας αποτελείται από τέσσερις διαφορετικές βάσεις και οι κλώνοι συνδέονται μεταξύ τους μέσω μιας ραχοκοκαλιάς που αποτελείται από μόρια σακχάρου. Οι τέσσερις βάσεις είναι η αδενίνη, η κυτοσίνη, η γουανίνη και η θυμίνη, που συνήθως συντομεύονται ως μόνο A, C, G και T. Οι βάσεις ταιριάζουν μεταξύ τους σε ζεύγη βάσεων, με το A να ταιριάζει με το T και το G να ταιριάζει με το C.
| DNA | Ενδιαφέροντα γεγονότα |
| Ακρωνύμιο | Το DNA είναι συντομογραφία για το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ |
| Δομικά στοιχεία | Αδενίνη (A), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και θυμίνη (T) |
| Χιμπατζής | Οι χιμπατζήδες είναι 98% παρόμοιοι σε DNA με τους ανθρώπους |
| Κοινότητα | Κάθε άνθρωπος στη Γη μοιράζεται το 99% του DNA του μεταξύ τους |
| Ανακαλύφθηκε | Ο Friedrich Miescher ανακάλυψε το DNA το 1869 |
| Γενιές | Ένας γονέας και ένα παιδί μοιράζονται το 99,5% του ίδιου DNA |
| Ανθρώπινο γονιδίωμα | 3,2 δισεκατομμύρια βάσεις DNA |
| Συμμετοχή | Τα ζεύγη DNA ενώνονται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου |
| Δομή | Σχήμα διπλής έλικας |
Οποιαδήποτε σειρά αυτών των βάσεων σε έναν κλώνο DNA αναφέρεται ως αλληλουχία και κάθε αλληλουχία ζευγαρώνεται με τη συμπληρωματική αλληλουχία στον άλλο κλώνο. Επομένως, μια αλληλουχία DNA με CTAATCG θα αντιστοιχιστεί με μια αλληλουχία που διαβάζει GATTAGC.
Τα ζεύγη βάσεων του DNA συνδέονται μεταξύ τους και ένα μόριο DNA τυλίγεται σφιχτά γύρω του για να προστατεύσει τις βάσεις από την αλληλεπίδραση με άλλες χημικές ουσίες στο περιβάλλον. Ωστόσο, δεδομένου ότι το DNA υποτίθεται ότι είναι το σχέδιο για τη ζωή, αυτό το γεγονός καθιστά δύσκολη την ανάγνωση του σχεδιαγράμματος. Ο κλώνος του DNA πρέπει να «αποσυμπιεστεί» για να διαβαστεί μια αλληλουχία DNA. Αυτό γίνεται μέσω ενός μορίου που ονομάζεται πολυμεράση RNA που διασπά το DNA σε ένα μόνο σημείο. Η RNA Πολυμεράση στη συνέχεια «διαβάζει» τις εκτεθειμένες βάσεις και δημιουργεί μια μακρά μονή αλυσίδα RNA. Το RNA χρησιμοποιεί τη βάση ουρακίλη, U, αντί για T, επομένως το A ζευγαρώνει με το U στο RNA.
Το RNA έχει τώρα τα δεδομένα για τη ζωή, το σχέδιο που είναι απαραίτητο για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Όταν οι πρωτεΐνες συντίθενται με αυτόν τον τρόπο, το RNA που κατασκευάστηκε αναφέρεται ως αγγελιοφόρο RNA ή mRNA.
Δημιουργία των δομών από τα προσχέδια
Το επόμενο τμήμα της κατασκευής των πρωτεϊνών είναι γενικά το ίδιο σε όλους τους οργανισμούς, αν και μπορεί να διαφέρει ελαφρώς από οργανισμό σε οργανισμό. Το αγγελιοφόρο RNA συνδέεται με τα ριβοσώματα του κυττάρου, τα οποία είναι δομές που λειτουργούν σαν εργοστάσιο πρωτεϊνών. Η αλληλουχία που διατηρεί το mRNA μεταφέρεται στο τμήμα του ριβοσώματος όπου συνδυάζεται με αμινοξέα. Η δημιουργία αμινοξέων διαφέρει από τη δημιουργία κλώνων RNA. Το RNA είναι απλώς μια μετάφραση ενός προς ένα των βάσεων, ενώ κατά τη δημιουργία πρωτεϊνών εξετάζονται τρεις βάσεις RNA τη φορά και οι αντίστοιχες αλληλουχίες τριών βάσεων είναι συγκεκριμένα αμινοξέα που συνδέονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν πρωτεΐνες. P>
Ουσιαστικά, οι αλληλουχίες DNA μεταφέρονται στην αλυσίδα mRNA που δίνει τις πληροφορίες που χρειάζονται στο ριβόσωμα που χτίζει τις πρωτεΐνες. Κάθε μέρος του σώματός σας αντιμετωπίζεται μέσω αυτού του συστήματος κατασκευής πρωτεϊνών, γι' αυτό το DNA ονομάζεται τόσο συχνά το σχέδιο για τη ζωή.
Γιατί όχι RNA;
Δεδομένου ότι το RNA έχει την ικανότητα να μεταφέρει γενετικές πληροφορίες και μέσω χημικών βάσεων, γιατί είναι το DNA και όχι το RNA που λειτουργεί ως το προσχέδιο της ζωής; Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το RNA μπορεί επίσης να σχηματίσει διπλή έλικα. Σημαίνει αυτό ότι το RNA θα μπορούσε να εκτελέσει το ρόλο του DNA; Όχι ακριβώς, γιατί όπως αποδεικνύεται η προσαρμογή σε μια μορφή διπλής έλικας καθιστά το RNA άκαμπτο και ανίκανο να προσαρμόσει τη δέσμευση νουκλεοτιδίων.
Το DNA υφίσταται στην πραγματικότητα μια ανεπαίσθητη αλλαγή στη δομή όταν έρχεται σε επαφή με άλλες χημικές ουσίες, όπως όταν δεσμεύεται από μια πρωτεΐνη ή λαμβάνει κάποιας μορφής βλάβη. Αφού αντιμετωπιστεί η χημική εισβολή, το DNA αλλάζει στη συνέχεια στην αναγνωρίσιμη δομή διπλής έλικας. Η ικανότητα του DNA να μετασχηματίζεται με αυτόν τον τρόπο, σε συνδυασμό με τη δομή διπλής έλικας του, είναι πιθανώς αυτό που ευθύνεται για την ικανότητά του να διατηρεί σταθερό ένα γονιδίωμα. Ωστόσο, ενώ οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το DNA ήταν σε θέση να κινηθεί ως απόκριση σε χημικές εισβολές και, ως εκ τούτου, να διατηρήσει έναν γενετικό κώδικα ανέπαφο, οι κλώνοι RNA απλώς διαλύθηκαν στο σημείο που αλλοιώθηκαν από χημικές ουσίες.
Γιατί λοιπόν το DNA μπορεί να μεταμορφώνεται ως απάντηση σε απειλές ενώ το RNA όχι; Πιστεύεται ότι η δομή διπλής έλικας του RNA είναι πολύ συμπιεσμένη και ότι η σχετικά χαλαρή και ασυμπίεστη δομή του DNA, σε σύγκριση, του δίνει μεγαλύτερη ευελιξία και λειτουργικότητα.
Μια καλύτερη μεταφορά από τα σχεδιαγράμματα;
Η μεταφορά των σχεδιαγραμμάτων έχει χρησιμεύσει από καιρό για να περιγράψει το DNA, ωστόσο μερικοί άνθρωποι υποστηρίζουν ότι η αναλογία είναι παραπλανητική και διαιωνίζει μια άποψη του DNA που υποτιμά την πολυπλοκότητά του. Δεν μπορείτε να έχετε μέρη ενός πραγματικού σχεδιαγράμματος που κάνουν διαφορετικά πράγματα υπό διαφορετικές συνθήκες, αλλά αυτό ακριβώς κάνει το DNA. Υπάρχουν πολύ λίγα σενάρια όπου τα χαρακτηριστικά εκφράζονται απευθείας από τα γονίδια, αλλά ένα μόνο γονίδιο μπορεί να παίξει ρόλο στην έκφραση πολλών διαφορετικών χαρακτηριστικών και συστημάτων. Τα γονίδια που βρίσκονται στο DNA μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους για να παράγουν μια ποικιλία διαφορετικών επιδράσεων. Αυτό σημαίνει ότι είναι πιο περίπλοκο από το να πούμε απλώς:«Αυτή η ακολουθία DNA κωδικοποιεί αυτό το πράγμα».
Μια καλύτερη μεταφορά μπορεί να είναι τα προγράμματα υπολογιστών. Το DNA θα μπορούσε να θεωρηθεί ως μέρος ενός μεγάλου προγράμματος υπολογιστή, που συνεργάζεται για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών. Ορισμένα κομμάτια κώδικα εκτελούνται πάντα, ενώ άλλα εκτελούνται μόνο σε συγκεκριμένους χρόνους ή υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Το DNA είναι ανάλογο με κομμάτια κώδικα που δίνουν οδηγίες στο υλικό του μεγαλύτερου συστήματος.
Οι μεταφορές και οι αναλογίες διαμορφώνουν τον τρόπο που σκεφτόμαστε, επομένως υπάρχει επιχείρημα για να έχουμε όσο πιο ακριβή μπορούμε μια μεταφορά. Όσο κι αν επιλέξουμε να αναφερθούμε σε αυτό, αυτό που δεν μπορούμε να αρνηθούμε είναι ότι χωρίς τη θαυματουργή δομή του DNA δεν θα υπήρχε η ζωή που βλέπουμε παντού γύρω μας.
