Ce este ADN-ul și cum funcționează?
ADN-ul este poate cea mai faimoasă moleculă biologică; este prezent în toate formele de viață de pe pământ. Dar ce este ADN-ul sau acidul dezoxiribonucleic? Aici, acoperim elementele esențiale.
Practic fiecare celulă din corpul tău conține ADN sau codul genetic care te face tu. ADN-ul poartă instrucțiunile pentru dezvoltarea, creșterea, reproducerea și funcționarea întregii vieți.
Diferențele în codul genetic sunt motivul pentru care o persoană are ochii albaștri mai degrabă decât maro, de ce unii oameni sunt susceptibili la anumite boli, de ce păsările au doar două aripi și de ce girafele au gâtul lung.
În mod uimitor, dacă tot ADN-ul din corpul uman ar fi dezlegat, s-ar ajunge până la soare și înapoi de peste 300 de ori.
În acest articol, descompunem elementele de bază ale ADN-ului, din ce este făcut și cum funcționează.
Ce este ADN-ul?
Pe scurt, ADN-ul este o moleculă lungă care conține codul genetic unic al fiecărei persoane. Acesta conține instrucțiunile pentru construirea proteinelor esențiale pentru funcționarea corpului nostru.
Instrucțiunile ADN sunt transmise de la părinte la copil, aproximativ jumătate din ADN-ul unui copil provine de la tată și jumătate de la mamă.
Structura
ADN-ul este o moleculă cu două cateni care pare răsucită, dându-i o formă unică denumită helică dublă.
Fiecare dintre cele două catene este o secvență lungă de nucleotide sau unități individuale formate din:
- o moleculă de fosfat
- o moleculă de zahăr numită dezoxiriboză, care conține cinci atomi de carbon
- o regiune care conține azot
Există patru tipuri de regiuni care conțin azot numite baze:
- adenină (A)
- citozină (C)
- guanină (G)
- timina (T)
Ordinea acestor patru baze formează codul genetic, care este instrucțiunile noastre pentru viață.
Bazele celor două fire de ADN sunt lipite între ele pentru a crea o formă asemănătoare scării. În scară, A rămâne întotdeauna la T, iar G rămâne întotdeauna la C pentru a crea „treptele”. Lungimea scării este formată din grupele de zahăr și fosfat.
Ambalare ADN: Cromatină și cromozomi
Credit de imagine: Institutul Național de Cercetare a Genomului Uman
Majoritatea ADN-ului trăiește în nucleele celulelor, iar unele se găsesc în mitocondrii, care sunt centralele celulare.
Deoarece avem atât de mult ADN (2 metri în fiecare celulă), iar nucleele noastre sunt atât de mici, ADN-ul trebuie ambalat incredibil de ordonat.
Catenele de ADN sunt înfășurate, înfășurate și înfășurate în jurul unor proteine numite histone. În această stare înfășurată, se numește cromatină.
Cromatina este condensată în continuare, printr-un proces numit supraîncărcare, și este apoi ambalată în structuri numite cromozomi. Acești cromozomi formează familiara formă „X”, așa cum se vede în imaginea de mai sus.
Fiecare cromozom conține o moleculă de ADN. Oamenii au 23 de perechi de cromozomi sau 46 de cromozomi în total. Interesant este că muștele fructelor au 8 cromozomi, iar porumbeii au 80.
Cromozomul 1 este cel mai mare și conține aproximativ 8.000 de gene. Cel mai mic este cromozomul 21 cu aproximativ 3.000 de gene.
Ce este o genă?
Fiecare lungime de ADN care codifică o anumită proteină se numește genă. De exemplu, o genă codifică proteina insulină, hormonul care ajută la controlul nivelurilor de zahăr din sânge. Oamenii au în jur de 20.000-30.000 de gene, deși estimările variază.
Genele noastre reprezintă doar aproximativ 3% din ADN-ul nostru, restul de 97% este mai puțin bine înțeles. ADN-ul remarcabil este considerat a fi implicat în reglarea transcrierii și traducerii.
Cum creează ADN proteinele?
Pentru ca genele să creeze o proteină, există doi pași principali:
Transcriere: codul ADN este copiat pentru a crea ARN messenger (ARNm). ARN-ul este o copie a ADN-ului, dar în mod normal este monocatenar. O altă diferență este că ARN-ul nu conține timina de bază (T), care este înlocuită cu uracil (U).
Traducere: ARNm este tradus în aminoacizi prin ARN de transfer (ARNt).
ARNm este citit în secțiuni din trei litere numite codoni. Fiecare codon codifică un aminoacid specific sau un bloc de construcție al unei proteine. De exemplu, codonul GUG codifică aminoacidul valină.
Există 20 de aminoacizi posibili.
Ce este un telomer?
Telomerii sunt regiuni de nucleotide repetate la capătul cromozomilor.
Acestea protejează capetele cromozomului de a fi deteriorate sau fuzionate cu alți cromozomi.
Acestea au fost asemănate cu vârfurile din plastic de pe șireturile pantofilor, care le împiedică să se prăbușească.
Pe măsură ce îmbătrânim, această regiune de protecție devine în mod constant mai mică. De fiecare dată când o celulă se împarte și ADN-ul este reprodus, telomerul devine mai scurt.
Pe scurt
Cromozomii sunt fire de ADN strâns spiralate. Genele sunt secțiuni ale ADN-ului care codifică proteinele individuale.
Altfel spus, ADN-ul este planul principal pentru viața pe pământ și sursa minunatului soi pe care îl vedem în jurul nostru.
