VYSVĚTLENí DNA: STRUKTURA A FUNKCE - GENETIKA

Co je DNA a jak funguje?

DNA je možná nejznámější biologická molekula; je přítomen ve všech formách života na Zemi. Ale co je to DNA nebo deoxyribonukleová kyselina? Zde uvádíme základní informace.

Prakticky každá buňka ve vašem těle obsahuje DNA nebo genetický kód, který vás dělá vy. DNA nese pokyny pro vývoj, růst, reprodukci a fungování celého života.

Rozdíly v genetickém kódu jsou důvodem, proč má člověk spíše modré oči než hnědé, proč jsou někteří lidé náchylní k určitým chorobám, proč mají ptáci jen dvě křídla a proč mají žirafy dlouhý krk.

Je překvapivé, že kdyby se celá DNA v lidském těle rozpadla, dosáhla by na slunce a zpět více než 300krát.

V tomto článku rozebereme základy DNA, z čeho je vyrobena a jak funguje.

Co je to DNA?

Stručně řečeno, DNA je dlouhá molekula, která obsahuje jedinečný genetický kód každého člověka. Obsahuje pokyny pro tvorbu proteinů, které jsou nezbytné pro fungování našeho těla.

Pokyny DNA jsou předávány z rodiče na dítě, přičemž zhruba polovina DNA dítěte pochází od otce a polovina od matky.

Struktura

DNA je dvojitá spirála.

DNA je dvouvláknová molekula, která vypadá zkroucená, což jí dává jedinečný tvar označovaný jako dvojitá spirála.

Každé ze dvou řetězců je dlouhá sekvence nukleotidů nebo jednotlivých jednotek vyrobených z:

molekula fosfátu
molekula cukru zvaná deoxyribóza, obsahující pět uhlíků
oblast obsahující dusík

Existují čtyři typy oblastí obsahujících dusík, které se nazývají báze:

adenin (A)
cytosin (C)
guanin (G)
tymin (T)

Pořadí těchto čtyř základen tvoří genetický kód, který je naším návodem pro život.

Báze dvou řetězců DNA jsou slepeny dohromady a vytvářejí tvar podobný žebříku. V žebříčku se A vždy drží na T a G se vždy drží na C, aby vytvořilo „příčky“. Délka žebříku je tvořena skupinami cukru a fosfátů.

Balení DNA: Chromatin a chromozomy

Kompletní sada chromozomů u člověka.
Image credit: National Human Genome Research Institute

Většina DNA žije v jádrech buněk a část se nachází v mitochondriích, které jsou buňkami buněk.

Protože máme tolik DNA (2 metry v každé buňce) a naše jádra jsou tak malá, musí být DNA zabalena neuvěřitelně úhledně.

Prameny DNA jsou smyčkované, stočené a obalené kolem proteinů zvaných histony. V tomto stočeném stavu se nazývá chromatin.

Chromatin se dále kondenzuje procesem zvaným nadšroubovicí a poté se balí do struktur nazývaných chromozomy. Tyto chromozomy tvoří známý tvar „X“, jak je vidět na obrázku výše.

Každý chromozom obsahuje jednu molekulu DNA. Lidé mají 23 párů chromozomů nebo celkem 46 chromozomů. Zajímavé je, že ovocné mušky mají 8 chromozomů a holubi 80.

Chromozom 1 je největší a obsahuje přibližně 8 000 genů. Nejmenší je chromozom 21 s přibližně 3000 geny.

Co je to gen?

Každá délka DNA, která kóduje konkrétní protein, se nazývá gen. Jeden gen například kóduje proteinový inzulín, hormon, který pomáhá kontrolovat hladinu cukru v krvi. Lidé mají přibližně 20 000–30 000 genů, i když odhady se liší.

Naše geny tvoří pouze asi 3 procenta naší DNA, zbývajících 97 procent je méně dobře pochopeno. Předpokládá se, že vynikající DNA se podílí na regulaci transkripce a translace.

Jak DNA vytváří bílkoviny?

Aby geny vytvořily protein, existují dva hlavní kroky:

Přepis: Kód DNA se zkopíruje, aby se vytvořila messenger RNA (mRNA). RNA je kopií DNA, ale obvykle je jednovláknová. Dalším rozdílem je, že RNA neobsahuje bazický thymin (T), který je nahrazen uracilem (U).

Překlad: mRNA je translatována na aminokyseliny přenosovou RNA (tRNA).

mRNA se čte ve třípísmenných částech zvaných kodony. Každý kodon kóduje specifickou aminokyselinu nebo stavební blok proteinu. Například kodon GUG kóduje aminokyselinu valin.

Existuje 20 možných aminokyselin.