Indhold
Siden James Watson og Francis Crick afslørede strukturen af DNA, er det blevet accepteret som arvelighedsmolekylet. Før deres opdagelse fastholdt det videnskabelige samfund en vis skepsis over for, at DNA var op til opgaven, fordi DNA's rolle er firedoblet, og det virkede for simpelt et molekyle til at udføre disse fire nødvendige funktioner: replikering, kodning, cellehåndtering og evnen til at mutere .
Den unikke struktur af DNA giver det mulighed for at udføre alle disse funktioner.
Byggestenene til DNA
DNA er forkortelse for deoxyribonucleinsyre. Den består af fire nitrogenholdige baser, forkortede A, C, G og T. Disse baser danner to strenge og binder sammen i en dobbelt spiralformation.
A binder altid med T i den ene streng, og C binder altid med G i den anden, der kaldes den komplementære baseparringsregel.
Replikation
Et formål med DNA er at replikere. Dette betyder, at en streng med DNA laver en kopi af sig selv. Det sker under cellulær opdeling, og det er sådan, at DNA overleverer arvede træk til det næste sæt celler.
Under DNA-replikation vikler den dobbelte helix sig til at danne to enkeltstrenge. Når de to DNA-tråde adskilles og en ny streng bygges med succes, bruger den mønsteret af den eksisterende streng til at konstruere en nøjagtig kopi.
Nogle gange producerer replikering af forskellige årsager ikke en nøjagtig kopi. Dette kaldes en DNA-mutation. Mutationer er kritiske for evolutionen, da de tillader organismer at udvikle tilpasninger, der kan hjælpe dem med at overleve i skiftende miljøer.
Imidlertid kan DNA-mutationer hos mennesker også føre til, at forældre ubevidst overleverer visse genetiske tilstande til deres børn, herunder cystisk fibrose, Tay-Sachs sygdom og sigdcelleanæmi.
Kodning
Kodning er en anden funktion af DNA. Arbejdet i hver celle udføres af proteiner, så en af DNA's roller er at opbygge de rigtige proteiner til hver celle. DNA udfylder denne rolle ved at indeholde tre-basissektioner - kaldet kodoner - som styrer dannelsen af proteiner.
I en lang DNA-strækning indeholder hvert kodon informationen, der leder samlingen af en aminosyre mod et protein. Forskellige kodoner svarer til samlingen af en anden aminosyre på et protein, så en hel del af DNA med en given sekvens af baser vil opbygge et specifikt protein.
Cellular Management
I multicellulære organismer opdeler og duplikerer en enkelt befrugtet celle, en zygote, mange gange for at skabe en hel levende væsen. Hver celle har nøjagtigt det samme genetiske materiale, men forskellige celler udvikler sig i forskellige mode.
Det vil sige, i en proces kaldet celledifferentiering bygger nogle celler de rigtige proteiner til at blive leverceller, og andre bliver hudceller, andre maveceller. Derudover skal celler ændre den måde, de fungerer efterhånden som forholdene ændres. Dine maveceller er for eksempel nødt til at producere flere fordøjelseshormoner og enzymer, når der er mad.
DNA gør dette gennem signaler, der tænder og slukker for produktion af proteiner involveret i fordøjelsen. Den samme type ting sker, når celler adskiller sig: signaler udløser de rette niveauer af proteinproduktion til at danne den passende celle.
Evnen til at mutere
Evolution er ændringen i egenskaber, når generationer af en organisme produceres. Evolution sker på små skalaer i en organisme - såsom ændringer i hud- eller hårfarve hos mennesker - og også på store skalaer - såsom skabelsen af det store liv i Jorden fra en tidlig encellet organisme.
Det kan kun ske, hvis det genetiske molekyle kan ændre sig, kan mutere. Når DNA replikeres for at fremstille æg og sædceller, kan ændringer krybe ind på flere niveauer.
En måde er gennem enkeltpunktsændringer, der tilføjer, subtraherer eller ændrer en eksisterende sekvens. Andre ændringer sker, når DNA-molekyler krydser hinanden, og skifter arrangementet af gener på hver af de to krydsede DNA-tråde.