De ce este atât de important ADN-ul? Pur și simplu, ADN-ul conține instrucțiunile necesare vieții.
Codul din ADN-ul nostru oferă indicații despre cum să creăm proteine care sunt vitale pentru creșterea, dezvoltarea și sănătatea noastră generală.
Despre ADN
ADN reprezintă acidul dezoxiribonucleic. Este format din unități de blocuri biologice de construcție numite nucleotide.
ADN-ul este o moleculă de importanță vitală pentru nu numai oamenii, dar și pentru majoritatea altor organisme. ADN-ul conține materialul nostru ereditar și genele noastre - este ceea ce ne face unici.
Dar ce face ADN-ul de fapt? Citiți pentru a descoperi mai multe despre structura ADN-ului, ce face și de ce este atât de important.
ADN în sănătate, boli și îmbătrânire
Genomul tău expansiv
Setul complet al ADN-ului tău se numește genomul tău. Conține 3 miliarde de baze, 20.000 de gene și 23 de perechi de cromozomi!
Moștenesti jumătate din ADN-ul tău de la tată și jumătate de la mama ta. Acest ADN provine din spermatozoizi și respectiv ovul.
Genele constituie de fapt foarte puțin din genomul tău - doar 1 la sută. Celălalt 99 la sută ajută la reglarea unor lucruri precum când, cum și în ce cantitate sunt proteine produse.
Oamenii de știință încă învață tot mai mult despre acest ADN „care nu codifică”.
Daune și mutații ale ADN-ului
Codul ADN este predispus la deteriorare. De fapt, se estimează că zece mii de evenimente de deteriorare a ADN-ului apar zilnic în fiecare dintre celulele noastre. Deteriorarea poate apărea din cauza unor lucruri precum erorile în replicarea ADN-ului, radicalilor liberi și expunerii la radiațiile UV.
Dar niciodată nu te temi! Celulele dvs. au proteine specializate care sunt capabile să detecteze și să repare multe cazuri de deteriorare a ADN-ului. De fapt, există cel puțin cinci căi majore de reparare a ADN-ului.
Mutațiile sunt schimbări în secvența ADN. Uneori pot fi rele. Acest lucru se datorează faptului că o modificare a codului ADN poate avea un impact în aval asupra modului în care se produce o proteină.
Dacă proteina nu funcționează corect, poate rezulta boală. Unele exemple de boli care apar din cauza mutațiilor dintr-o singură genă includ fibroza chistică și anemia celulelor secera.
Mutațiile pot duce, de asemenea, la dezvoltarea cancerului. De exemplu, dacă genele care codifică proteinele implicate în creșterea celulară sunt mutate, celulele pot crește și se pot despărți de sub control. Unele mutații cauzatoare de cancer pot fi moștenite, în timp ce altele pot fi dobândite prin expunere la cancerigene precum radiații UV, substanțe chimice sau fum de țigară.
Dar nu toate mutațiile sunt rele. Le dobândim tot timpul. Unele sunt inofensive, în timp ce altele contribuie la diversitatea noastră ca specie.
Modificările care apar la mai mult de 1 la sută din populație se numesc polimorfisme. Exemple de unele polimorfisme sunt culoarea părului și a ochilor.
ADN și îmbătrânire
Se crede că daunele ADN nereparate se pot acumula pe măsură ce îmbătrânim, contribuind la conducerea procesului de îmbătrânire. Ce factori pot influența acest lucru?
Ceva care poate juca un rol mare în deteriorarea ADN-ului asociată cu îmbătrânirea este deteriorarea radicalilor liberi. Cu toate acestea, acest mecanism de daune nu poate fi suficient pentru a explica procesul de îmbătrânire. De asemenea, pot fi implicați mai mulți factori.
O teorie a faptului că de ce se acumulează leziuni ADN odată cu înaintarea în vârstă se bazează pe evoluție. Se crede că deteriorarea ADN-ului este reparată mai fidel atunci când avem vârsta reproductivă și avem copii. După ce am trecut de anii noștri de reproducere, procesul de reparație scade în mod natural.
O altă parte a ADN-ului care poate fi implicat în îmbătrânire sunt telomerele. Telomerele sunt secțiuni de secvențe repetate de ADN care se găsesc la capetele cromozomilor dumneavoastră. Ele ajută la protejarea ADN-ului de daune, dar se scurtează și cu fiecare rundă de replicare a ADN-ului.
Scurtarea telomerilor a fost asociată cu procesul de îmbătrânire. S-a descoperit, de asemenea, că unii factori de viață, cum ar fi obezitatea, expunerea la fumul de țigară și stresul psihologic pot contribui la scurtarea telomerilor.
Poate că alegerea unui stil de viață sănătos, cum ar fi menținerea unei greutăți sănătoase, gestionarea stresului și fumatul nu poate încetini scurtarea telomerilor? Această întrebare continuă să fie de mare interes pentru cercetători.
Din ce este făcut ADN-ul?
Molecula de ADN este formată din nucleotide. Fiecare nucleotid conține trei componente diferite - un zahăr, o grupare fosfat și o bază de azot.
Zahărul din ADN se numește 2'-dezoxiriboză. Aceste molecule de zahăr alternează cu grupările fosfat, alcătuind „coloana vertebrală” a catenei ADN-ului.
Fiecare zahăr dintr-un nucleotid are o bază de azot atașată la acesta. Există patru tipuri diferite de baze de azot găsite în ADN. Ei includ:
- adenină (A)
- citozină (C)
- guanina (G)
- timina (T)
Cum arată ADN-ul?
Cele două catene de ADN formează o structură 3-D numită helix dublu. Când este ilustrat, seamănă puțin cu o scară care a fost răsucită într-o spirală în care perechile de bază sunt treptele, iar coloana vertebrală cu fosfat de zahăr este picioarele.
În plus, merită menționat faptul că ADN-ul din nucleul celulelor eucariote este liniar, ceea ce înseamnă că capetele fiecărei catene sunt libere. Într-o celulă procariotă, ADN-ul formează o structură circulară.
Ce face ADN-ul?
ADN-ul vă ajută corpul să crească
ADN-ul conține instrucțiunile necesare pentru un organism - tu, o pasăre sau o plantă, de exemplu - să crească, să se dezvolte și să se reproducă. Aceste instrucțiuni sunt stocate în secvența perechilor de baze nucleotidice.
Celulele dvs. citesc acest cod trei baze simultan pentru a genera proteine esențiale pentru creștere și supraviețuire. Secvența ADN care găzduiește informațiile pentru a face o proteină se numește genă.
Fiecare grup de trei baze corespunde aminoacizilor specifici, care sunt blocurile de construcție ale proteinelor. De exemplu, perechile de baze TGG specifică triptofanul aminoacid în timp ce perechile de bază GGC specifică aminoacidul glicină.
Unele combinații, cum ar fi TAA, TAG și TGA, indică și sfârșitul unei secvențe proteice. Acest lucru spune celulei să nu adauge mai mulți aminoacizi la proteine.
Proteinele sunt formate din diferite combinații de aminoacizi. Atunci când sunt plasate împreună în ordinea corectă, fiecare proteină are o structură și funcție unice în corpul tău.
Cum treci de la codul ADN la o proteină?
Până acum, am aflat că ADN-ul conține un cod care oferă informațiilor celulare despre modul de a face proteine. Dar ce se întâmplă între timp? Mai simplu spus, acest lucru are loc printr-un proces în două etape:
În primul rând, cele două fire ADN s-au despărțit. Apoi, proteine speciale din nucleu au citit perechile de bază pe o catena ADN pentru a crea o moleculă intermediară de mesagerie.
Acest proces se numește transcripție, iar molecula creată se numește ARN mesager (ARNm). ARNm este un alt tip de acid nucleic și face exact ceea ce implică numele său. Călătorește în afara nucleului, servind ca un mesaj pentru aparatul celular care construiește proteine.
În a doua etapă, componente specializate ale celulei au citit mesajul ARNm trei perechi de baze simultan și lucrează pentru asamblarea unei proteine, aminoacid cu aminoacid. Acest proces se numește traducere.
Unde se găsește ADN-ul?
Răspunsul la această întrebare poate depinde de tipul de organism despre care vorbiți. Există două tipuri de celule - eucariote și procariote.
Pentru oameni, există ADN în fiecare dintre celulele noastre.
Celulele eucariote
Oamenii și multe alte organisme au celule eucariote. Aceasta înseamnă că celulele lor au un nucleu legat de membrană și alte câteva structuri legate de membrană numite organele.
Într-o celulă eucariotă, ADN-ul se află în interiorul nucleului. O cantitate mică de ADN se găsește și în organelele numite mitocondrii, care sunt centralele celulei.
Deoarece există o cantitate limitată de spațiu în nucleu, ADN-ul trebuie să fie bine ambalat. Există mai multe etape diferite de ambalare, cu toate acestea, produsele finale sunt structurile pe care le numim cromozomi.
Celule procariote
Organisme precum bacteriile sunt celule procariote. Aceste celule nu au un nucleu sau organule. În celulele procariote, ADN-ul se găsește strâns înfipt în mijlocul celulei.
Ce se întâmplă când celulele tale se divid?
Celulele corpului tău se divid ca parte normală a creșterii și dezvoltării. Când se întâmplă acest lucru, fiecare celulă nouă trebuie să aibă o copie completă a ADN-ului.
Pentru a realiza acest lucru, ADN-ul dvs. trebuie să fie supus unui proces numit replicare. Când se întâmplă acest lucru, cele două fire de ADN se împart. Apoi, proteinele celulare specializate folosesc fiecare catenă ca șablon pentru a face o nouă catena ADN.
Când replicarea este finalizată, există două molecule de ADN cu două fire. Un set va intra în fiecare celulă nouă când diviziunea va fi finalizată.
La pachet
ADN-ul este esențial pentru creșterea, reproducerea și sănătatea noastră. Conține instrucțiunile necesare pentru ca celulele tale să producă proteine care afectează multe procese și funcții diferite în corpul tău.
Deoarece ADN-ul este atât de important, daunele sau mutațiile pot contribui uneori la dezvoltarea bolii. Totuși, este important să ne amintim că mutațiile pot fi benefice și contribuie și la diversitatea noastră.
