Съдържание
Откакто Джеймс Уотсън и Франсис Крик разкриха структурата на ДНК, тя беше приета като молекула на наследствеността. Преди откриването им научната общност запази известен скептицизъм, че ДНК е на работа, тъй като ролята на ДНК е четирикратна и изглежда твърде проста молекула, за да изпълнява тези четири необходими функции: репликация, кодиране, управление на клетките и способността да мутирате ,
Уникалната структура на ДНК му позволява да изпълнява всички тези функции.
Строителните блокове на ДНК
ДНК е кратко за дезоксирибонуклеиновата киселина. Той е съставен от четири азотни основи, съкратено A, C, G и T. Тези основи образуват две нишки и се свързват в двойна спирална формация.
A винаги се свързва с T в едната верига, а C винаги се свързва с G в другата, което се нарича допълнително правило за двойно сдвояване.
копиране
Една от целите на ДНК е да се възпроизведе. Това означава, че нишка от ДНК прави копие от себе си. Това се случва по време на клетъчното делене и така ДНК преминава по наследствени черти към следващия набор от клетки.
По време на репликацията на ДНК двойната спирала се развива, за да образува две единични нишки. Когато двете нишки на ДНК се разделят и успешно се изгради нова верига, тя ще използва модела на съществуващата верига, за да изгради точно копие.
Понякога поради различни причини репликацията не създава точно копие. Това се нарича ДНК мутация. Мутациите са от решаващо значение за еволюцията, тъй като позволяват на организмите да развият адаптации, които могат да им помогнат да оцелеят в променящата се среда.
Въпреки това, ДНК мутациите при хора могат също да доведат до това, че родителите несъзнателно предават определени генетични състояния на децата си, включително муковисцидоза, болест на Тей-Сакс и сърповидноклетъчна анемия.
Encoding
Кодирането е друга функция на ДНК. Работата на всяка клетка се извършва от протеини, така че една от ролите на ДНК е да изгради правилните протеини за всяка клетка. ДНК запълва тази роля, като съдържа три основни секции - наречени кодони - които насочват образуването на протеини.
В дълъг участък от ДНК всеки кодон съдържа информацията, която насочва сглобяването на една аминокиселина към протеин. Различните кодони съответстват на сглобяването на друга аминокиселина върху протеин, така че цял участък от ДНК с дадена последователност от основи ще изгради специфичен протеин.
Клетъчно управление
В многоклетъчните организми една оплодена клетка, зигота се разделя и дублира много пъти, за да направи цяло живо същество. Всяка клетка има абсолютно един и същ генетичен материал, но различни клетки се развиват по различен начин.
Тоест, в процес, наречен диференциране на клетки, някои клетки изграждат правилните протеини, за да станат чернодробни клетки, а други - клетки на кожата, а други стомашни клетки. Освен това клетките трябва да променят начина, по който работят, както се променят и условията. Вашите стомашни клетки, например, трябва да произвеждат повече храносмилателни хормони и ензими, когато присъства храната.
ДНК прави това чрез сигнали, които включват и изключват производството на протеини, участващи в храносмилането. Същото нещо се случва, когато клетките се диференцират: сигналите задействат правилните нива на производството на протеин, за да образуват подходящата клетка.
Способността за мутация
Еволюцията е промяната в характеристиките, тъй като се произвеждат поколения на организъм. Еволюцията се случва на малки люспи в рамките на организма - като промени в цвета на кожата или косата при хората - и също на големи мащаби - като създаването на огромния обхват на живота на Земята от ранен едноклетъчен организъм.
Това може да се случи само ако генетичната молекула може да се промени, да може да мутира. Тъй като ДНК се репликира, за да се направят клетки от яйцеклетки и сперматозоиди, промените могат да настъпят на няколко нива.
Един от начините е чрез промени в една точка, които добавят, изваждат или променят съществуваща последователност. Други промени се случват, когато молекулите на ДНК се кръстосват помежду си, превключвайки подреждането на гени върху всяка от двете кръстосани нишки на ДНК.