Анатомија-Лексикон

Деоксирибонуклеинска киселина - ДНК

Синоними

Наследни материјал, гени, генетски отисак прста

Енглески језик: Дезоксирибонуклеинска киселина (ДНС)

дефиниција

ДНК је упутство за изградњу тела сваког живог бића (сисара, бактерија, Печурке Итд.). У целини одговара нашим генима и одговоран је за опште карактеристике живог бића, попут броја ногу и руку, као и за појединачне карактеристике као што је боја косе.
Слично нашем отиску прста, ДНК сваке особе је другачији и зависи од ДНК наших родитеља. Једнојајчани близанци су овде изузетак: Имају идентичну ДНК.

Груба структура ДНК

Код људи постоји ДНК у свакој ћелији тела Једро ћелије (језгро) садржати. У живим бићима која немају ћелијско језгро, као нпр бактерија или Печурке, ДНК је изложена у ћелијском простору (ЦитоплазмаЈедро ћелије, што је само приближно 5-15 µм тако се мери срце наших ћелија. У њему су смештени наши гени у облику ДНК у 46 хромозома. Да би се постигло укупно око ДНК дугачка 2м Спаковањем у мајушно ћелијско језгро треба га стабилизовати Протеини и ензими компресовани у спирале, петље и калемове.

Дакле, више гена на једном ланцу ДНК чини један од 46 хромозома у облику слова Кс.. Половина од 46 хромозома састоји се од хромозома мајке, а половина од очевих хромозома. Активација гена је, међутим, далеко сложенија, па дететове карактеристике нису тачне 50% може се пратити до сваког родитеља.

Осим ДНК у облику Хромозоми у ћелијском језгру има више кружне ДНК у "Енергетске електране„Од ћелија брлог Митохондрије.
Овај ДНК круг преноси се само са мајке на дете.

Илустрација ДНК

Структура ДНК, ДНК
Дезоксирибонуклеинска киселина
Дезоксирибонуклеинска киселина
Двострука нит (спирала)

Цитозин
Тимин
Аденин
Гуанине
фосфат
шећер
Водонична веза
Парови основа
Нуклеотид
а - пиримидинске базе
б - пуринске базе
А - Т: 2Х мостови
Г - Ц: 3Х мостови

Преглед свих слика Др-Гумперт можете наћи на: медицинске илустрације

Детаљна структура ДНК

ДНК се може замислити као двострука нит која је изграђена попут спиралних степеништа. Ова двострука завојница је донекле неравна, тако да између степеница спиралног степеништа увек постоји већа и мања удаљеност (велике и мале бразде).

Рукохват ове лестве наизменично формира:

остатак шећера (Деоксирибоза) и
остатак фосфата.

Рукохвати имају једну од четири могуће основе. Дакле, две основе чине корак. Сами базе су међусобно повезани водоничним везама.

Ова структура објашњава назив ДНК: деоксирибоза (= шећер) + Нуклеински (= из Једро ћелије) + Киселина / киселина (= укупни набој окоснице шећер-фосфат).

Базе су у облику прстена, различите хемијске структуре са одговарајуће различитим функцијама хемијског везивања. У ДНК постоје само четири различите базе.

Цитозин и тимин (у РНК замењени урацилом) су такозване пиримидинске базе и у својој структури имају прстен.
Пуринске базе, пак, у својој структури имају два прстена. У ДНК се они називају аденин и гванин.

Постоји само једна могућност комбиновања две основе, које заједно чине корак.

Увек постоји база пурина повезана са пиримидинском базом. Због хемијске структуре, цитозин увек формира комплементарне парове база са гванином и аденин са тимином.

Детаљније информације о овој теми можете прочитати под: Теломери - Анатомија, функција и болести

ДНК базе

Уђите у ДНК 4 различите основе испред.
Ту спадају базе изведене из пиримидина са само једним прстеном (цитозин и тимин) и базе изведене из пурина са два прстена (аденин и гванин).

Свака од ових база садржи шећер и а Молекул фосфата повезани и затим се називају и аденин нуклеотид или цитозин нуклеотид. Ова спрега са шећером и фосфатом је неопходна како би се појединачне базе могле повезати и формирати дугачки ланац ДНК. То је зато што се шећер и смењивају у ланцу ДНК фосфат чине бочне елементе лествице ДНК. Лествичасте степенице ДНК чине четири различите базе које су усмерене ка унутра.
Аденин, односно тимин. Гванин и цитозин чине такозвано комплементарно упаривање базе.
Базе ДНК су повезане такозваним водоничним везама. Пар аденин-тимин има две, а пар гванин-цитозин три од ових веза.

ДНК полимераза

ДНК полимераза је а ензимкоји могу повезати нуклеотиде заједно и тако произвести нови ланац ДНК.
ДНК полимераза може деловати само ако такозвани ензим (друга ДНК полимераза) активира други ензим "Пример", тј. произведен је почетни молекул за стварну ДНК полимеразу.
ДНК полимераза се затим веже за слободни крај молекула шећера унутар једног нуклеотида и повезује овај шећер са фосфатом следећег нуклеотида.
ДНК полимераза представља у контексту ДНК репликација (Дуплирање ДНК у процесу ћелијске деобе) ствара нове молекуле ДНК читањем постојећег ланца ДНК и синтезом одговарајућег супротног ћерке ланца. Да би ДНК полимераза дошла до „родитељског ланца“, заправо дволанчана ДНК мора проћи кроз припремну репликацију ДНК Ензими бити одмотан.

Поред ДНК полимераза, које су укључене у репликацију ДНК, постоје и ДНК полимеразе које могу поправити сломљена или погрешно копирана подручја.

ДНК као материјал и његови производи

Да би се обезбедио раст и развој нашег тела, наслеђивање наших гена и производња потребних ћелија и протеина, мора се извршити деоба ћелија (мејоза, митоза). Неопходни процеси које наша ДНК мора да прође приказани су у прегледу:

Репликација:

Циљ репликације је дуплирање нашег генетског материјала (ДНК) у ћелијском језгру, пре него што се ћелије поделе. Хромозоми се одмотавају део по део, тако да се ензими могу везати за ДНК.
Двоструки ланац супротне ДНК се отвара тако да две базе више нису повезане једна с другом. Сваку страну рукохвата или базе сада читају различити ензими и допуњују комплементарном базом, укључујући рукохват. Ово ствара два идентична двострука ланца ДНК који се дистрибуирају између две ћерке ћелије.

Транскрипција:

Баш као репликација, транскрипција се такође одвија у језгру. Циљ је да се препише основни код ДНК у мРНК (мессенгер рибонуцлеиц ацид). Тимин је замењен урацилом и делови ДНК који не кодирају протеине, слично размаку, су исечени. Као резултат, мРНА, која се сада транспортује из ћелијског језгра, је знатно краћа од ДНК и има само један ланац.

Превод:

Ако је мРНА сада стигла у ћелијски простор, кључ се чита из база. Овај процес се одвија на рибосомима. Три базе (Основни триплет) резултирају кодом за аминокиселину. Укупно се користи 20 различитих аминокиселина. Једном када се прочита мРНА, ланац аминокиселина резултира протеином који се користи или у самој ћелији или се шаље у циљни орган.

Мутације:

При множењу и читању ДНК могу се десити мање или више озбиљне грешке. У ћелији постоји око 10.000 до 1.000.000 оштећења дневно, која се обично могу поправити ензимима за поправку, тако да грешке немају ефекта на ћелију.

Ако је производ, тј. Протеин, непромењен упркос мутацији, тада постоји тиха мутација. Међутим, ако се протеин промени, болест се често развија. На пример, УВ зрачење (сунчева светлост) значи да оштећење базе на тимину не може да се поправи. Резултат може бити рак коже.
Међутим, мутације не морају нужно бити повезане са болешћу. Такође можете модификовати организам у своју корист. Мутације су велики део еволуције, јер се организми само дугорочно могу прилагодити свом окружењу путем мутација.

Постоје разне врсте мутација које се могу спонтано јавити током различитих фаза ћелијског циклуса. На пример, ако је ген оштећен, то се назива генска мутација. Међутим, ако грешка утиче на одређене хромозоме или делове хромозома, онда је реч о мутацији хромозома. Ако се утиче на број хромозома, то доводи до мутације генома.

Прочитајте више о овоме испод: Аберација хромозома - шта то значи?

ДНК репликација

Тхе циљати репликација ДНК је Умножавање постојеће ДНК.
Током дељења ћелија да ли ће ДНК ћелије се тачно удвостручио а затим дистрибуира у обе ћерке ћелије.

Удвостручавање ДНК се одвија након тзв полуконзервативни принцип уместо тога, то јест да након почетног Одмотавање ДНК оригинални ланац ДНК кроз а Ензим (хеликаза) је одвојен и сваки од ова два „оригинална ланца“ служи као образац за нови ДНК ланац.

Тхе ДНК полимераза је ензим који је одговоран за Одговорна синтеза новог ланца је. Пошто су супротстављене базе ДНК ланца међусобно комплементарне, ДНК полимераза може да користи „оригинални ланац“ да распореди слободне базе у ћелији у правилном редоследу и тако формира нову двоструку веригу ДНК.

После овог тачног удвостручења ДНК, две ћеркекоји сад садрже исте генетске информације, на две ћелијекоји су настали током деобе ћелија, подељено. Тако су две идентичне ћерке ћелије из ње произашло.

Историја ДНК

Дуго времена није било јасно које су структуре у телу одговорне за пренос нашег генетског материјала. Захваљујући Швајцарцу Фриедрицху Миесцхеру, фокус истраживања 1869. године био је на садржају ћелијског језгра.

Литвански Пхоебус Левене је 1919. године открио базе, шећер и остатке фосфата као грађевински материјал наших гена. Канађанин Освалд Авери успео је доказати да су ДНК, а не протеини заправо одговорни за пренос гена 1943. године бактеријским експериментима.
Американац Јамес Ватсон и Британац Францис Црицк стали су на крај истраживачком маратону, који се проширио по многим земљама, 1953. године. Они су били први, уз помоћ Росалинд Франклин (Британци) ДНК рендгенски зраци, модел двоструке спирале ДНК који укључује пуринске и пиримидинске базе, остатке шећера и фосфата. Рендгенске снимке Росалинд Франклин, међутим, није пустила у истраживање сама, већ њен колега Маурице Вилкинс. Вилкинс је добио Нобелову награду за медицину 1962. године, заједно са Вотсоном и Криком. Франклин је у овом тренутку већ преминуо и стога више није могао бити номинован.

Ова тема такође може да вас занима: Хроматин

Значај открића ДНК данас

Нешто крви на месту догађаја може осудити починиоца.

Криминологија:

Да ли ће сумњиви материјал као

Крв,
Семе или
коса

Пронађена на месту злочина или на жртви, са ње се може извући ДНК. Поред гена, ДНК садржи и више делова који се састоје од честих понављања база које не кодирају ген. Ове изрезане слике служе као генетски отисак прста јер су врло променљиве. Гени су, с друге стране, готово идентични код свих људи.

Ако исечете ДНК добијену уз помоћ ензима, настају многи мали делови ДНК, познати и као микросателити. Ако се упореди карактеристични образац микросателита (фрагменти ДНК) осумњиченог (нпр. Из узорка пљувачке) са оним из постојећег материјала, постоји велика вероватноћа да ће се починитељ идентификовати ако се подударају. Принцип је сличан ономе код отиска прста.

Тест очинства:

И овде се дужина дететових микросателита упоређује са дужином могућег оца. Ако се подударају, очинство је врло вероватно (видети такође: Криминологија).

Пројекат хуманог генома (ХГП):

1990. године покренут је пројекат људског генома. С циљем дешифровања целокупног кода ДНК, Јамес Ватсон је у почетку био на челу пројекта. Од априла 2003. године, људски геном се сматра потпуно дешифрованим. Отприлике 21.000 гена могло би бити додељено 3,2 милијарде базних парова. Збир свих гена, геном, заузврат је одговоран за неколико стотина хиљада протеина.

ДНК секвенцирање

ДНК секвенцирање користи биохемијске методе за одређивање редоследа нуклеотида (молекул ДНК базе са шећером и фосфатом) у молекулу ДНК.

Најчешћи метод је тај Метода прекида Сангер ланца.
Будући да се ДНК састоји од четири различите базе, направљена су четири различита приступа. У сваком приступу постоји ДНК за секвенцирање, а Пример (Почетни молекул за секвенцирање), ДНК полимераза (ензим који продужава ДНК) и смеша сва четири потребна нуклеотида. Међутим, у сваком од ова четири приступа различита база је хемијски модификована на такав начин да се може уградити, али не нуди тачку напада за ДНК полимеразу. Па онда долази до Прекид ланца.
Овом методом настају фрагменти ДНК различитих дужина, који се потом одвајају тзв Гел електрофореза се хемијски одвајају према својој дужини. Резултујуће сортирање може се превести у секвенцу нуклеотида у секвенцираном ДНК сегменту обележавањем сваке базе другом флуоресцентном бојом.

ДНК хибридизација

ДНК хибридизација је а молекуларно генетска методакоја се користи за стварање Откривање сличности између два појединачна ланца ДНК различитог порекла.

Ова метода користи чињеницу да се двоструки ланац ДНК увек састоји од два комплементарна појединачна ланца.
Што су обе појединачне нити сличније су једна другој, што више база чини чврсту везу (водоничне везе) са супротном базом или више јавља се више упаривања базе.

Неће бити упаривања база између одељака на два ланца ДНК који имају различиту секвенцу база.

Тхе релативни број веза сада може кроз Одређивање тачке топљења, у којој је одвојена новостворена двострука нит ДНА.
Што је виша тачка топљења лажи, што се комплементарније основе су међусобно створили водоничне везе и утолико су сличнија два појединачна прамена.

Овај поступак се такође може користити за Откривање одређене секвенце базе у смеши ДНК буди употребљен. Можете да урадите ово вештачки формиран Комади ДНК означени (флуоресцентном) бојом постати. Они затим служе за идентификацију одговарајућег основног низа и на тај начин га могу учинити видљивим.

Циљеви истраживања

По завршетку Пројекат људског генома Истраживачи сада покушавају да одреде појединачне гене према њиховој важности за људско тело.
С једне стране, они покушавају да извуку закључке Појава болести и терапија С друге стране, упоређујући људску ДНК са ДНК других живих бића, постоји нада да ћемо моћи боље да представимо еволуционе механизме.