Warum ist DNA so wichtig? Einfach ausgedrückt enthält DNA die lebensnotwendigen Anweisungen.
Der Code in unserer DNA enthält Anweisungen zur Herstellung von Proteinen, die für unser Wachstum, unsere Entwicklung und unsere allgemeine Gesundheit von entscheidender Bedeutung sind.
DNA steht für Desoxyribonukleinsäure. Sie besteht aus Einheiten biologischer Bausteine, die als Nukleotide bezeichnet werden.
DNA ist nicht nur für den Menschen, sondern auch für die meisten anderen Organismen ein lebenswichtiges Molekül. DNA enthält unser Erbmaterial und unsere Gene - das macht uns einzigartig.
Aber was macht DNA eigentlich tun ? Lesen Sie weiter, um mehr über die Struktur der DNA zu erfahren, was sie tut und warum sie so wichtig ist.
Ihr expansives Genom
Der vollständige Satz Ihrer DNA wird als Ihr Genom bezeichnet. Es enthält 3 Milliarden Basen, 20.000 Gene und 23 Chromosomenpaare!
Sie erben die Hälfte Ihrer DNA von Ihrem Vater und die Hälfte von Ihrer Mutter. Diese DNA stammt von der Sperma bzw. Ei.
Gene machen eigentlich nur sehr wenig aus Ihrem Genom aus 1 Prozent . Die anderen 99 Prozent helfen bei der Regulierung von Dingen wie wann, wie und in welcher Menge Proteine produziert werden.
Wissenschaftler lernen immer mehr über diese „nicht-kodierende“ DNA.
DNA-Schäden und Mutationen
Der DNA-Code ist anfällig für Schäden. Tatsächlich wird geschätzt, dass Zehntausende von DNA-Schadensereignissen treten jeden Tag in jeder unserer Zellen auf. Schäden können beispielsweise durch Fehler bei der DNA-Replikation auftreten. freie Radikale und Belichtung zu UV-Strahlung.
Aber keine Angst! Ihre Zellen verfügen über spezialisierte Proteine, die in der Lage sind, viele Fälle von DNA-Schäden zu erkennen und zu reparieren. mindestens fünf Haupt-DNA-Reparaturwege.
Mutationen sind Änderungen in der DNA-Sequenz. Sie können manchmal schlecht sein. Dies liegt daran, dass eine Änderung des DNA-Codes einen nachgeschalteten Einfluss auf die Art und Weise haben kann, wie ein Protein hergestellt wird.
Wenn das Protein nicht richtig funktioniert, kann dies zu Krankheiten führen. Einige Beispiele für Krankheiten, die aufgrund von Mutationen in einem einzelnen Gen auftreten, sind: Mukoviszidose und Sichelzellenanämie .
Mutationen können auch zur Entwicklung von führen Krebs . Wenn beispielsweise Gene, die für Proteine kodieren, die am Zellwachstum beteiligt sind, mutiert sind, können Zellen wachsen und sich außer Kontrolle teilen. Einige krebserregende Mutationen können vererbt werden, während andere durch Exposition gegenüber Karzinogenen wie UV-Strahlung, Chemikalien usw. erworben werden können.oder Zigarettenrauch.
Aber nicht alle Mutationen sind schlecht. Wir erwerben sie ständig. Einige sind harmlos, während andere zu unserer Artenvielfalt beitragen.
Änderungen, die in auftreten mehr als 1 Prozent der Bevölkerung werden Polymorphismen genannt. Beispiele für einige Polymorphismen sind Haar- und Augenfarbe.
DNA und Alterung
Es wird angenommen, dass sich mit zunehmendem Alter nicht reparierte DNA-Schäden ansammeln können, die den Alterungsprozess vorantreiben. Welche Faktoren können dies beeinflussen?
Etwas, das eine große Rolle bei den mit dem Altern verbundenen DNA-Schäden spielen kann, sind Schäden aufgrund von freie Radikale . Dieser eine Schadensmechanismus reicht jedoch möglicherweise nicht aus, um den Alterungsprozess zu erklären. Es können auch mehrere Faktoren beteiligt sein.
Eins
Ein weiterer Teil der DNA, der am Altern beteiligt sein kann, ist Telomere . Telomere sind Abschnitte repetitiver DNA-Sequenzen, die sich an den Enden Ihrer Chromosomen befinden. Sie schützen die DNA vor Schäden, verkürzen sich aber auch mit jeder Runde der DNA-Replikation.
Telomerverkürzung wurde mit dem Alterungsprozess in Verbindung gebracht. Es wurde auch festgestellt, dass einige Lebensstilfaktoren wie Fettleibigkeit, Exposition gegenüber Zigarettenrauch und psychischer Stress kann dazu beitragen zur Telomerverkürzung.
Vielleicht treffen Sie eine gesunde Lebensweise wie die Aufrechterhaltung eines gesundes Gewicht , Stressbewältigung und nicht Rauchen Kann die Verkürzung der Telomere verlangsamen? Diese Frage ist für Forscher weiterhin von großem Interesse.
Das DNA-Molekül besteht aus Nukleotiden. Jedes Nukleotid enthält drei verschiedene Komponenten - einen Zucker, eine Phosphatgruppe und eine Stickstoffbase.
Der Zucker in der DNA wird als 2'-Desoxyribose bezeichnet. Diese Zuckermoleküle wechseln sich mit den Phosphatgruppen ab und bilden das „Rückgrat“ des DNA-Strangs.
An jeden Zucker in einem Nukleotid ist eine Stickstoffbase gebunden. In der DNA gibt es vier verschiedene Arten von Stickstoffbasen. Dazu gehören :
- Adenin A
- Cytosin C
- Guanin G
- Thymin T
Die beiden DNA-Stränge bilden eine 3-D-Struktur, die als Doppelhelix bezeichnet wird. In der Abbildung sieht sie ein wenig wie eine Leiter aus, die zu einer Spirale verdreht ist, in der die Basenpaare die Sprossen und das Zuckerphosphat-Rückgrat die Beine sind.
Zusätzlich ist anzumerken, dass die DNA im Kern eukaryotischer Zellen linear ist, was bedeutet, dass die Enden jedes Strangs frei sind. In einer prokaryotischen Zelle bildet die DNA eine kreisförmige Struktur.
DNA hilft Ihrem Körper zu wachsen
DNA enthält die Anweisungen, die ein Organismus - beispielsweise Sie, ein Vogel oder eine Pflanze - benötigt, um zu wachsen, sich zu entwickeln und zu reproduzieren. Diese Anweisungen werden in der Sequenz der Nukleotidbasenpaare gespeichert.
Ihre Zellen lesen diesen Code drei Basen gleichzeitig, um Proteine zu erzeugen, die für Wachstum und Überleben wichtig sind. Die DNA-Sequenz, in der die Informationen zur Herstellung eines Proteins enthalten sind, wird als Gen bezeichnet.
Jede Gruppe von drei Basen entspricht bestimmten Aminosäuren das sind die Bausteine von Proteinen. Beispielsweise geben die Basenpaare TGG die Aminosäure an Tryptophan während die Basenpaare GGC die Aminosäure angeben Glycin .
Einige Kombinationen wie TAA, TAG und TGA zeigen auch das Ende einer Proteinsequenz an. Dies weist die Zelle an, dem Protein keine Aminosäuren mehr hinzuzufügen.
Proteine bestehen aus verschiedenen Kombinationen von Aminosäuren. Wenn sie in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt werden, hat jedes Protein eine einzigartige Struktur und Funktion in Ihrem Körper.
Wie gelangt man vom DNA-Code zu einem Protein?
Bisher haben wir erfahren, dass DNA einen Code enthält, der den Zellen Informationen zur Herstellung von Proteinen gibt. Aber was passiert dazwischen? Einfach ausgedrückt, dies geschieht in zwei Schritten :
Zuerst teilen sich die beiden DNA-Stränge auf. Dann lesen spezielle Proteine im Kern die Basenpaare auf einem DNA-Strang, um ein intermediäres Messenger-Molekül zu erzeugen.
Dieser Prozess wird als Transkription bezeichnet, und das erzeugte Molekül wird als Messenger-RNA mRNA bezeichnet. MRNA ist eine andere Art von Nukleinsäure und tut genau das, was der Name andeutet. Sie wandert außerhalb des Kerns und dient als Nachricht an die zelluläre Maschineriedas baut Proteine.
Im zweiten Schritt lesen spezialisierte Komponenten der Zelle drei Basenpaare gleichzeitig die Nachricht der mRNA und arbeiten daran, ein Protein, Aminosäure für Aminosäure, zusammenzusetzen. Dieser Prozess wird als Translation bezeichnet.
Die Antwort auf diese Frage kann von der Art des Organismus abhängen, über den Sie sprechen. Es gibt zwei Arten von Zellen - eukaryotisch und prokaryotisch.
Für Menschen gibt es DNA in jedem unserer Zellen .
Eukaryontische Zellen
Menschen und viele andere Organismen haben eukaryotische Zellen. Dies bedeutet, dass ihre Zellen einen membrangebundenen Kern und mehrere andere membrangebundene Strukturen haben, die Organellen genannt werden.
In einer eukaryotischen Zelle befindet sich DNA im Zellkern. Eine kleine Menge DNA befindet sich auch in Organellen, den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle.
Da im Kern nur wenig Platz vorhanden ist, muss die DNA dicht verpackt sein. Es gibt verschiedene Verpackungsstufen. Die Endprodukte sind jedoch die Strukturen, die wir Chromosomen nennen.
Prokaryontische Zellen
Organismen wie Bakterien sind prokaryotische Zellen. Diese Zellen haben keinen Kern oder keine Organellen. In prokaryotischen Zellen befindet sich die DNA in der Mitte der Zelle eng zusammengerollt.
Was passiert, wenn sich Ihre Zellen teilen?
Die Zellen Ihres Körpers teilen sich als normaler Teil des Wachstums und der Entwicklung. In diesem Fall muss jede neue Zelle eine vollständige Kopie der DNA haben.
Um dies zu erreichen, muss Ihre DNA einen Prozess namens Replikation durchlaufen. In diesem Fall teilen sich die beiden DNA-Stränge auf. Dann verwenden spezialisierte zelluläre Proteine jeden Strang als Vorlage, um einen neuen DNA-Strang herzustellen.
Wenn die Replikation abgeschlossen ist, gibt es zwei doppelsträngige DNA-Moleküle. Ein Satz geht in jede neue Zelle, wenn die Teilung abgeschlossen ist.
DNA ist entscheidend für unser Wachstum, unsere Fortpflanzung und unsere Gesundheit. Sie enthält die Anweisungen, die Ihre Zellen benötigen, um Proteine zu produzieren, die viele verschiedene Prozesse und Funktionen in Ihrem Körper beeinflussen.
Weil DNA so wichtig ist, können Schäden oder Mutationen manchmal zur Entwicklung von Krankheiten beitragen. Es ist jedoch auch wichtig zu bedenken, dass Mutationen nützlich sein und auch zu unserer Vielfalt beitragen können.
