Какво означава ДНК?
Дезоксирибонуклеинова киселина.
Дезоксирибонуклеинова киселина
Дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) е нуклеинова киселина, която носи генетичните инструкции за биологическото развитие на всички клетъчни форми на живот и много от вирусите. Основната функция на молекулата на ДНК е дълготрайното съхранение на информация. ДНК често е сравнявана с програма или рецепта, тъй като съдържа инструкциите, необходими за конструиране на останалите клетъчни компоненти, като белтъци и молекули на РНК. Сегментите от молекулата на ДНК, които пренасят генетична информация, се наричат гени, но има и други ДНК последователности, които изпълняват изграждащи функции или участват в управление използването на генетичната информация. Наред с РНК и белтъците, ДНК е една от трите основни макромолекули, ключови за всички известни форми на живот. ДНК понякога се нарича молекула на наследствеността, тъй като тя се наследява и се използва за разпространение на белези.
ДНК се състои от два дълги полимера, съставени от своя страна от прости единици – мономери, наречени нуклеотиди. Молекулата има две главни вериги, изградени от монозахариди и фосфатни групи, свързани помежду си с естерни връзки. Към всеки монозахарид на главните вериги е прикачена една от четири възможни вида молекули, наричани нуклеобази (азотсъдържащи биологични съединения формиращи нуклеозиди, като тези мономери са радикалните градивни елементи на нуклеиновите киселини) – именно последователността на тези четири нуклеобази по дължината на главната верига служи за кодиране на информацията. Тя се разчита с помощта на генетичен код, който дефинира последователността на аминокиселините в белтъците. Кодът се разчита чрез копиране на участъци от ДНК в подобната нуклеинова киселина РНК при процес, наричан транскрипция.
Във вътрешността на клетките ДНК образува дълги структури, наричани хромозоми. Преди клетките да се разделят хромозомите се удвояват чрез процеса на репликация. Еукариотните организми (животни, растения, гъби и протисти) съхраняват основната част от своята ДНК във вътрешността на клетъчното ядро и по-малка част в органели, като митохондрии или хлоропласти. За разлика от тях, прокариотите (бактерии и археа) съхраняват своята ДНК само в цитоплазмата. Вътре в хромозомите хроматинови белтъци, като хистоните, служат за организиране на ДНК и направляват взаимодействието на ДНК с другите белтъци, като участват в контрола на транскрипцията.
Митохондриална ДНК
Митохондриалната ДНК (мтДНК) е ДНК, която се намира не в ядрото на клетката, а в митохондриите. Митохондриите са клетъчни органели, които синтезират аденозинтрифосфат (АТФ) – вещество, осигуряващо енергия за протичането на различни биохимични процеси в клетката.
За разлика от преобладаващата част от клетката, чиято функция се определя от ядрената ДНК, митохондриите имат своя собствена ДНК и се смята, че са еволюирали отделно. Човешката мтДНК се състои от 16 569 базови двойки с 37 гена (13 белтъка, 22 транспортни РНК и две рибозомни РНК), които осигуряват производството на белтъчини, необходими за клетъчното дишане. Много по-голям брой от белтъчините в митохондриите (около 1500 при бозайниците) обаче се кодират от ядрената ДНК, като се предполага, че са преминали в нея чрез еволюция.
мтДНК обикновено се предава само от майката при полово размножаване (митохондриална генетика), което означава, че митохондриите са клонове. Това означава, че мтДНК се променя много малко от поколение на поколение за разлика от ядрената ДНК, която се променя с 50% с всяко следващо поколение. Тъй като по тази причина скоростта на мутациите е лесна за измерване, мтДНК е мощно средство за проследяване на произхода по майчина линия и се използва за проследяване на хиляди поколения в миналото при много биологични видове.
ДНК корекция
Изменението на ДНК е съвкупност от процеси, чрез които клетката установява и поправя повреди в молекулите на ДНК, които кодират нейния геном. При човешките клетки причинители на повреди са нормалните метаболични дейности и фактори на околната среда като ултравиолетовите лъчи и лъчението. Под тяхното действие всеки ден възникват значителен брой (около един милион) молекулярни лезии (наранявания) във всяка една клетка. Голяма част от тези лезии водят до структурни повреди в молекулата на ДНК, вследствие на което способността на клетката да транскрибира гена, кодиран в засегнатата ДНК-молекула, може да се промени или да изчезне. Някои лезии водят до появата на потенциално вредни мутации в клетъчния геном, което оказва влияния на оцеляването на дъщерните клетки след митозата. Ето защо ДНК-корекцията е постоянен процес, който протича в отговор на повредите на ДНК-структурата.