Hvorfor er DNA så vigtigt? Enkelt sagt indeholder DNA de instruktioner, der er nødvendige for livet.
Koden i vores DNA giver anvisninger om, hvordan man laver proteiner, der er vitale for vores vækst, udvikling og generelle sundhed.
Om DNA
DNA står for deoxyribonukleinsyre. Den består af enheder af biologiske byggesten kaldet nukleotider.
DNA er et meget vigtigt molekyle for ikke kun mennesker, men også for de fleste andre organismer. DNA indeholder vores arvelige materiale og vores gener - det er det, der gør os unikke.
Men hvad gør DNA faktisk gør? Fortsæt med at læse for at finde ud af mere om DNA-strukturen, hvad det gør, og hvorfor det er så vigtigt.
DNA i sundhed, sygdom og aldring
Dit ekspansive genom
Det komplette sæt af dit DNA kaldes dit genom. Den indeholder 3 milliarder baser, 20.000 gener og 23 par kromosomer!
Du arver halvdelen af dit DNA fra din far og halvdelen fra din mor. Dette DNA kommer fra henholdsvis sæd og æg.
Gener udgør faktisk meget lidt af dit genom - kun 1 procent. De øvrige 99 procent hjælper med at regulere ting som hvornår, hvordan og i hvilken mængde proteiner produceres.
Forskere lærer stadig mere og mere om dette "ikke-kodende" DNA.
DNA-beskadigelse og mutationer
DNA-koden er tilbøjelig til at blive beskadiget. Faktisk anslås det, at titusindvis af DNA-skader begivenheder forekommer hver dag i hver af vores celler. Skader kan opstå på grund af f.eks. Fejl i DNA-replikation, frie radikaler og eksponering for UV-stråling.
Men frygt aldrig! Dine celler har specialiserede proteiner, der er i stand til at detektere og reparere mange tilfælde af DNA-beskadigelse. Faktisk er der mindst fem store DNA-reparationsveje.
Mutationer er ændringer i DNA-sekvensen. De kan nogle gange være dårlige. Dette skyldes, at en ændring i DNA-koden kan have en nedstrøms indvirkning på den måde, hvorpå et protein fremstilles.
Hvis proteinet ikke fungerer ordentligt, kan der opstå sygdom. Nogle eksempler på sygdomme, der opstår på grund af mutationer i et enkelt gen, inkluderer cystisk fibrose og seglcelleanæmi.
Mutationer kan også føre til udvikling af kræft. For eksempel, hvis gener, der koder for proteiner, der er involveret i cellulær vækst, muteres, kan celler vokse og dele sig ude af kontrol. Nogle kræftfremkaldende mutationer kan arves, mens andre kan erhverves gennem eksponering for kræftfremkaldende stoffer som UV-stråling, kemikalier eller cigaretrøg.
Men ikke alle mutationer er dårlige. Vi erhverver dem hele tiden. Nogle er harmløse, mens andre bidrager til vores mangfoldighed som art.
Ændringer, der forekommer i mere end 1 procent af befolkningen kaldes polymorfier. Eksempler på nogle polymorfier er hår- og øjenfarve.
DNA og aldring
Det antages, at uoprettede DNA-skader kan ophobes, når vi bliver ældre, hvilket hjælper med at drive aldringsprocessen. Hvilke faktorer kan påvirke dette?
Noget, der kan spille en stor rolle i DNA-skader forbundet med aldring, er skader på grund af frie radikaler. Denne ene beskadigelsesmekanisme er dog muligvis ikke tilstrækkelig til at forklare aldringsprocessen. Flere faktorer kan også være involveret.
En teori om, hvorfor DNA-skader akkumuleres, når vi bliver ældre, er baseret på evolution. Det antages, at DNA-skader repareres mere trofast, når vi er i reproduktiv alder og har børn. Efter at vi har bestået vores højeste reproduktive år, falder reparationsprocessen naturligvis.
En anden del af DNA, der kan være involveret i aldring, er telomerer. Telomerer er strækninger af gentagne DNA-sekvenser, der findes i enderne af dine kromosomer. De hjælper med at beskytte DNA mod skader, men de forkorter også med hver runde af DNA-replikation.
Telomerforkortelse har været forbundet med aldringsprocessen. Det har også vist sig, at nogle livsstilsfaktorer såsom fedme, eksponering for cigaretrøg og psykologisk stress kan bidrage til forkortelse af telomer.
Måske kan det tage sunde livsstilsvalg som at opretholde en sund vægt, styre stress og ikke ryge at nedsætte forkortelsen af telomerer? Dette spørgsmål er fortsat af stor interesse for forskere.
Hvad er DNA lavet af?
DNA-molekylet består af nukleotider. Hvert nukleotid indeholder tre forskellige komponenter - et sukker, en fosfatgruppe og en nitrogenbase.
Sukkeret i DNA kaldes 2’-deoxyribose. Disse sukkermolekyler skifter med fosfatgrupperne og udgør DNA-strengens ”rygrad”.
Hvert sukker i et nukleotid har en nitrogenbase knyttet til sig. Der findes fire forskellige typer nitrogenbaser i DNA. De omfatter:
- adenin (A)
- cytosin (C)
- guanin (G)
- thymin (T)
Hvordan ser DNA ud?
De to DNA-tråde danner en 3-D-struktur kaldet en dobbelt helix. Når det er illustreret, ligner det lidt en stige, der er blevet snoet til en spiral, hvor basisparret er trin og sukkerphosphatrygraden er benene.
Derudover er det værd at bemærke, at DNA'et i kernen i eukaryote celler er lineært, hvilket betyder, at enderne af hver streng er frie. I en prokaryot celle danner DNA'et en cirkulær struktur.
Hvad gør DNA?
DNA hjælper din krop med at vokse
DNA indeholder de instruktioner, der er nødvendige for at en organisme - dig, en fugl eller en plante for eksempel - kan vokse, udvikle sig og reproducere. Disse instruktioner er gemt i sekvensen af nukleotidbasepar.
Dine celler læser denne kode tre baser ad gangen for at generere proteiner, der er vigtige for vækst og overlevelse. DNA-sekvensen, der indeholder informationen til fremstilling af et protein, kaldes et gen.
Hver gruppe på tre baser svarer til specifikke aminosyrer, som er byggestenene i proteiner. For eksempel specificerer baseparene T-G-G aminosyren tryptophan, mens baseparrene G-G-C specificerer aminosyren glycin.
Nogle kombinationer, såsom T-A-A, T-A-G og T-G-A, indikerer også slutningen af en proteinsekvens. Dette fortæller cellen om ikke at tilføje flere aminosyrer til proteinet.
Proteiner består af forskellige kombinationer af aminosyrer. Når de placeres sammen i den rigtige rækkefølge, har hvert protein en unik struktur og funktion i din krop.
Hvordan kommer man fra DNA-koden til et protein?
Indtil videre har vi lært, at DNA indeholder en kode, der giver cellen information om, hvordan man fremstiller proteiner. Men hvad sker der imellem? Kort sagt, dette sker via en totrinsproces:
For det første splittes de to DNA-tråde fra hinanden. Derefter læser specielle proteiner i kernen baseparene på en DNA-streng for at skabe et mellemliggende messenger-molekyle.
Denne proces kaldes transkription, og det oprettede molekyle kaldes messenger RNA (mRNA). mRNA er en anden type nukleinsyre, og det gør nøjagtigt, hvad navnet antyder. Det bevæger sig uden for kernen og tjener som en besked til det cellulære maskineri, der bygger proteiner.
I det andet trin læser specialiserede komponenter i cellen mRNA's meddelelse tre basepar ad gangen og arbejder på at samle et protein, aminosyre, med aminosyre. Denne proces kaldes oversættelse.
Hvor findes DNA?
Svaret på dette spørgsmål kan afhænge af den type organisme, du taler om. Der er to typer celler - eukaryotisk og prokaryotisk.
For mennesker er der DNA i hver af vores celler.
Eukaryote celler
Mennesker og mange andre organismer har eukaryote celler. Dette betyder, at deres celler har en membranbundet kerne og flere andre membranbundne strukturer kaldet organeller.
I en eukaryot celle er DNA inde i kernen. En lille mængde DNA findes også i organeller kaldet mitokondrier, som er cellekraftværkerne.
Fordi der er en begrænset plads i kernen, skal DNA'et pakkes tæt. Der er flere forskellige emballagefaser, men de endelige produkter er de strukturer, som vi kalder kromosomer.
Prokaryote celler
Organismer som bakterier er prokaryote celler. Disse celler har ikke en kerne eller organeller. I prokaryote celler findes DNA tæt viklet i midten af cellen.
Hvad sker der, når dine celler deler sig?
Cellerne i din krop deler sig som en normal del af vækst og udvikling. Når dette sker, skal hver nye celle have en komplet kopi af DNA.
For at opnå dette skal dit DNA gennemgå en proces kaldet replikering. Når dette sker, splittes de to DNA-tråde fra hinanden. Derefter bruger specialiserede cellulære proteiner hver streng som en skabelon til at fremstille en ny DNA-streng.
Når replikationen er afsluttet, er der to dobbeltstrengede DNA-molekyler. Et sæt går ind i hver ny celle, når delingen er færdig.
Tag væk
DNA er afgørende for vores vækst, reproduktion og sundhed. Den indeholder de instruktioner, der er nødvendige for, at dine celler kan producere proteiner, der påvirker mange forskellige processer og funktioner i din krop.
Fordi DNA er så vigtigt, kan skader eller mutationer undertiden bidrage til sygdomsudviklingen. Det er dog også vigtigt at huske, at mutationer også kan være gavnlige og bidrage til vores mangfoldighed.
