De ce este ADN-ul atât de important? Pur și simplu, ADN conține instrucțiunile necesare vieții.
Codul din ADN-ul nostru oferă instrucțiuni despre cum să producem proteine care sunt vitale pentru creșterea, dezvoltarea și sănătatea noastră generală.
Despre ADN
ADN înseamnă acid dezoxiribonucleic. Este alcătuit din unități de blocuri biologice numite nucleotide.
ADN-ul este o moleculă vitală nu numai pentru oameni, ci și pentru majoritatea celorlalte organisme. ADN-ul conține materialul nostru ereditar și genele noastre - este ceea ce ne face unici.
Dar ce înseamnă ADN-ul de fapt do? Continuați să citiți pentru a descoperi mai multe despre structura ADN-ului, ce face și de ce este atât de important.
ADN-ul în sănătate, boală și îmbătrânire
Genomul tău expansiv
Setul complet al ADN-ului tău se numește genomul tău. Conține 3 miliarde de baze, 20.000 de gene și 23 de perechi de cromozomi!
Moștenești jumătate din ADN-ul tău de la tatăl tău și jumătate de la mama ta. Acest ADN provine din spermă și, respectiv, din ovul.
Genele reprezintă de fapt foarte puțin din genomul dvs. - doar 1%. Celelalte 99% ajută la reglarea unor lucruri cum ar fi când, cum și în ce cantitate sunt produse proteinele.
Oamenii de știință încă învață tot mai multe despre acest ADN „necodificat”.
Daune ADN și mutații
Codul ADN este predispus la deteriorare. De fapt, se estimează că zeci de mii de evenimente de deteriorare a ADN-ului apar în fiecare zi în fiecare dintre celulele noastre. Deteriorările pot apărea din cauza unor erori în replicarea ADN, a radicalilor liberi și a expunerii la radiații UV.
Dar nu vă temeți niciodată! Celulele dvs. au proteine specializate care sunt capabile să detecteze și să repare multe cazuri de deteriorare a ADN-ului. De fapt, există cel puțin cinci căi majore de reparare a ADN-ului.
Mutațiile sunt modificări în secvența ADN. Uneori pot fi răi. Acest lucru se datorează faptului că o modificare a codului ADN poate avea un impact în aval asupra modului în care se face o proteină.
Dacă proteina nu funcționează corect, poate rezulta o boală. Unele exemple de boli care apar din cauza mutațiilor într-o singură genă includ fibroza chistică și anemia cu celule secera.
Mutațiile pot duce, de asemenea, la dezvoltarea cancerului. De exemplu, dacă genele care codifică proteinele implicate în creșterea celulară sunt mutante, celulele se pot dezvolta și se pot diviza fără control. Unele mutații cauzatoare de cancer pot fi moștenite în timp ce altele pot fi dobândite prin expunerea la agenți cancerigeni precum radiațiile UV, substanțe chimice sau fumul de țigară.
Dar nu toate mutațiile sunt rele. Le dobândim tot timpul. Unele sunt inofensive, în timp ce altele contribuie la diversitatea noastră ca specie.
Modificările care apar la mai mult de 1% din populație se numesc polimorfisme. Exemple de unele polimorfisme sunt culoarea părului și a ochilor.
ADN și îmbătrânire
Se crede că daunele nereparate ale ADN-ului se pot acumula pe măsură ce îmbătrânim, ajutând la conducerea procesului de îmbătrânire. Ce factori pot influența acest lucru?
Ceva care poate juca un rol important în deteriorarea ADN-ului asociată cu îmbătrânirea este deteriorarea cauzată de radicalii liberi. Cu toate acestea, este posibil ca acest mecanism de deteriorare să nu fie suficient pentru a explica procesul de îmbătrânire. Mai mulți factori pot fi implicați.
O teorie a motivului pentru care se acumulează daune ADN pe măsură ce îmbătrânim se bazează pe evoluție. Se crede că deteriorarea ADN-ului este reparată mai fidel atunci când suntem în vârstă de reproducere și avem copii. După ce ne-am depășit vârful de reproducere, procesul de reparații scade în mod natural.
O altă parte a ADN-ului care poate fi implicată în îmbătrânire sunt telomerii. Telomerii sunt întinderi de secvențe repetitive de ADN care se găsesc la capetele cromozomilor. Ele ajută la protejarea ADN-ului de daune, dar se scurtează și cu fiecare rundă de replicare a ADN-ului.
Scurtarea telomerilor a fost asociată cu procesul de îmbătrânire. De asemenea, s-a constatat că unii factori ai stilului de viață, cum ar fi obezitatea, expunerea la fumul de țigară și stresul psihologic pot contribui la scurtarea telomerilor.
Poate că alegerea unui stil de viață sănătos, cum ar fi menținerea unei greutăți sănătoase, gestionarea stresului și nefumatul, pot încetini scurtarea telomerilor? Această întrebare continuă să fie de mare interes pentru cercetători.
Din ce este făcut ADN-ul?
Molecula de ADN este formată din nucleotide. Fiecare nucleotidă conține trei componente diferite - un zahăr, o grupare fosfat și o bază de azot.
Zahărul din ADN se numește 2’-dezoxiriboză. Aceste molecule de zahăr alternează cu grupările fosfat, alcătuind „coloana vertebrală” a catenei ADN.
Fiecare zahăr dintr-o nucleotidă are atașată o bază de azot. Există patru tipuri diferite de baze de azot găsite în ADN. Ei includ:
- adenină (A)
- citozină (C)
- guanină (G)
- timina (T)
Cum arată ADN-ul?
Cele două catene de ADN formează o structură 3-D numită helix dublu. Când este ilustrat, arată un pic ca o scară care a fost răsucită într-o spirală în care perechile de baze sunt treptele, iar coloanele vertebrale ale fosfatului de zahăr sunt picioarele.
În plus, merită remarcat faptul că ADN-ul din nucleul celulelor eucariote este liniar, ceea ce înseamnă că capetele fiecărei catene sunt libere. Într-o celulă procariotă, ADN-ul formează o structură circulară.
Ce face ADN-ul?
ADN-ul vă ajută corpul să crească
ADN-ul conține instrucțiunile necesare pentru ca un organism - tu, o pasăre sau o plantă, de exemplu - să crească, să se dezvolte și să se reproducă. Aceste instrucțiuni sunt stocate în secvența de perechi de baze nucleotidice.
Celulele dvs. citesc acest cod trei baze la un moment dat pentru a genera proteine esențiale pentru creștere și supraviețuire. Secvența ADN care găzduiește informațiile pentru a produce o proteină se numește genă.
Fiecare grup de trei baze corespunde aminoacizilor specifici, care sunt elementele de bază ale proteinelor. De exemplu, perechile de baze T-G-G specifică aminoacidul triptofan în timp ce perechile de baze G-G-C specifică aminoacidul glicină.
Unele combinații, cum ar fi T-A-A, T-A-G și T-G-A, indică, de asemenea, sfârșitul unei secvențe de proteine. Acest lucru îi spune celulei să nu mai adauge aminoacizi la proteină.
Proteinele sunt alcătuite din diferite combinații de aminoacizi. Când sunt așezate împreună în ordinea corectă, fiecare proteină are o structură și o funcție unice în corpul dumneavoastră.
Cum ajungi de la codul ADN la o proteină?
Până în prezent, am aflat că ADN-ul conține un cod care oferă celulei informații despre modul de fabricare a proteinelor. Dar ce se întâmplă între ele? Pur și simplu, acest lucru se întâmplă printr-un proces în doi pași:
În primul rând, cele două catene de ADN s-au despărțit. Apoi, proteinele speciale din nucleu citesc perechile de baze pe un fir ADN pentru a crea o moleculă mesager intermediară.
Acest proces se numește transcripție și molecula creată se numește ARN mesager (ARNm). ARNm este un alt tip de acid nucleic și face exact ceea ce implică numele său. Se deplasează în afara nucleului, servind drept mesaj către mașinile celulare care construiesc proteine.
În al doilea pas, componentele specializate ale celulei citesc mesajul ARNm trei perechi de baze la un moment dat și lucrează la asamblarea unei proteine, aminoacizi cu aminoacizi. Acest proces se numește traducere.
Unde se găsește ADN?
Răspunsul la această întrebare poate depinde de tipul de organism despre care vorbiți. Există două tipuri de celule - eucariote și procariote.
Pentru oameni, există ADN în fiecare dintre celulele noastre.
Celulele eucariote
Oamenii și multe alte organisme au celule eucariote. Aceasta înseamnă că celulele lor au un nucleu legat de membrană și alte câteva structuri legate de membrană numite organite.
Într-o celulă eucariotă, ADN-ul se află în nucleu. O cantitate mică de ADN se găsește și în organele numite mitocondrii, care sunt centrele celulare.
Deoarece există o cantitate limitată de spațiu în nucleu, ADN-ul trebuie să fie strâns ambalat. Există mai multe etape diferite de ambalare, cu toate acestea produsele finale sunt structurile pe care le numim cromozomi.
Celulele procariote
Organisme precum bacteriile sunt celule procariote. Aceste celule nu au un nucleu sau organite. În celulele procariote, ADN-ul se găsește strâns înfășurat în mijlocul celulei.
Ce se întâmplă atunci când celulele dvs. se divid?
Celulele corpului tău se împart ca o parte normală a creșterii și dezvoltării. Când se întâmplă acest lucru, fiecare nouă celulă trebuie să aibă o copie completă a ADN-ului.
Pentru a realiza acest lucru, ADN-ul dvs. trebuie să fie supus unui proces numit replicare. Când se întâmplă acest lucru, cele două fire ADN se despart. Apoi, proteinele celulare specializate folosesc fiecare catena ca model pentru a face o noua catena de ADN.
Când replicarea este finalizată, există două molecule de ADN dublu catenar. Un set va intra în fiecare celulă nouă când diviziunea este completă.
La pachet
ADN-ul este esențial pentru creșterea, reproducerea și sănătatea noastră. Conține instrucțiunile necesare pentru ca celulele dvs. să producă proteine care afectează multe procese și funcții diferite în corpul dumneavoastră.
Deoarece ADN-ul este atât de important, deteriorarea sau mutațiile pot contribui uneori la dezvoltarea bolii. Cu toate acestea, este de asemenea important să ne amintim că mutațiile pot fi benefice și pot contribui și la diversitatea noastră.
