Анатомија-Лексикон

Деоксирибонуклеинска киселина - ДНК

Синоними

Синоними

Генетски материјал, гени, генетски отисак прста

Енглески језик: Дезоксирибонуклеинска киселина (ДНС)

дефиниција

ДНК је грађевинско упутство за тело сваког живог бића (сисара, бактерија), Гљиве Итд.). Оно у потпуности одговара нашим генима и неопходно је за опште карактеристике живог бића, као што су број ногу и руку као и индивидуалне карактеристике као што су боја косе.
Слично нашем отиску прста, ДНК сваке особе је различит и зависи од ДНК наших родитеља. Овдје су изузетак идентични близанци: Имају идентичан ДНК.

Груба структура ДНК

Код људи постоји ДНК у свакој ћелији тела Ћелијско језгро (језгро) садржати. У живим бићима која немају језгро, као што су бактерије или Гљиве, ДНК је изложен у ћелијском простору (ЦитоплазмаЋелијско језгро, које је само око. 5-15 ум тако се мери срце наших ћелија. У њему се налазе наши гени у облику ДНК у 46 хромозома. Око цца. 2м дуг ДНК Спаковање у ситно језгро значи стабилизацију Протеини и ензими компримирани у спирале, петље и завојнице.

Дакле, више гена на једном ланцу ДНК чини један од 46 Хромозоми у облику Кс. Половину од 46 хромозома чине хромозоми мајке, а половину хромозоми оца. Активација гена је, међутим, далеко сложенија, па дететове карактеристике нису тачне 50% може се пратити до сваког родитеља.

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

Илустрација ДНК

Структура ДНК, ДНК
Дезоксирибонуклеинска киселина
Дезоксирибонуклеинска киселина
Двоструки прамен (хелик)

Цитозин
Тхимине
Аденине
Гуанине
фосфат
шећер
Водикова веза
Основни парови
Нуклеотид
а - пиримидинске базе
б - пуринске базе
А - Т: 2Х мостови
Г - Ц: 3Х мостови

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

Детаљна структура ДНК

О ДНК можете размишљати као о двоструком ланцу, који је изграђен попут спиралног степеништа. Ова двострука спирала је нешто неуједначена, тако да увек постоји већа и мања удаљеност између степеница спиралног степеништа (велике и мале бразде).

Руковање ове мердевине наизменично чини:

остатак шећера (Деоксирибоза) и
остатак фосфата.

Рукохвати имају једну од четири могуће базе. Тако две базе чине корак. Сама база повезана је међусобно преко водоничних веза.

Ова структура објашњава назив ДНК: деоксирибоза (= шећер) + Нуцлеиц (= од Ћелијско језгро) + Киселина / киселина (= укупни набој краљежнице шећера-фосфата).

База је у облику прстена, различитих хемијских структура са одговарајуће различитим функцијама хемијског везивања. Постоје само четири различите базе у ДНК.

Цитозин и тимин (замењени урацилом у РНК) су такозване пиримидинске базе и имају прстен у својој структури.
Пурине базе, с друге стране, имају два прстена у својој структури. У ДНК се то назива аденин и гванин.

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

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

Детаљније информације о овој теми можете прочитати под: Теломерес - анатомија, функције и болести

ДНК базе

Уђите у ДНК 4 различите базе испред.
Ту спадају базе добијене пиримидином са само једним прстеном (цитозин и тимин) и базе пурине које имају два прстена (аденин и гванин).

Ове базе су са шећером и а Молекул фосфата везани су, а затим се још називају и аденински нуклеотид или нуклеотид цитозина. То спајање са шећером и фосфатом је неопходно да би се поједине базе могле повезати да формирају дугачак ланац ДНК. Шећер и наизменично у ланцу ДНК фосфат они формирају бочне елементе ДНК мердевина. Нивои ДНК у мердевинама састоје се од четири различите базе које су усмјерене према унутра.
Аденин и тимин увек иду, респективно. Гуанин и цитозин формирају такозвано комплементарно базно упаривање.
ДНА базе су повезане преко такозваних водоничних веза. Пар аденин-тимин има две, а пар гванин-цитозин три ове везе.

ДНК полимераза

ДНК полимераза је а ензимкоји могу повезати нуклеотиде заједно и на тај начин произвести нови ланац ДНК.
ДНА полимераза може радити само ако се други ензим (друга ДНК полимераза) назива а "Пример"тј. произведен је стартер молекул за стварну ДНК полимеразу.
Затим се ДНК полимераза везује за слободни крај молекула шећера унутар једног нуклеотида и овај шећер повезује са фосфатом следећег нуклеотида.
ДНК полимераза представља у контексту ДНК репликација (Умножавањем ДНК у процесу деобе ћелије) настају нови молекули ДНК читањем постојећег ланца ДНК и синтетизирањем одговарајућег супротног кћерког ланца. Да би ДНК полимераза доспела до „матичног ланца“, заправо дволанчана ДНК мора проћи кроз припремну репликацију ДНК Ензими да буде рањен.

Поред ДНК полимераза, које учествују у репликацији ДНК, постоје и ДНК полимеразе које могу поправити сломљене или неправилно копиране области.

ДНК као материјал и његови производи

Да бисмо гарантовали раст и развој нашег тела, наслеђивање наших гена и производњу потребних ћелија и протеина мора се догодити подела ћелија (мејоза, митоза). Потребни процеси кроз које наш ДНК мора да прође приказани су у прегледу:

Репликација:

Циљ репликације је умножавање нашег генетског материјала (ДНК) у ћелијском језгру, пре него што се ћелије поделе. Хромозоми су одмотани постепено тако да се ензими могу прикључити на ДНК.
Супротни двоструки ланац ДНК се отвара тако да две базе више нису повезане једна са другом. Свака страна рукохвата или основе сада се чита различитим ензимима и допуњује комплементарна база укључујући рукохват. Ово ствара два идентична двострука ланца ДНК који су распоређени између две ћелијске ћерке.

Транскрипција:

Као и репликација, транскрипција се такође одвија у језгру. Циљ је преписати основни код ДНК у мРНА (гласник рибонуклеинске киселине). Тимин је замењен урацилом, а делови ДНК који не кодирају протеине, слично простору, исечени су. Као резултат, мРНА која се сада преноси из ћелијског језгра знатно је 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) резултира кодом за аминокиселину. Користи се укупно 20 различитих аминокиселина. Једном када се очита мРНА, ланац аминокиселина даје протеин који се или користи у самој ћелији или шаље у циљни орган.

Мутације:

Приликом множења и читања ДНК могу се појавити мање или више озбиљних грешака. У ћелији има око 10.000 до 1.000.000 оштећења дневно, које се обично могу поправити поправљањем ензима, тако да грешке немају утицаја на ћелију.

Ако је производ, тј. Протеин непромењен упркос мутацији, тада долази до тихе мутације. Међутим, ако се протеин промени, болест се често развија. На пример, УВ зрачење (сунчево светло) значи да се оштећења на бази тимијана не могу поправити. Резултат може бити рак коже.
Међутим, мутације не морају нужно бити повезане са болешћу. Такође можете модификовати организам у његову корист. Мутације су велики дио еволуције јер организми могу дугорочно само да се прилагоде свом окружењу кроз мутације.

Постоје различите врсте мутација које могу настати спонтано током различитих фаза ћелијског циклуса. На пример, ако је ген неисправан, то се назива мутација гена. Међутим, ако грешка погађа одређене хромозоме или делове хромосома, онда је то мутација хромосома. Ако је погођен број хромозома, то доводи до мутације генома.

Више о томе прочитајте под: Аберација хромосома - шта то значи?

ДНК репликација

Тхе таргет репликација ДНК је Умножавање постојећег ДНК.
Током деобе ћелија да ли ће Ћелијски ДНК се тачно удвостручио а затим подељен обе ћелије ћерке.

Дуплирање ДНК одвија се након тзв полуконзервативни принцип уместо тога, то јест, после почетног Омотавање ДНК оригинални ланац ДНК кроз Ензим (хеликаза) је одвојен и свака од ове две "оригиналне нити" служи као предложак за нови ланац ДНК.

Тхе ДНК полимераза је ензим који је одговоран за Синтеза новог одговорног ланца је. Пошто су супротне базе ДНК ланца комплементарне једна другој, ДНК полимераза може да користи постојећи "оригинални ланац" да распореди слободне базе у ћелији правилним редоследом и тако формира нови двоструки ланац ДНК.

Након овог тачног удвостручења ДНК, две жицекоји сада садрже исте генетске информације, на две ћелијеузрокована дељењем ћелија, подељено. Тако су две идентичне ћелије ћерке из ње.

Историја ДНК

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

1919. године литвански Пхоебус Левене открио је базе, остатке шећера и фосфата као грађевински материјал наших гена. Канађанин Освалд Авери успео је да докаже да су ДНК, а не протеини заправо одговорни за пренос гена 1943. експериментима на бактеријама.
Американац Јамес Ватсон и Британац Францис Црицк окончали су истраживачки маратон који се проширио на многе нације 1953. године. Они су били први, уз помоћ Росалинд Франклин (Британци) ДНК рендгенски зраци, модел двоструке спирале ДНК који садржи пуринске и пиримидинске базе, остатке шећера и фосфата. Рендгенске снимке Росалинд Франклин, међутим, није пустила на истраживање сама, већ њен колега Маурице Вилкинс. Вилкинс је 1962. године добио Нобелову награду за медицину, заједно са Ватсоном и Црицком. Франклин је у том тренутку већ умро и због тога више није могао да буде номинован.

И ова тема би вас могла занимати: Цхроматин

Значај открића ДНК данас

Нешто крви на месту догађаја може осудити починиоца.

Криминологија:

Хоће ли сумњив материјал попут

Крв,
Семен или
коса

Пронађен на месту злочина или код жртве, са њега се може извући ДНК. Поред гена, ДНК садржи још делова који се састоје од честих понављања база које не кодирају ген. Ове сечевине служе као генетски отисак, јер су веома променљиве. Гени су, међутим, код свих људи готово идентични.

Ако исечете ДНК добијену уз помоћ ензима, формираће се многи мали комадићи ДНК, који се такође називају микросателити. Ако се упореди карактеристични образац микросателита (фрагменти ДНК) осумњиченог (нпр. Из узорка пљувачке) са постојећим материјалом, велика је вероватноћа да се идентификује починитељ уколико се подударају. Принцип је сличан принципу отиска прста.

Тест очинства:

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

Хуман Геноме Пројецт (ХГП):

1990. године покренут је пројекат људског генома. У циљу дешифровања целог кода ДНК, Јамес Ватсон је на почетку водио пројекат. Од априла 2003. године, људски геном сматра се потпуно дешифрованим. Отприлике 21.000 гена могло би се доделити 3,2 милијарди базних парова. Збир свих гена, геном, заузврат је одговоран за неколико стотина хиљада протеина.

ДНК секвенцирање

У секвенцирању ДНК, биохемијске методе се користе за одређивање редоследа нуклеотида (ДНК базног молекула са шећером и фосфатом) у молекули ДНК.

Најчешћа метода је та Начин прекида већег ланца.
Пошто се ДНК састоји од четири различите базе, направљена су четири различита приступа. ДНК који ће бити секвенциониран постоји у сваком приступу Пример (Стартер молекул за секвенцирање), ДНК полимераза (ензим који проширује ДНК) и мешавина сва четири потребна нуклеотида. Међутим, у сваком од ова четири приступа различита база је хемијски модификована тако да се може уградити, али не нуди тачку напада за ДНК полимеразу. И тако долази Прекид ланца.
Овом методом се стварају фрагменти ДНК различитих дужина који се потом замењују тзв Гел електрофореза хемијски раздвојена у складу са њиховом дужином. Резултирајуће сортирање може се превести у низ нуклеотида у секвенцираном сегменту ДНК обележавањем сваке базе различитом флуоресцентном бојом.

ДНК хибридизација

ДНК хибридизација је молекуларно генетска методакоја се користи за креирање Показати сличност између два појединачна ланца ДНК различитог порекла.

Ова метода користи чињеницу да се двоструки ланац ДНК увек састоји од две комплементарне појединачне нити.
Што су сличнија обе појединачне нити Ако су међусобно више, базе формирају чврсту везу (водоничне везе) са супротном базом или више њих више парова базе.

Неће бити базно упаривање између одсека на две нити ДНК који имају различиту базну секвенцу.

Тхе релативни број веза могу сада кроз Одређивање тачке топљења, у коме је новостворени двоструки ланац ДНК одвојен.
Већа тачка топљења лажи, више комплементарних основа формирали су водоничне везе једни са другима и то су сличније две појединачне нити.

Овај поступак се такође може користити за Детекција специфичне секвенце базе у ДНК смеши буди употребљен. Можеш ти то вештачки формирана ДНК комадићи обележени (флуоресцентном) бојом постаните. Затим служе за идентификацију одговарајуће базне секвенце и на тај начин могу учинити видљивим.

Циљеви истраживања

По завршетку Пројект хуманог генома Сада истраживачи покушавају да појединим генима додијеле њихову важност за људско тијело.
С једне стране, они покушавају извући закључке Настанак болести и терапија Са друге стране, поредећи људски ДНК са ДНК осталих живих бића, постоји нада да ће они моћи боље да представљају еволуционе механизме.