Miksi DNA on niin tärkeä? Yksinkertaisesti sanottuna DNA sisältää elämälle välttämättömät ohjeet.
DNA:ssamme oleva koodi antaa ohjeita kuinka valmistaa proteiineja, jotka ovat elintärkeitä kasvullemme, kehityksellemme ja yleiselle terveydellemme.
Tietoja DNA:sta
DNA tarkoittaa deoksiribonukleiinihappoa. Se koostuu biologisten rakennuspalikoiden yksiköistä, joita kutsutaan nukleotideiksi.
DNA on elintärkeä molekyyli ei vain ihmisille, vaan myös useimmille muille organismeille. DNA sisältää perinnöllisen materiaalimme ja geenimme – se tekee meistä ainutlaatuisia.
Mutta mitä DNA oikeastaan tekee tehdä? Jatka lukemista saadaksesi lisätietoja DNA:n rakenteesta, mitä se tekee ja miksi se on niin tärkeä.
DNA terveydessä, sairauksissa ja ikääntymisessä
Laaja genomi
Täydellistä DNA:si sarjaa kutsutaan genomiksi. Se
Perit puolet DNA:stasi isältäsi ja puolet äidiltäsi. Tämä DNA tulee siittiöstä ja munasolusta, vastaavasti.
Geenit muodostavat todella vähän genomistasi – vain
Tiedemiehet oppivat yhä enemmän tästä ”ei-koodaavasta” DNA:sta.
DNA-vauriot ja mutaatiot
DNA-koodi on altis vaurioitumiselle. Itse asiassa on arvioitu, että jokaisessa solussamme tapahtuu joka päivä kymmeniä tuhansia DNA-vauriotapahtumia. Vahinko voi johtua esimerkiksi DNA:n replikaatiovirheistä, vapaista radikaaleista ja UV-säteilylle altistumisesta.
Mutta älä pelkää! Soluissasi on erikoistuneita proteiineja, jotka pystyvät havaitsemaan ja korjaamaan monia DNA-vaurioita. Itse asiassa niitä on
Mutaatiot ovat muutoksia DNA-sekvenssissä. Ne voivat joskus olla huonoja. Tämä johtuu siitä, että DNA-koodin muutoksella voi olla myötävirtavaikutus proteiinin valmistustapaan.
Jos proteiini ei toimi kunnolla, seurauksena voi olla sairaus. Joitakin esimerkkejä sairauksista, jotka johtuvat yhden geenin mutaatioista, ovat kystinen fibroosi ja sirppisoluanemia.
Mutaatiot voivat myös johtaa syövän kehittymiseen. Jos esimerkiksi solujen kasvuun osallistuvia proteiineja koodaavat geenit mutatoituvat, solut voivat kasvaa ja jakautua hallitsemattomasti. Jotkut syöpää aiheuttavat mutaatiot voivat olla periytyviä, kun taas toiset voidaan hankkia altistumisesta syöpää aiheuttaville aineille, kuten UV-säteilylle, kemikaaleille tai tupakansavulle.
Mutta kaikki mutaatiot eivät ole huonoja. Me hankimme niitä koko ajan. Jotkut ovat vaarattomia, kun taas toiset lisäävät monimuotoisuuttamme lajina.
Muutoksia, joita esiintyy yli 1 prosentilla väestöstä, kutsutaan polymorfismeiksi. Esimerkkejä joistakin polymorfismeista ovat hiusten ja silmien väri.
DNA ja ikääntyminen
Uskotaan, että korjaamattomat DNA-vauriot voivat kertyä ikääntyessämme, mikä edistää ikääntymisprosessia. Mitkä tekijät voivat vaikuttaa tähän?
Jotain, jolla voi olla suuri rooli ikääntymiseen liittyvissä DNA-vaurioissa, on vapaiden radikaalien aiheuttama vaurio. Tämä yksi vauriomekanismi ei kuitenkaan välttämättä riitä selittämään ikääntymisprosessia. Useat tekijät voivat myös olla mukana.
Yksi
Toinen DNA:n osa, joka voi olla osallisena ikääntymisessä, ovat telomeerit. Telomeerit ovat jaksoja toistuvista DNA-sekvensseistä, jotka löytyvät kromosomiesi päistä. Ne auttavat suojaamaan DNA:ta vaurioilta, mutta ne myös lyhenevät jokaisella DNA-replikaatiokierroksella.
Telomeerien lyheneminen on yhdistetty ikääntymisprosessiin. On myös havaittu, että jotkin elämäntapatekijät, kuten liikalihavuus, tupakansavulle altistuminen ja psyykkinen stressi
Ehkä terveellisten elämäntapojen valinnat, kuten terveen painon ylläpitäminen, stressin hallinta ja tupakoimatta jättäminen, voivat hidastaa telomeerien lyhentymistä? Tämä kysymys kiinnostaa edelleen tutkijoita.
Mistä DNA on tehty?
DNA-molekyyli koostuu nukleotideista. Jokainen nukleotidi sisältää kolme eri komponenttia – sokerin, fosfaattiryhmän ja typpiemäksen.
DNA:ssa olevaa sokeria kutsutaan 2′-deoksiriboosiksi. Nämä sokerimolekyylit vuorottelevat fosfaattiryhmien kanssa muodostaen DNA-juosteen ”selkärangan”.
Jokaiseen nukleotidin sokeriin on kiinnittynyt typpiemäs. DNA:ssa on neljä erilaista typpiemästä. Ne sisältävät:
- adeniini (A)
- sytosiini (C)
- guaniini (G)
- tymiini (T)
Miltä DNA näyttää?
DNA:n kaksi juostetta muodostavat kolmiulotteisen rakenteen, jota kutsutaan kaksoiskierteeksi. Kuvattuna se näyttää hieman tikkailta, jotka on kierretty spiraaliksi, jossa kantaparit ovat portaat ja sokerifosfaattirungot jalat.
Lisäksi on syytä huomata, että eukaryoottisolujen tumassa oleva DNA on lineaarinen, mikä tarkoittaa, että kunkin juosteen päät ovat vapaita. Prokaryoottisolussa DNA muodostaa pyöreän rakenteen.
Mitä DNA tekee?
DNA auttaa kehoasi kasvamaan
DNA sisältää ohjeet, joita organismin – esimerkiksi sinä, lintu tai kasvi – tarvitsee kasvaa, kehittyä ja lisääntyä. Nämä ohjeet on tallennettu nukleotidiemäsparien sekvenssiin.
Solusi lukevat tätä koodia kolme emästä kerrallaan tuottaakseen proteiineja, jotka ovat välttämättömiä kasvulle ja selviytymiselle. DNA-sekvenssiä, joka sisältää tiedot proteiinin valmistamiseksi, kutsutaan geeniksi.
Jokainen kolmen emäksen ryhmä vastaa tiettyjä aminohappoja, jotka ovat proteiinien rakennuspalikoita. Esimerkiksi emäsparit TGG määrittävät aminohapon tryptofaanin, kun taas emäsparit GGC määrittävät aminohapon glysiinin.
Jotkut yhdistelmät, kuten TAA, TAG ja TGA, osoittavat myös proteiinisekvenssin loppua. Tämä käskee solua olemaan lisäämättä enempää aminohappoja proteiiniin.
Proteiinit koostuvat erilaisista aminohappoyhdistelmistä. Kun jokaisella proteiinilla on oikeassa järjestyksessä, niillä on ainutlaatuinen rakenne ja toiminta kehossasi.
Miten pääset DNA-koodista proteiiniin?
Toistaiseksi olemme oppineet, että DNA sisältää koodin, joka antaa solulle tietoa proteiinien valmistamisesta. Mutta mitä siinä välissä tapahtuu? Yksinkertaisesti sanottuna tämä tapahtuu kaksivaiheisen prosessin kautta:
Ensinnäkin kaksi DNA-juostetta hajoavat. Sitten ytimessä olevat erityiset proteiinit lukevat DNA-juosteen emäspareja luodakseen välilähettimolekyylin.
Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi ja luotua molekyyliä kutsutaan lähetti-RNA:ksi (mRNA). mRNA on toisen tyyppinen nukleiinihappo ja se tekee täsmälleen sen, mitä sen nimi antaa ymmärtää. Se kulkee ytimen ulkopuolelle ja toimii viestinä solukoneistolle, joka rakentaa proteiineja.
Toisessa vaiheessa solun erikoistuneet komponentit lukevat mRNA:n viestin kolme emäsparia kerrallaan ja työskentelevät proteiinin kokoamiseksi aminohappo kerrallaan. Tätä prosessia kutsutaan kääntämiseksi.
Mistä DNA löytyy?
Vastaus tähän kysymykseen voi riippua organismityypistä, josta puhut. On olemassa kahdenlaisia soluja – eukaryoottisia ja prokaryoottisia.
Ihmisillä on DNA:ta jokaisessa solussamme.
Eukaryoottisolut
Ihmisillä ja monilla muilla organismeilla on eukaryoottisoluja. Tämä tarkoittaa, että heidän soluissaan on kalvoon sitoutunut ydin ja useita muita kalvoon sitoutuneita rakenteita, joita kutsutaan organelleiksi.
Eukaryoottisolussa DNA on ytimessä. Pieni määrä DNA:ta löytyy myös mitokondrioiksi kutsutuista organelleista, jotka ovat solun voimalaitoksia.
Koska ytimessä on rajallinen määrä tilaa, DNA:n on oltava tiiviisti pakattu. Pakkaamisessa on useita eri vaiheita, mutta lopputuotteet ovat rakenteita, joita kutsumme kromosomeiksi.
Prokaryoottisolut
Organismit, kuten bakteerit, ovat prokaryoottisoluja. Näillä soluilla ei ole ydintä tai organelleja. Prokaryoottisoluissa DNA löytyy tiiviisti kiertyneenä solun keskeltä.
Mitä tapahtuu, kun solusi jakautuvat?
Kehosi solut jakautuvat normaalina osana kasvua ja kehitystä. Kun näin tapahtuu, jokaisessa uudessa solussa on oltava täydellinen kopio DNA:sta.
Tämän saavuttamiseksi DNA:si täytyy käydä läpi prosessi, jota kutsutaan replikaatioksi. Kun tämä tapahtuu, kaksi DNA-juostetta hajoavat. Sitten erikoistuneet soluproteiinit käyttävät jokaista juostetta templaattina uuden DNA-juosteen valmistamiseksi.
Kun replikaatio on valmis, on kaksi kaksijuosteista DNA-molekyyliä. Yksi sarja menee jokaiseen uuteen soluun, kun jakautuminen on valmis.
DNA on avainasemassa kasvullemme, lisääntymiselle ja terveydellemme. Se sisältää ohjeet, joita solusi tarvitsevat tuottamaan proteiineja, jotka vaikuttavat moniin eri prosesseihin ja toimintoihin kehossasi.
Koska DNA on niin tärkeä, vauriot tai mutaatiot voivat joskus edistää taudin kehittymistä. On kuitenkin myös tärkeää muistaa, että mutaatiot voivat olla hyödyllisiä ja myös edistää monimuotoisuuttamme.
