Razložimo, kaj je DNK in zakaj je bistvenega pomena za življenje. Struktura, replikacija DNK in razlike med DNK in RNK.
DNK ima tudi obliko dvojne vijačnice, zvite vase.Kaj je DNK?
DNK ali deoksiribonukleinska kislina je a polimer bistveno za življenje, ki se nahaja v notranjosti vseh celice od živa bitja in večina v notranjosti virus. Je kompleksna, dolga beljakovina, znotraj katere so shranjene vse genetske informacije posameznika, torej navodila za sintezo vseh beljakovine ki sestavljajo njegov organizem: lahko bi rekli, da vsebuje molekularna navodila za sestavljanje živega bitja.
Najmanjše enote takšne genetske informacije imenujemo geni in so sestavljeni iz specifičnega zaporedja nukleotidov, ki sestavljajo DNK, in omogočajo tudi njihov dedni prenos, nekaj bistvenega pomena za razvoj življenja. Tudi v teh strukture vsebuje tudi informacije o tem, kako in kdaj naj pride do sinteze osnovnih sestavin celic.
DNK je v celicah, bodisi razpršena po njih citoplazma (v primeru organizmov prokariontov: bakterije in arheje) in ali znotraj celično jedro (v primeru evkariontov: tla, živali, gobe). Za njegovo dekodiranje in uporabo kot predlogo je potrebna intervencija RNA ali ribonukleinske kisline, ki prebere strukturo in jo uporabi kot predlogo v procesu, imenovanem transkripcija/translacija.
Povedati je treba, da je DNK vsakega posameznika edinstvena in drugačna, produkt kombinacije genetskih kod njihovih staršev v procesu, ki se zgodi naključno. To seveda v organizmih spolno razmnoževanje, v kateri vsak prednik prispeva polovico svojega genoma za nastanek novega posameznika. V primeru enocelični organizmi od nespolno razmnoževanje, the molekula DNK se razmnožuje v procesu, imenovanem podvajanje.
Genetska vsebina DNK je izjemno dragocena za življenje, kljub temu pa je možno, da se poškoduje zaradi stika z mutageni: ionizirajočim sevanjem, nekaterimi kemičnimi elementi ali celo nekaterimi zdravili (kot v primeru kemoterapije), kar bi povzročilo transkripcijske napake med celično sintezo. To lahko privede do bolezni in smrt posameznika, ali pa tudi na dedni prenos okvarjenih struktur, zaradi česar nastanejo potomci s prirojenimi napakami.
struktura DNK
Molekula DNK je dolg niz enot, imenovanih nukleotidi, ki so sestavljeni iz molekule sladkorja (v tem primeru deoksiriboze: C5H10O4), dušikove baze (ki je lahko adenin, gvanin, citozin ali timin) in fosfatne skupine, ki služi kot vez med nukleotidi. Zato se vsak nukleotid razlikuje od drugih po dušikovi bazi, ki jo ima, in da vsi skupaj tvorijo verigo, imenovano zaporedje DNK in ki se lahko prepiše z začetnico vsake osnove, na primer: ACTAGTCAGT…
DNK ima tudi obliko dvojne vijačnice, zvito vase v treh različnih vzorcih (imenovanih A, B in Z), glede na njeno zaporedje, število baz in specifično funkcijo. Ta struktura nastane zaradi združitve dveh verig nukleotidov s pomočjo vodikovih vezi.
Replikacija DNK
Replikacija je proces, s katerim molekula DNK ustvari dve enaki sebi, in je ključna pri razmnoževanje celic, saj morajo vse celice v telesu imeti enak natančen genom (kot pri organizmih, ki se razmnožujejo nespolno in so praktično kloni drug drugega).
Postopek je sestavljen iz ločitve dveh verig DNK, od katerih bo vsaka delovala kot predloga za sintezo novega partnerja. Če bo šlo vse po sreči, bosta na koncu dve enaki molekuli prvotne DNK, obe v dvojni vijačnici. Zato je replikacija ključnega pomena dedovanje.
Predpostavljajo se tri vrste replikacije DNK:
- Semiconservative. Kot je opisano zgoraj, se niti ločijo in iz vsake stare se sintetizira nova.
- Konservativen. Zgodilo bi se, če bi se dve stari verigi, potem ko sta služili kot predloga, vrnili skupaj s svojim starim partnerjem in na koncu bi poleg stare, ki bi se rekonstituirala, nastala popolnoma nova molekula DNK.
- Disperzivno. To bi se zgodilo, če bi bile nastale vijačnice sestavljene iz fragmentov stare in nove DNK.
Razlike med DNA in RNA
DNK in RNA so verige podobnih nukleotidov, vendar se razlikujejo, kot pove njihovo ime, po vrsti sladkorja, ki je prisoten v njihovi strukturi: deoksiriboza oziroma riboza.
Poleg tega je RNK skoraj štirikrat večja od DNK in je sestavljena iz ene same vijačnice namesto dveh. To razlikovanje je očitno tudi funkcionalno, saj DNK vsebuje genetsko predlogo, RNA pa je odgovorna za njeno izvajanje ali transport.