Cum Funcționează Adn-Ul

{h1}

Adn-ul conține material genetic care se transmite la fiecare generație succesivă. Aflați despre adn și aflați ce informații conține fiecare șir de adn.

Ca un singur inel al puterii din „Domnul inelelor” de Tolkien acidul dezoxiribonucleic (ADN) este molecula principală a fiecărei celule. Conține informații vitale care sunt transmise fiecărei generații succesive. Coordonează producerea de sine, precum și a altor molecule (proteine). Dacă este modificat ușor, pot rezulta consecințe grave. Dacă este distrusă dincolo de reparații, celula moare.

Modificările ADN-ului celulelor din organismele multicelulare produc variații ale caracteristicilor unei specii. Pe perioade lungi de timp, selecția naturală acționează asupra acestor variații pentru a evolua sau schimba specia.

Prezența sau absența probelor ADN la locul faptei ar putea însemna diferența dintre un verdict de vinovăție și o achitare. ADN-ul este atât de important încât guvernul Statelor Unite a cheltuit sume enorme de bani pentru a descoperi secvența ADN-ului în genomul uman în speranța de a înțelege și de a găsi leacuri pentru multe boli genetice. În cele din urmă, din ADN-ul unei celule, putem clona un animal, o plantă sau poate chiar o ființă umană.

Dar ce este ADN-ul? Unde se găsește? Ce îl face atât de special? Cum functioneazã? În acest articol, vom analiza în profunzime structura ADN-ului și vom explica cum se face el însuși și cum determină toate trăsăturile tale. Mai întâi, să analizăm cum a fost descoperit ADN-ul.

-DNA este una dintre o clasă de molecule numită acizi nucleici. Acizii nucleici au fost descoperiți inițial în 1868 de Friedrich Meischer, un biolog elvețian, care a izolat ADN-ul de celulele purificatoare pe bandaje. Deși Meischer bănuia că acizii nucleici ar putea conține informații genetice, el nu a putut-o confirma.

În 1943, Oswald Avery și colegii de la Universitatea Rockefeller au arătat că ADN-ul luat dintr-o bacterie, Pneumonia streptococului, ar putea face ca bacteriile neinfecțioase să devină infecțioase. Aceste rezultate au indicat că ADN-ul era molecula care conține informații în celulă. Rolul informațional al ADN-ului a fost susținut în continuare în 1952, când Alfred Hershey și Martha Chase au demonstrat că pentru a face noi viruși, bacteriofag virusul a injectat ADN, nu proteine, în celula gazdă (a se vedea Cum funcționează virusurile pentru mai multe informații).

Așadar, oamenii de știință au teoretizat despre rolul informațional al ADN-ului timp îndelungat, dar nimeni nu știa cum au fost codificate și transmise aceste informații. Mulți oameni de știință au ghicit că structura moleculei este importantă pentru acest proces. În 1953, James D. Watson și Francis Crick au descoperit structura ADN-ului la Universitatea Cambridge. Povestea a fost descrisă în cartea lui James Watson „The Double Helix” și adusă pe ecran în filmul „The Race for the Double Helix”. Practic, Watson și Crick au folosit tehnici de modelare moleculară și date de la alți investigatori (inclusiv Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Erwin Chargaff și Linus Pauling) pentru a rezolva structura ADN-ului. Watson, Crick și Wilkins au primit premiul Nobel pentru medicină pentru descoperirea structurii ADN-ului (Franklin, care a fost colaboratorul lui Wilkins și a furnizat o informație cheie care a dezvăluit structura lui Watson și Crick, a murit înainte de a fi acordat premiul).

Structura ADN

Nucleotida este blocul de bază de acizi nucleici.

Nucleotida este blocul de bază de acizi nucleici.

-DNA este o-ne din acizi nucleici, molecule care conțin informații în celulă (Acid ribonucleic, sau ARN, este celălalt acid nucleic). ADN-ul se găsește în nucleul fiecărei celule umane. (Consultați bara laterală din partea de jos a paginii pentru mai multe despre ARN și diferite tipuri de celule). Informațiile din ADN:

  • ghidează celula (împreună cu ARN) în crearea de noi proteine ​​care determină toate trăsăturile noastre biologice
  • este trecut (copiat) de la o generație la alta

Cheia tuturor acestor funcții se găsește în structura moleculară a ADN-ului, descrisă de Watson și Crick.

Deși poate părea complicat, ADN-ul dintr-o celulă este într-adevăr doar un model format din patru părți diferite numite nucleotide. Imaginați-vă un set de blocuri care are doar patru forme sau un alfabet care are doar patru litere. ADN-ul este un șir lung dintre aceste blocuri sau litere. Fiecare nucleotid este format dintr-un zahăr (dezoxiriboză) legat pe o parte de a grupa fosfat și legat pe partea cealaltă de a bază azotată.

Există două clase de baze de azot numite purine (structuri cu două inele) și pirimidine (structuri cu un singur inel). Cele patru baze din alfabetul ADN sunt:

  • adenină (A) - un purin
  • citozină (C) - o pirimidină
  • guanina (G) - un purin
  • timina (T) - o pirimidină

Cum funcționează ADN-ul: este

Șuvițe de ADN sunt formate din porțiile de zahăr și fosfat ale nucleotidelor, în timp ce părțile din mijloc sunt formate din bazele azotate. Bazele azotate de pe cele două catene de perechi de ADN se completează, purină cu pirimidină (A cu T, G cu C) și sunt menținute împreună de legături slabe de hidrogen.

Watson și Crick au descoperit că ADN-ul avea două părți, sau șuvițe și că aceste șuvițe erau răsucite împreună ca o scară răsucită - helix dublu. Partile laterale ale scarii cuprind portiunile de zahar-fosfat de nucleotide adiacente legate intre ele. Fosfatul unui nucleotid este legat covalent (o legătură în care una sau mai multe perechi de electroni sunt împărțite de doi atomi) la zahărul următoarei nucleotide. Legăturile de hidrogen dintre fosfați provoacă răsucirea catenelor ADN. Bazele azotate orientează spre interior pe scară și formează perechi cu baze pe cealaltă parte, ca niște trepte. Fiecare pereche de baze este formată din două nucleotide complementare (purină cu pirimidină) legate între ele prin legături de hidrogen. Perechile de bază în ADN sunt adenina cu timina și citosină cu guanină.

Cum funcționează ADN-ul: funcționează

ADN-ul are o structură în formă de scară în spirală. Etapele sunt formate de bazele de azot ale nucleotidelor unde adenina se împerechează cu timina și citozina cu guanina.

În secțiunea următoare vom afla cât timp se potrivesc catene de ADN în interiorul unei celule minuscule.

Legătură de hidrogen

O legătură de hidrogen este a legătură chimică slabă care apare între atomii de hidrogen și mai mulți atomi electronegativi, cum ar fi oxigenul, azotul și fluorul. Atomii participanți pot fi localizați pe aceeași moleculă (nucleotide adiacente) sau pe molecule diferite (nucleotide adiacente pe catene diferite de ADN). Legăturile de hidrogen nu implică schimbul sau schimbul de electroni precum legăturile covalente și ionice. Atracția slabă este ca cea dintre poli opuși ai unui magnet. Legăturile de hidrogen apar pe distanțe scurte și pot fi ușor formate și rupte. De asemenea, pot stabiliza o moleculă.

Montarea în interiorul unei celule

O bacterie tipică E. coli are 3 microni, dar ADN-ul său este de peste 300 de ori mai lung. Deci, ADN-ul este strâns înfășurat și răsucit pentru a se încadra în interior.

O bacterie tipică E. coli are 3 microni, dar ADN-ul său este de peste 300 de ori mai lung. Deci, ADN-ul este strâns înfășurat și răsucit pentru a se încadra în interior.

ADN-ul este o moleculă lungă. De exemplu, o bacterie tipică, cum ar fi E coli, are o moleculă de ADN cu aproximativ 3000 de gene (o genă este o secvență specifică de nucleotide de ADN care codifică o proteină. Vom vorbi despre asta mai târziu). Dacă este extrasă, această moleculă de ADN ar avea aproximativ 1 milimetru lungime. Cu toate acestea, un tipic E coli are doar 3 microni lungime (3 mii de milimetru). Deci, pentru a se încadra în interiorul celulei, ADN-ul este extrem de înfășurat și răsucit într-un singur cromozom circular.

Organismele complexe, precum plantele și animalele, au 50.000 până la 100.000 de gene pe mai mulți cromozomi diferiți (oamenii au 46 de cromozomi). În celulele acestor organisme, ADN-ul este răsucit în jurul unor proteine ​​numite mărgele histone. Histonele sunt, de asemenea, înfășurate strâns pentru a forma cromozomi, care sunt localizați în nucleul celulei. Când o celulă se reproduce, cromozomii (ADN) sunt copiați și distribuiți fiecărei descendențe, fie unei celule fiice. Celulele non-sexuale au două copii ale fiecărui cromozom care se copiază și fiecare celulă fiică primește două copii (mitoză). În timpul meiozei, celulele precursoare au două copii ale fiecărui cromozom care este copiat și distribuit în mod egal la patru celule sexuale. Celulele sexuale (spermatozoizi și ovule) au o singură copie a fiecărui cromozom. Când sperma și ovulul se unesc în fecundare, urmașii au două copii ale fiecărui cromozom (vezi Cum funcționează sexul).

În secțiunea următoare vom analiza cum funcționează procesul de replicare a ADN-ului.

Replicarea ADN-ului

Dubla helixă a ADN-ului se desface și fiecare parte servește ca un model pentru a face o nouă moleculă.

Dubla helixă a ADN-ului se desface și fiecare parte servește ca un model pentru a face o nouă moleculă.

-DNA transportă informațiile pentru fabricarea tuturor proteinelor celulare. Aceste pro-teins implementează toate funcțiile unui organism viu și determină caracteristicile organismului. Când celula se reproduce, ea trebuie să transmită toate aceste informații către celulele fiice.

Înainte ca o celulă să se poată reproduce, trebuie mai întâi replicasau faceți o copie a ADN-ului acestuia. În cazul în care are loc replicarea ADN depinde dacă celulele sunt procariote sau eucariote (vezi bara laterală ARN din pagina anterioară pentru mai multe despre tipurile de celule). Replicarea ADN-ului are loc în citoplasma procariotelor și în nucleul eucariotelor. Indiferent de locul în care are loc replicarea ADN-ului, procesul de bază este același.

Structura ADN-ului se pretează cu ușurință la replicarea ADN-ului. Fiecare parte a dublei elice se execută în sens opus (anti-paralel) directii. Frumusețea acestei structuri constă în faptul că se poate decupla pe mijloc și fiecare parte poate servi drept model sau șablon pentru cealaltă parte (numită replicare semi-conservatoare). Cu toate acestea, ADN-ul nu dezarhivează în totalitate. Se desface într-o zonă mică numită a furculiță de replicare, care apoi se deplasează pe întreaga lungime a moleculei.

Să ne uităm la detalii:

  1. O enzimă numită Girasa ADN formează un nick în dubla helix și fiecare parte se separă
  2. O enzimă numită helicazei desface ADN-ul dublu catenar
  3. Câteva proteine ​​mici numite proteine ​​de legare cu un singur fir (SSB) se leagă temporar de fiecare parte și le menține separate
  4. Un complex enzimatic numit ADN polimeraza "plimbă" pe catenele ADN și adaugă noi nucleotide la fiecare catena. Nucleotidele se împerechează cu nucleotidele complementare de pe suportul existent (A cu T, G cu C).
  5. O subunitate a ADN-polimerazei corectează noul ADN
  6. O enzimă numită ADN-ligază sigilează fragmentele într-un fir lung continuu
  7. Noile copii automat se va termina din nou

Diferite tipuri de celule și-au replicat ADN-ul la viteze diferite. Unele celule se împart constant, precum cele din părul tău, unghiile și celulele măduvei osoase. Alte celule trec prin mai multe runde de diviziune celulară și se opresc (inclusiv celule specializate, precum cele din creierul tău, mușchi și inimă). În cele din urmă, unele celule nu mai pot diviza, dar pot fi induse să se împartă pentru a repara leziuni (cum ar fi celulele pielii și celulele hepatice). În celulele care nu se divid în mod constant, indicii pentru replicarea ADN / divizarea celulelor se prezintă sub formă de substanțe chimice. Aceste substanțe chimice pot proveni din alte părți ale corpului (hormoni) sau din mediu.

ADN-ul animal vs. plantă

ADN-ul tuturor organismelor vii are aceeași structură și cod, deși unii virusuri folosesc ARN ca purtător de informații în loc de ADN. Majoritatea animalelor au două copii ale fiecărui cromozom. În schimb, plantele pot avea mai mult de două copii ale mai multor cromozomi, care apar de obicei din erori în distribuția cromozomilor în timpul reproducerii celulare. La animale, acest tip de eroare cauzează, de obicei, boli genetice care sunt de obicei fatale. Din anumite motive necunoscute, acest tip de eroare nu este la fel de devastator pentru plante.

Ce ADN face

ADN-ul conține informațiile pentru a face proteine, care îndeplinesc toate funcțiile și caracteristicile organismelor vii.

ADN-ul conține informațiile pentru a face proteine, care îndeplinesc toate funcțiile și caracteristicile organismelor vii.

-DNA prezintă toate informațiile pentru caracteristicile dvs. fizice, care sunt determinate în esență de proteine. Deci, ADN-ul conține instrucțiunile pentru a face o proteină. În ADN, fiecare proteină este codificată de a genă (o secvență specifică de nucleotide ADN care specifică modul în care urmează să fie fabricată o singură proteină). Mai exact, ordinea nucleotidelor din cadrul unei gene specifică ordinea și tipurile de aminoacizi care trebuie reunite pentru a face o proteină.

O proteină este formată dintr-un lanț lung de substanțe chimice numit aminoacizi Proteinele au multe funcții:

  • enzimele care efectuează reacții chimice (cum ar fi enzimele digestive)
  • Proteine ​​structurale care sunt materiale de construcție (cum ar fi colagenul și cheratina pentru unghii)
  • Transporta proteinele care transportă substanțe (cum ar fi hemoglobina care transportă oxigen în sânge)
  • Proteine ​​de contracție care determină compresiunea mușchilor (cum ar fi actina și miozina)
  • Proteine ​​de stocare care ține de substanțe (cum ar fi albumină în albus de ou și feritină care păstrează fier în splina)
  • hormonii - mesageri chimici între celule (inclusiv insulină, estrogen, testosteron, cortizol, etc.)
  • Proteine ​​de protecție - anticorpi ai sistemului imunitar, coagularea proteinelor în sânge
  • toxinele - substanțe otrăvitoare (cum ar fi veninul de albine și veninul de șarpe)

Secvența particulară de aminoacizi din lanț este ceea ce face ca o proteină să fie diferită de alta. Această secvență este codată în ADN-ul unde o genă codifică pentru o proteină.

Cum funcționează ADN-ul: adn-ul

Codul genetic este format din 3 cuvinte „cuvinte” sau codoni care specifică anumite aminoacizi. Ordinea codonilor desemnează ordinea aminoacizilor din proteină.

Cum codifică ADN-ul informațiilor pentru o proteină? Există doar patru baze ADN, dar există 20 de aminoacizi care pot fi folosiți pentru proteine. Deci, grupuri de trei nucleotide formează un cuvânt (codon) care specifică care dintre cei 20 de aminoacizi intră în proteină (un codon cu 3 baze produce 64 de tipare posibile (4 * 4 * 4), ceea ce este mai mult decât suficient pentru a specifica 20 de aminoacizi. Deoarece există 64 de codoni posibili și numai 20 de aminoacizi, există o anumită repetare în codul genetic. De asemenea, ordinea codonilor din genă specifică ordinea aminoacizilor din proteină. Poate necesita între 100 și 1.000 codoni (300 până la 2.000 nucleotide) pentru a specifica o proteină dată. Fiecare genă are, de asemenea, codoni pentru a desemna începutul (începe codonul) si sfarsit (opriti codonul) a genei.

În următoarele secțiuni, vom vedea cum sunt construite proteinele.

Construirea unei proteine: transcrierea

-Combinarea proteinelor seamănă foarte mult cu construirea unei case:

  • Modelul principal este ADN-ul, care conține toate informațiile pentru a construi noua proteină (casă).
  • Copia de lucru a modelului principal se numește ARN mesager (ARNm), wh-h este copiat din ADN.
  • Șantierul este fie citoplasma într-un procariot sau reticulul endoplasmatic (ER) într-un eucariot.
  • Materialele de construcție sunt aminoacizi.
  • Lucrătorii în construcții sunt ribozomi și transferă molecule de ARN.

Să analizăm mai atent fiecare fază a noii construcții.

Într-un eucariot, ADN-ul nu părăsește niciodată nucleul, așa că informațiile sale trebuie copiate. Acest proces de copiere este numit transcriere iar copia este mARN. Transcrierea are loc în citoplasmă (procariote) sau în nucleu (eucariot). Transcrierea este realizată de o enzimă numită ARN polimerază. Pentru a face mARN, ARN polimeraza:

  1. Se leagă de catena ADN la o secvență specifică a genei numită a promotor
  2. Desface și deconectează cele două fire de ADN
  3. Utilizează una dintre firele ADN ca ghid sau șablon
  4. Se potrivește cu noi nucleotide cu complementele lor pe catena ADN (G cu C, A cu U - amintiți-vă că ARN are uracil (U) în loc de timină (T))
  5. Leagă aceste noi nucleotide ARN pentru a forma o copie complementară a catenei ADN (mARN)
  6. Se oprește atunci când întâlnește o secvență de terminare a bazelor (stop codon)

mRNA este fericit că trăiește într-o stare monocatenară (spre deosebire de dorința ADN-ului de a forma helixuri dublu-catenare complementare). În procariote, toate nucleotidele din mARN sunt parte din codoni pentru noua proteină. Cu toate acestea, doar în eucariote, există secvențe suplimentare în ADN și ARNm care nu codifică proteinele numite introni. Acest ARNm este apoi procesat în continuare:

  • Intronele sunt tăiate
  • Secvențele de codare se împletesc împreună
  • La un capăt se adaugă un „capac” special de nucleotide
  • La celălalt capăt se adaugă o coadă lungă formată din 100 până la 200 de nucleotide de adenină

Nimeni nu știe de ce această prelucrare are loc în eucariote. În cele din urmă, în orice moment, multe gene sunt transcrise simultan în funcție de nevoile celulelor de proteine ​​specifice.

Copia de lucru a modelului (mRNA) trebuie să meargă acum la șantierul în care lucrătorii vor construi noua proteină. Dacă celula este un procariot, cum ar fi un E coli bacterie, apoi situl este citoplasma. Dacă celula este un eucariot, cum ar fi o celulă umană, atunci mRNA părăsește nucleul prin găuri mari ale membranei nucleare (porii nucleari) și se duce la reticulul endoplasmic (ER).

În continuare, vom afla despre traducere - procesul de asamblare.

ARN (acid ribonucleic)

ARN este alte acid nucleic. Acesta diferă de ADN în trei moduri majore:

  • Zaharul este riboza în loc de dezoxiriboză
  • Există o singură cusătură în loc de două
  • ARN are uracil (U) în loc de timină. Deci, perechile de baze în ARN sunt citosină cu guanină și adenină cu uracil.

Într-o celula procariota (unul fără organele interne legate de membrană ca o bacterie), atât ADN-ul cât și ARN se găsesc în citoplasmă. Într-o Celulă eucariotă (unul cu organele interne legate de membrană, ca și oamenii), ARN-ul poate fi găsit în nucleu și citoplasmă, în timp ce ADN-ul se găsește doar în nucleu.

Construirea unei proteine: traducere

Acesta este un tabel al codului genetic bazat pe codoni ARNm. Unele tabele se bazează pe codonii ADN.

Acesta este un tabel al codului genetic bazat pe codoni ARNm. Unele tabele se bazează pe codonii ADN.

-Pentru a continua cu exemplul casei noastre, după ce copia de lucru a planului a ajuns pe șantier, lucrătorii trebuie să asambleze materialele conform instrucțiunilor-ns; acest proces este numit traducere. În cazul unei proteine, lucrătorii sunt ribozomi și molecule speciale de ARN numite ARN de transfer (ARNt). Materialele de construcție sunt aminoacizii.

În primul rând, să ne uităm la ribozomului. Ribozomul este format din ARN numit ARN ribozomal (RR-NA). În procariote, ARNr se face în citoplasmă; în eucariote, ARNr se produce în nucleol. Ribozomul are două părți, care se leagă de o parte și de alta a ARNm. În mare parte se află două „camere” (siturile P și A) care se vor potrivi cu doi codoni adiacenți ai mARN, două molecule de ARNt și doi aminoacizi. La început, situsul P deține primul codon în mARN și site-ul A ține următorul codon.

În continuare, să ne uităm la moleculele de ARNt. Fiecare ARNt are un situs de legare pentru un aminoacid. Deoarece fiecare ARNt este specific pentru un singur aminoacid, acesta trebuie să poată recunoaște codonul de pe mARN care codifică acel aminoacid. Prin urmare, fiecare ARNt are o secvență specifică cu trei nucleotide numită anti-codon care se potrivește cu codonul ARNm corespunzător, precum o blocare și o cheie. De exemplu, dacă un codon pe ARNm are secvența ... -uracil-uracil-uracil-... (UUU) care codifică aminoacidul fenilalanină, apoi anticiclonul de pe ADN-ul fenilalaninei va fi adenină-adenină-adenină (AAA); amintiți-vă că A se leagă cu U în ARN. Moleculele de ARNt plutesc în citoplasmă și leagă aminoacizii liberi. Odată legat de aminoacizi, ARNt-urile (de asemenea, numite amino-acil tARN) vor căuta ribozomi.

În cele din urmă, să analizăm evenimentele din sinteza proteinelor noi. De exemplu, să luăm în considerare o moleculă de ARNm mic cu următoarea secvență:

-Toate moleculele ARNm încep cu AUG (codonul de început). UGA, UAA și UAG sunt codoni de oprire; codonii sto-p nu au molecule de ARNt corespunzătoare (moleculele mRNA reale au sute de codoni).

Secvența corespunzătoare de anti-codoni ARNt va fi:

Nu există ARNt corespunzător codonilor de oprire.

Secvența de aminoacizi specificată de acest mic ARNm este:

-Cunoastem aceasta secventa de aminoacizi folosind un tabel al codului genetic. Tabelul codurilor genetice de mai jos este pentru mRNA și specifică bazele în prima, a doua și a treia poziție a codonului cu aminoacizii corespunzători ai acestora.

Să citim aminoacidul specificat de codonul mARN, AUG. Mai întâi, așezați degetul stâng pe primul codon de poziție (A), în prima coloană a tabelului. Mișcați degetul stâng peste rând sub codonul de poziție a doua (U) din primul rând. Acum, așezați degetul drept peste codonul de poziție a treia (G) în același rând al ultimei coloane (G). Mutați degetul drept peste rând până când se întâlnește cu degetul stâng și citiți aminoacidul (metionină).

În secțiunea următoare vom analiza procesul de sinteză a proteinelor.

Procesul de sinteză a proteinelor

Acum să analizăm ordinea evenimentelor în sinteza proteinei noastre din ARNm-ul nostru:

  1. Un ribozom se leagă de mRNA cu codonul AUG în situl P și codonul UUU în situl A.
  2. Un aminoacil-ARNt (anti-codon = UAC) cu o metionină atașată intră în locul P al ribozomului
  3. Un aminoacil-ARNt (anti-codon = AAA) cu o fenilalanină atașată intră în locul A a ribozomului
  4. Se formează o legătură chimică între metionină și fenilalanină (într-o proteină, această legătură covalentă se numește legătură peptidică).
  5. ARNt-specific de metionină părăsește site-ul P și pleacă să adune o altă metionină
  6. Ribozomul se schimbă astfel încât situl P conține acum codonul UUU cu ARNm fenil-alanină atașat și următorul codon (ACA) ocupă acum site-ul A.
  7. Un aminoacil-ARNt (anti-codon) cu o treonină atașată intră în locul A a ribozomului.
  8. Se formează o legătură peptidică între fenilalanină și treonină.
  9. ARNt specific fenilalaninei părăsește situl P și pleacă pentru a găsi o altă fenilalanină.
  10. Ribozomul reduce un codon astfel încât secvența de oprire este acum în site-ul A. După întâlnirea secvenței de stop, ribozomul se desprinde de mRNA și se împarte în cele două părți ale sale, ARNt specific treoninei își eliberează treonina și frunzele, iar noua proteină plutește departe

Câțiva ribozomi se pot atașa la o moleculă de mRNA unul după altul și încep să facă proteine. Deci, mai multe proteine ​​pot fi făcute dintr-un mARN. De fapt, în E coli bacterii, traducerea mRNA începe chiar înainte de transcrierea transcrierii.

În secțiunea următoare vom analiza mutația ADN-ului.

ADN mitocondrial

Mitocondriile (și cloroplastele din plante) au propriile lor bucle mici de ADN și se reproduc singure, independent de ceea ce se întâmplă în nucleu. Acest cod ADN pentru unele proteine ​​mitocondriale, dar altele sunt furnizate din ADN-ul depozitat în nucleu. Mitocondriile seamănă cu o formă precoce de bacterii, despre care se crede că au fost capturate în celule eucariote devreme în istoria vieții pe Pământ. Bacteriile au coexistat cu celula (endosimbioza) și au evoluat în mitocondrii. Un alt aspect unic al ADN-ului mitocondrial este acela că îl moștenești doar de la mama ta (mitocondriile care există în celula de ou). Deși celula de spermă care fertilizează ovulul conține un mitocondriu de la tată, acesta nu este eliberat și transmis mai departe.

Mutație, variație și secvențare ADN

Variațiile în secvența genelor în timpul pot avea consecințe importante și pot cauza boala.

Variațiile în secvența genelor în timpul pot avea consecințe importante și pot cauza boala.

-În genomul h-uman, există 50.000 până la 100.000 de gene. Pe măsură ce ADN polimeraza copiază secvența ADN, apar unele greșeli. De exemplu, o bază ADN dintr-o genă poate fi înlocuită cu alta. Aceasta se numește a mutaţie (în special a punct mutație) sau variația genei. Deoarece codul genetic are redundanțe încorporate, această greșeală ar putea să nu aibă prea multe efecte asupra proteinei făcute de genă. În unele cazuri, eroarea ar putea fi în a treia bază a unui codon și specifică în continuare același aminoacid din proteină. În alte cazuri, poate fi în altă parte a codonului și specifică un aminoacid diferit. Dacă aminoacidul schimbat nu se află într-o parte crucială a proteinei, atunci nu poate exista niciun efect advers. Cu toate acestea, dacă aminoacidul schimbat este într-o parte crucială a proteinei, atunci proteina poate fi defectă și nu funcționează la fel de bine sau deloc; acest tip de schimbare poate duce la boli.

Alte tipuri de mutații în ADN pot apărea atunci când mici segmente de ADN se rup cromozomul. Aceste segmente pot fi plasate înapoi într-un alt loc al cromozomului și pot întrerupe fluxul normal de informații. Aceste tipuri de mutații (ștergeri, inserții, inversiuni) au consecințe severe.

După cum sa menționat mai sus, există un ADN suplimentar în genomul uman care nu codifică proteinele. Ceea ce face acest ADN suplimentar care nu codifică este activ cercetat. Poate că o parte din ea este doar distanțarea pentru a menține genele la o anumită distanță de enzimele transcrierii. Unele pot fi locuri în care substanțele chimice de mediu s-ar putea lega și afecta transcripția și / sau traducerea ADN-ului. De asemenea, în cadrul acestui ADN suplimentar, există numeroase secvențe de variație care sunt utilizate în tastarea ADN-ului (vezi Cum funcționează evidența ADN-ului).

Secvențiere ADN

Proiectul genomului uman (HGP) a fost inițiat în anii 1990 cu scopul de a determina secvența întregului genom uman. Ce gene au fost prezente? Unde erau amplasate? Care au fost secvențele genelor și ADN-ul intervenient (ADN care nu codifică)? Această sarcină a fost monumentală, conform ordinului Proiectului Apollo din SUA, de a plasa un om pe Lună. Oamenii de știință și contractanții HGP au dezvoltat noi tehnologii pentru a secunda ADN-ul automatizat și mai puțin costisitor.

Practic, pentru a secunda ADN-ul, plasați toate enzimele și nucleotidele (A, G, C și T) necesare pentru a copia ADN-ul într-o eprubetă. Un procent mic din nucleotide au un colorant fluorescent atașat de ele (o culoare diferită pentru fiecare tip). Puneți apoi ADN-ul pe care doriți să-l secundați în eprubetă și lăsați-l să incubeze o perioadă.

În timpul procesului de incubație, ADN-ul eșantionului este copiat iar și iar. Pentru orice copie dată, procesul de copiere se oprește atunci când o nucleotidă fluorescentă este plasată în el. Deci, la sfârșitul procesului de incubație, aveți multe fragmente din ADN-ul original de diferite dimensiuni și care se termină într-una dintre nucleotidele fluorescente. Pentru o animație a acestui proces de secvențiere a ADN-ului, vizitați ADN-ul interactiv, accesați Tehnici, apoi Sortare și secvențiere.

Tehnologia ADN va continua să se dezvolte pe măsură ce vom încerca să înțelegem modul în care elementele genomului uman funcționează și interacționează cu mediul.

Pentru mai multe informații despre ADN și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.

Fenilcetonuria

O genă din codurile dvs. ADN pentru an enzimă (tip de proteină care accelerează o reacție chimică) care vă permite să descompuneti un aminoacid specific numit fenilalanină găsit în lapte. La unii indivizi, această genă lipsește sau este defectă. Ele nu formează enzima și nu pot descompune fenilalanina. Ca sugari, dacă acești indivizi primesc regulat lapte sau produse lactate, fenilalanina neîntreruptă se va acumula și va provoca leziuni ale






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Egiptenii Au Crescut Bere În Tel Aviv Acum 5.000 De Ani
Egiptenii Au Crescut Bere În Tel Aviv Acum 5.000 De Ani

Cea Mai Veche Așternut Din Lume Descoperită În Peșteră
Cea Mai Veche Așternut Din Lume Descoperită În Peșteră

Peștera „Lumii Interlope Maya” Umplută Cu Creaturi Care Mănâncă Metan
Peștera „Lumii Interlope Maya” Umplută Cu Creaturi Care Mănâncă Metan

Galeria Furnicilor Nebune
Galeria Furnicilor Nebune

Vrei Să Ții Minte Vizita Ta La Muzeu? Nu Faceți Poze
Vrei Să Ții Minte Vizita Ta La Muzeu? Nu Faceți Poze


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com