Maraming tao ang palaging nagtataka kung bakit ang ilan sa mga katangian na mayroon ang mga magulang ay naililipat sa bata (halimbawa, kulay ng mata, buhok, hugis ng mukha, at iba pa). Napatunayang siyentipiko na ang paglipat ng katangiang ito ay nakasalalay sa genetic material, o DNA.
Ano ang DNA?
Sa kasalukuyan, ang deoxyribonucleic acid ay nauunawaan bilang isang kumplikadong tambalan na responsable para sa paghahatid ng mga namamanang katangian. Ang molekula na ito ay matatagpuan sa bawat selula ng ating katawan. Ang mga pangunahing tampok ng ating katawan ay naka-program dito (isang partikular na protina ang responsable para sa pagbuo ng isang partikular na tampok).
Ano ang nilalaman nito? Ang DNA ay binubuo ng mga kumplikadong compound na tinatawag na nucleotides. Ang nucleotide ay isang bloke o mini-compound na naglalaman ng nitrogenous base, residue ng phosphoric acid at asukal (sa kasong ito, deoxyribose).
Ang DNA ay isang double-stranded na molekula kung saan ang bawat isa sa mga chain ay konektado sa isa sa pamamagitan ng nitrogenous bases ayon sa prinsipyo ng complementarity.
Sa karagdagan, maaari nating ipagpalagay na ang DNA ay naglalaman ng mga gene - ilang mga sequence ng nucleotide na responsable para sa synthesis ng protina. Ano ang mga kemikal na katangian ng istruktura ng deoxyribonucleic acid?
Nucleotide
Gaya ng nabanggit, ang pangunahing yunit ng istruktura ng deoxyribonucleic acid ay ang nucleotide. Ito ay isang kumplikadong edukasyon. Ang komposisyon ng isang DNA nucleotide ay ang mga sumusunod.
Sa gitna ng nucleotide ay may limang sangkap na asukal (sa DNA ito ay deoxyribose, hindi katulad ng RNA, na naglalaman ng ribose). Ang isang nitrogenous base ay nakakabit dito, kung saan 5 uri ang nakikilala: adenine, guanine, thymine, uracil at cytosine. Bilang karagdagan, ang bawat nucleotide ay naglalaman din ng phosphoric acid residue.
Ang DNA ay naglalaman lamang ng mga nucleotide na may nakasaad na structural units.
Lahat ng mga nucleotide ay nakaayos sa isang kadena at sumusunod sa isa't isa. Nakapangkat sa triplets (tatlong nucleotides bawat isa), bumubuo sila ng isang sequence kung saan ang bawat triplet ay tumutugma sa isang tiyak na amino acid. Ang resulta ay isang chain.
Ang mga ito ay pinagsama sa isa't isa dahil sa mga bono ng nitrogenous base. Ang pangunahing bono sa pagitan ng mga nucleotide ng parallel chain ay hydrogen.
Nucleotide sequence ang batayan ng mga gene. Ang paglabag sa kanilang istraktura ay humahantong sa isang pagkabigo sa synthesis ng mga protina at ang pagpapakita ng mga mutasyon. Ang DNA ay naglalaman ng parehong mga gene na tinutukoy sa halos lahat ng tao at nakikilala ang mga ito sa ibang mga organismo.
Pagbabago ng nucleotide
Sa ilang mga kaso, para sa mas matatag na paglipat ng isang partikular na katangian, ginagamit ang pagbabago ng nitrogenous base. Ang kemikal na komposisyon ng DNA ay binago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang methyl group (CH3). Ang ganitong pagbabago (sa isang nucleotide) ay nagpapahintulotpatatagin ang expression ng gene at paglilipat ng mga katangian sa mga daughter cell.
Ang ganitong “pagpapabuti” ng istruktura ng molekula ay hindi nakakaapekto sa samahan ng mga nitrogenous base.
Ang pagbabagong ito ay ginagamit din para sa X-chromosome inactivation. Bilang resulta, nabuo ang mga katawan ng Barr.
Sa pagtaas ng carcinogenesis, ipinapakita ng pagsusuri sa DNA na ang kadena ng mga nucleotides ay napapailalim sa methylation sa maraming base. Sa mga obserbasyon na ginawa, nabanggit na ang pinagmulan ng mutation ay karaniwang methylated cytosine. Kadalasan, sa proseso ng tumor, makakatulong ang demethylation na ihinto ang proseso, ngunit dahil sa pagiging kumplikado nito, hindi naisasagawa ang reaksyong ito.
DNA structure
Mayroong dalawang uri ng istruktura sa istruktura ng isang molekula. Ang unang uri ay isang linear sequence na nabuo ng mga nucleotide. Ang kanilang pagtatayo ay napapailalim sa ilang mga batas. Ang pagsulat ng mga nucleotide sa isang molekula ng DNA ay nagsisimula sa 5' dulo at nagtatapos sa 3' dulo. Ang pangalawang chain, na matatagpuan sa tapat, ay binuo sa parehong paraan, tanging sa spatial relation ang mga molekula ay isa sa tapat ng isa, at ang 5'-end ng isang chain ay matatagpuan sa tapat ng 3'-end ng pangalawa.
Ang pangalawang istraktura ng DNA ay isang helix. Ito ay sanhi ng pagkakaroon ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nucleotide na matatagpuan sa tapat ng bawat isa. Ang isang hydrogen bond ay nabuo sa pagitan ng mga komplementaryong nitrogenous na base (halimbawa, thymine lamang ang maaaring kabaligtaran ng adenine ng unang kadena, at ang cytosine o uracil ay maaaring kabaligtaran ng guanine). Ang ganitong katumpakan ay dahil sa ang katunayan na ang pagtatayo ng pangalawang kadena ay nangyayari batay sa una, samakatuwid, mayroong isang eksaktong pagsusulatan sa pagitan ng mga nitrogenous na base.
Synthesis ng molekula
Paano nabubuo ang molekula ng DNA?
May tatlong yugto sa cycle ng pagbuo nito:
- Nagdidiskonekta ng mga chain.
- Koneksyon ng synthesizing unit sa isa sa mga chain.
- Pagkumpleto ng pangalawang chain ayon sa prinsipyo ng complementarity.
Sa yugto ng paghihiwalay ng molekula, ang pangunahing papel ay ginagampanan ng mga enzyme - DNA gyrases. Nakatuon ang mga enzyme na ito sa pagkasira ng mga hydrogen bond sa pagitan ng mga chain.
Pagkatapos ng divergence ng mga chain, ang pangunahing synthesizing enzyme, ang DNA polymerase, ay papasok. Ang kalakip nito ay sinusunod sa seksyon 5'. Dagdag pa, ang enzyme na ito ay gumagalaw patungo sa 3'-end, sabay-sabay na ikinakabit ang mga kinakailangang nucleotides sa kaukulang nitrogenous base. Pagkarating sa isang partikular na site (terminator) sa 3'-end, ang polymerase ay nadiskonekta mula sa orihinal na chain.
Pagkatapos mabuo ang kadena ng anak na babae, nabuo ang isang hydrogen bond sa pagitan ng mga base, na pinagsasama-sama ang bagong nabuong molekula ng DNA.
Saan ko mahahanap ang molekulang ito?
Kung susuriin mo ang istruktura ng mga cell at tissue, makikita mo na ang DNA ay pangunahing nakapaloob sa nucleus ng cell. Ang nucleus ay responsable para sa pagbuo ng bago, anak na babae, mga cell o kanilang mga clone. Kasabay nito, ang namamana na impormasyong nakapaloob dito ay nahahati sa pagitan ng mga bagong nabuong mga cell nang pantay-pantay (nabubuo ang mga clone) o sa mga bahagi (madalas na posible naobserbahan ang gayong kababalaghan sa panahon ng meiosis). Ang pagkatalo ng nucleus ay nangangailangan ng paglabag sa pagbuo ng mga bagong tissue, na humahantong sa mutation.
Sa karagdagan, ang isang espesyal na uri ng namamana na materyal ay matatagpuan sa mitochondria. Ang kanilang DNA ay medyo iba sa nucleus (mitochondrial deoxyribonucleic acid ay may hugis singsing at gumaganap ng bahagyang iba't ibang mga function).
Ang mismong molekula ay maaaring ihiwalay sa anumang mga selula ng katawan (para sa pagsasaliksik, isang pahid mula sa loob ng pisngi o dugo ang kadalasang ginagamit). Tanging ang sloughing epithelium at ilang selula ng dugo (erythrocytes) ang kulang sa genetic material.
Mga Pag-andar
Ang komposisyon ng molekula ng DNA ay tumutukoy sa pagganap ng tungkulin nito sa pagpapadala ng impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon. Nangyayari ito dahil sa synthesis ng ilang partikular na protina na nagdudulot ng pagpapakita ng isa o ibang genotypic (panloob) o phenotypic (panlabas - halimbawa, kulay ng mata o buhok).
Ang paglilipat ng impormasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapatupad nito mula sa genetic code. Batay sa impormasyong naka-encrypt sa genetic code, ang mga tiyak na impormasyon, ribosomal at transfer RNA ay ginawa. Ang bawat isa sa kanila ay may pananagutan para sa isang partikular na aksyon - ang messenger RNA ay ginagamit upang synthesize ang mga protina, ang ribosomal RNA ay kasangkot sa pagpupulong ng mga molekula ng protina, at ang transport RNA ay bumubuo ng mga kaukulang protina.
Anumang kabiguan sa kanilang trabaho o pagbabago sa istraktura ay humahantong sa isang paglabag sa ginanap na function atang hitsura ng mga hindi tipikal na katangian (mutation).
Binibigyang-daan ka ng DNA paternity test na matukoy ang pagkakaroon ng magkakaugnay na mga senyales sa pagitan ng mga tao.
Mga genetic na pagsubok
Ano ang magagamit sa ngayon sa pagsasaliksik sa genetic material?
Ang DNA analysis ay ginagamit upang matukoy ang maraming salik o pagbabago sa katawan.
Una sa lahat, binibigyang-daan ka ng pag-aaral na matukoy ang pagkakaroon ng congenital, minanang sakit. Kabilang sa mga sakit na ito ang Down syndrome, autism, Marfan syndrome.
Maaari mo ring subukan ang DNA para matukoy ang ugnayan ng pamilya. Matagal nang malawakang ginagamit ang paternity test sa marami, pangunahin ang legal, na mga proseso. Ang pag-aaral na ito ay inireseta kapag tinutukoy ang genetic na relasyon sa pagitan ng mga anak sa labas. Kadalasan ang pagsusulit na ito ay kinukuha ng mga aplikante para sa mana kapag may mga tanong mula sa mga awtoridad.
