- Úvod do DNA
- co je DNA?
- kde se nachází DNA?
- jak vypadá DNA?
- odkud pochází DNA?
- proč se buňky dělí?
- jak se buňky dělí?
- replikace DNA
- dělení Buněk (mitóza)
- Jak DNA kontrolní buněčné funkce?,
- syntéza Bílkovin
- diferenciace Buněk
- DNA abnormality
- Non-disjunkce
- Non-disjunkce v pohlavních chromozomů
- mutace DNA
- Non-disjunkce
- Genetické choroby
- Genetické onemocnění vyplývající z non-disjunkce
- Rakovina
- Vzít domů zprávy
Úvod do DNA
Lidé jsou tvořeny miliardy a miliardy buněk, všechny tyto buňky pracují společně, s cílem zachovat život., Všechny naše orgány se skládají z různých typů buněk, například naše největší varhany, kůže, je vyroben z kůže buňky, které jsou všechny pevně drží spolu fungovat jako ochranná bariéra pro zbytek našeho těla. Buňky kůže mají různé funkce a vlastnosti než buňky, které tvoří naše srdce, nebo ty, které lemují náš žaludek. Jsou to specifické funkce buněk, které nám umožňují žít.
Jak tedy tyto buňky vykonávají určité funkce? Jak nová buňka „ví“, že je to kožní buňka a ne mozková buňka?, A jakmile ví, že je to kožní buňka, jak ví, jak provádět funkce, které musí kožní buňky dělat? A jak ví, zda byla poškozena sluncem a musí být nahrazena jinou kožní buňkou?
No buňky nemají mozek, takže se nemusí „vědět“ něco, místo toho jsou řízeny velmi důležité chemické; deoxyribonukleové kyseliny, nebo jak to je lépe známé jako DNA., Každá charakteristika, kvalita, funkce, vzhled a umístění buněk je určeno DNA, což znamená, že každá charakteristika, kvalita, funkce a vzhled naše tělo je také určena naší jedinečné DNA.
co je DNA?
DNA je velmi složitá a velmi přísně regulovaná chemická sekvence, která obsahuje všechny informace, které naše buňky vyžadují k růstu, provádění funkcí a replikaci. Informace jsou obsaženy v genových sekvencích, což jsou konkrétní úseky chemických vzorců v DNA, které tvoří naše geny.
takže za prvé, jaké jsou geny?, Geny nesou naše dědičné vlastnosti. Jeden gen je zodpovědný za jednu funkci v jednom typu buňky. Například jeden gen je zodpovědný za naši barvu očí. Tento gen barvy očí sedí na stejné části DNA v každé buňce v těle, ale pouze v buňkách, které tvoří duhovku, bude tento gen exprimován. Stejným způsobem, že gen, který řídí váš srdeční rytmus, bude exprimován pouze v srdci, i když buňky v duhovce budou také nést tyto geny.
všechny geny a genetické informace potřebné pro život obsažené v buňce se nazývají genom buňky., Takže si dokážete představit, že každá funkce našich buněk a těla je řízena samostatným genem, pak každý z nás potřebuje spoustu genů. Projekt lidského genomu stanovil, aby určil, kolik genů je v naší DNA a za co jsou tyto geny zodpovědné. V roce 2001 byl propuštěn první návrh projektu lidského genomu; bylo identifikováno 30 000 genů! Projekt lidského genomu nebo „mapování lidské DNA“ byl jedním z nejinformativnějších biologických výzkumů., Vědět, kde existují geny v milionech chemikálií, které tvoří DNA, pomohlo charakterizovat genetické defekty a nemoci a jak lze tyto nemoci léčit nebo vyléčit.
genom je důležitý ve všech aspektech buněčné funkce, včetně buněčné struktury, růstu, pohybu a dělení. I když všichni máme velmi podobný genetický make – up, který funguje podobným způsobem, existuje mnoho velmi malých rozdílů v naší DNA, a to je to, co dělá každý z nás jedinečný.
kde se nachází DNA?,
stejná sada DNA se nachází v jádru každé buňky v našem těle. DNA je tak pevně stočená a zabalená, že se odhaduje, že jádro každé lidské buňky může obsahovat asi 2 metry DNA. DNA existuje ve 46 samostatných segmentech uvnitř jádra; tyto segmenty jsou známé jako chromozomy.
Každý chromozom má partnera, který obsahuje stejné geny v téměř stejné sekvence DNA, jeden člen chromozomu pár nebo homolog přišel od otce a jeden přišel od matky během oplodnění. Chromozomy jsou to, co nesou geny., Příkladem genů nesených chromozomy jsou pohlavní geny, jak kombinace chromozomů určuje, které pohlaví budete později diskutováni.
informace o opětovném publikování našich obrázků
jak vypadá DNA?
předpokládá se, že tvar DNA na molekulární úrovni vypadá jako jemně kroucený žebřík. Každá z příček na žebříku představuje chemickou vazbu mezi chemikáliemi, které tvoří molekulu DNA., Tyto chemikálie se nazývají nukleotidy a obsahují:
- Adenin (A);
- Thymin (T);
- Cytosin (C); a
- Guanin (G).
DNA je považována za „dvojvláknovou“, protože se skládá ze dvou sekvencí nukleotidů, které jsou pevně spojeny chemickými vazbami. Chemická vazba mezi nukleotidy vždy existuje mezi A A T A G je vždy vázána na C., Například;
- oblast 1: C – A – G – C – A – T – T – G
- oblast 2: G – T – C – G – T – A – A – C
Chemické vazby existují mezi oblast 1 a oblast 2, které spojují nukleotidových párů prameny jsou zdarma, aby jeden druhého, na základě znalosti sekvence do jedné můžete přijít na další, protože specifické chemické vazby. Velmi dlouhé řetězce DNA jsou stočeny velmi těsně do chromozomů.
odkud pochází DNA?
spermie obsahuje polovinu množství chromozomů, které existují v jiných buňkách těla, a stejně tak vejce., Protože v spermatu a vejci je pouze 23 chromozomů, jsou známé jako haploidní buňky, zatímco každá druhá buňka v těle obsahuje 46 chromozomů a jsou známé jako diploidní buňky.
když spermie oplodní vaječnou polovinu našich chromozomů od naší matky, mateřské chromozomy a polovinu od našeho Otce, otcovské chromozomy, jsou kombinovány v jedné buňce (vejce) proto sdílíme určité rysy s jedním rodičem. Například můžete mít modré oči jako váš otec, ale máte blond vlasy své matky.,
23 chromozomů od otce má chromozomový pár s každým z 23 chromozomů od matky. Tyto páry jsou označovány jako homologové. Homologové obsahují velmi podobnou sekvenci DNA, a proto obsahují stejnou sadu genů. Nicméně otcovský chromozom, který obsahuje strukturu vlasů gen bude obsahovat alternativní verze tohoto genu, než na mateřském chromozomu; může být kudrnaté vlasy genu, zatímco druhý chromozom může obsahovat rovné vlasy genu. Alela je jméno dané jedné z těchto alternativních sad genů.,
Naše DNA je ještě dále smíchány v procesu zvaném ‚nezávislé sortimentu“ nebo „chromozomální crossover‘, které mění náš genetický make-up a mírně vysvětlit, proč sourozenci nemají stejné genetické make-up, i přes sdílení stejných rodičů. Křížení nastává, když jsou segmenty jednoho chromozomu nahrazeny odpovídajícím segmentem z jeho homologu a naopak. Jakmile se všechny chromozomy 46 spárovaly a došlo k křížení, buňka se rozdělí.
proč se buňky dělí?
buňky se dělí z několika důvodů., Nejprve se buňky musí rozdělit, aby se vytvořil život. Všichni začínáme jako jedna buňka, tato buňka se musí rozdělit, pak se znovu rozdělit a znovu rozdělit, aby se stala miliony buněk, které tvoří lidské tělo. Jak se buňky dále dělí, stávají se různými buňkami v našem těle procesem zvaným buněčná diferenciace, o kterém se bude diskutovat později.
i poté, co jsme se narodili, buňky v našem těle se neustále dělí, a proto rosteme a měníme. Například naše kožní buňky mají poměrně rychlý životní cyklus a jsou neustále nahrazovány novými buňkami., Buňky je třeba neustále nahrazovat, protože všechny buňky mají životní cyklus a nakonec zemřou. Buňky umírají buď proto, že mají jen krátký životní cyklus a jsou naprogramovány tak, aby zemřít, nebo proto, že se staly poškozen a musí být nahrazen, aby se zabránilo tvorbě rakoviny.
jak se buňky dělí?
když se buňky rozdělí, podstoupí proces zvaný mitóza. Před mitózou se však může objevit veškerá DNA musí být přesně replikována. Každý chromozom je duplikován tak, že buňka obsahuje dvě šarže DNA., Tato replikace DNA je nezbytná, takže když buňka rozdělí obě buňky, budou mít identické chromozomy a genetickou informaci.
replikace DNA
replikace DNA je zdvojování všechny buňky genetický materiál. Dvojvláknová DNA je „neuzavřena“ enzymem, který existuje v buněčném jádru zvaném dna helicáza. Helikáza rozbíjí chemické vazby mezi nukleotidy a dva komplementární prameny jsou odděleny, oba tyto prameny fungují jako „šablona“ pro replikaci., Tyto prameny jsou pak duplikovány nukleotidem pro nukleotid jiným enzymem, DNA polymerázou. Polymeráza se váže na šablonu a chemicky k ní váže nukleotidy, aby se vytvořil nový bezplatný pramen, který vytvoří identickou kopii původní molekuly DNA. Vzhledem k tomu, že každý pramen šablony má nyní k sobě připojen nový bezplatný řetězec DNA, buňka obsahuje dvě kopie DNA. Každý chromozom je replikován tímto způsobem, takže buňka bude obsahovat dvojité kopie celé své DNA.,
buněčné dělení (mitóza)
mitóza je dělení buňky za vzniku dvou identických dceřiných buněk.
k Dispozici je sedm fází mitózy, které jsou popsány na obrázku níže:
Informace o re-publishing našich obrazů
Buňky jsou neustále replikace a dělení. Dceřiné buňky vytvořené z mitózy pokračují v replikaci své DNA a dělí se na další dvě dceřiné buňky a tak dále.
jak DNA řídí buněčné funkce?,
není to samotná DNA, která řídí buněčné funkce, jsou to proteiny, které jsou kódovány DNA. Nukleotidová sekvence, které tvoří DNA jsou „kód“ pro buňku, aby se stovky různých druhů proteinů; je to tyto proteiny, které fungují kontrolovat a regulovat buněčný růst, dělení, komunikace s ostatními buňkami a většina dalších buněčných funkcí. Proto se říká, že DNA“ nese „nebo“ ukládá “ informace ve formě nukleotidových sekvencí.
sekvence musí být „dekódovány“ a poté přeloženy, aby se vytvořil protein., Tento proces se nazývá syntéza bílkovin.
syntéza proteinů
transkripce je první fází syntézy proteinů. Je to proces čtení DNA, který se provádí enzymy uvnitř jádra. „Přepisem“ z tohoto procesu je další chemická molekula zvaná messenger ribonukleová kyselina nebo mRNA. RNA je velmi podobná DNA ve struktuře, kromě toho, že má pouze jeden pramen ve srovnání s DNA, která je dvouvláknová.
překlad je druhým stupněm syntézy proteinů, kde je mRNA přeložena do proteinu., Jedná se o další molekulu RNA, přenosovou RNA (tRNA). tRNA odpovídá třem nukleotidům najednou od mRNA. Tyto 3-nukleotidové sekvence kombinace se nazývají kodony. Existuje 64 možných kombinací; například
- G-A-C
- C – C-G
- G-G-G a tak dále.
každý z těchto kodonů kód pro specifickou aminokyselinu, která se volně pohybuje v jádru. Aminokyseliny jsou velmi malé molekuly, které tvoří bílkoviny. Je to molekula tRNA, která váže tyto aminokyseliny dohromady, protože jsou přizpůsobeny kodonu., Poznámka: existuje pouze 20 aminokyselin a 64 kodonů, takže více než jeden kodon odpovídá každé aminokyselině.
po dokončení tohoto procesu se uvolní funkční protein pro provádění buněčných funkcí. Když buňka roste, komunikuje s jinými buňkami, vylučuje odpad, absorbuje vodu, pohyby, lepí na jiné buňky nebo zemře (a mnohem více) je to všechno kvůli práci těchto proteinů.
diferenciace Buněk
Jak víme, různé buňky mají různé funkce, takže ne všechny buňky budou mít stejné proteiny, ale všechny buňky mají stejnou DNA., To ponechává otázku; jak jeden typ buňky vytváří různé proteiny z jiného typu buňky?
abychom mohli odpovědět na tuto otázku, je užitečné myslet na DNA jako na obrovskou „instrukční brožuru“. Pro různé buňky se čtou různé části brožury a to je to, co odlišuje jeden typ buňky od druhého. Například naše krevní buňky si přečtou jednu kapitolu této obrovské knihy. Další kapitolu si mohou přečíst ledvinové buňky a další jaterní buňky a tak dále. Takže každý typ buňky přepíše a překládá různé geny, které jsou obsaženy v DNA., Krevní buňka „ignoruje“ část DNA, která kóduje gen pro barvu očí, protože krevní buňky nepotřebují proteiny, které se podílejí na barvě očí, a naopak.
DNA abnormality
Genetické poruchy nebo nemoci jsou způsobeny tím, že určité geny nebo chromozomů abnormality, někdy jsou dědičné, ale mohou také nastat spontánně během reprodukce.,
Non-disjunkce
Při meióze dochází, jeviště, kde chromozomů oddělit a přenést na opačných koncích buňky připraven pro buněčné dělení je proces, nazývá disjunkce. Disjunkce zajišťuje, že každá Dceřiná buňka obdrží svou vlastní kopii tohoto chromozomu. Non-disjunkce nastává, když chromozomů nepodaří oddělit, což v jednom dcera buňka s jedním příliš mnoho chromozomů a jedna dceřiná buňka s jedním příliš málo., To se může stát s pohlavní chromozomy nebo na kteroukoli další chromozomů,
Non-disjunkce v sex chromozomech,
Jak jsme diskutovali dříve, sex rostoucí embryo je určena kombinace geny předávány z rodičů. Když vajíčko rozdělí jeden chromozom X, je dáno každé z dceřiných buněk. Spermie pak vstoupí do vajíčka nesoucího chromozom X nebo Y. Pokud spermie nese X, buňka bude obsahovat dva X chromozomy a stane se ženou. Pokud spermie nese Y, buňka bude mít X a A Y a vyvine se v muže., Když je tento proces narušen, může to vést k genetické abnormalitě.
Někdy se při dělení buněk a pohlavních chromozomů se nepodaří oddělit formu jeho homolog, a proto, když se buňka rozdělí, jedna dcera buňka nebude mít žádný sex chromozom a druhý bude mít jeden chromozom navíc, dysfunkční krok během meiózy se nazývá non-disjunkce. To způsobuje genetické abnormality a může způsobit, že rostoucí plod zemře.
DNA mutace
někdy je dna nukleotidová sekvence změněna a toto je známé jako DNA mutace., Mutace DNA může dojít sponateously, pokud jsou chyby v těchto buněčných procesů:
- Chyby v průběhu replikace; například DNA polymeráza mohla přečíst A místo C a tedy přidat G místo T.
- Chyby v transkripci; nebo
- Chyby v překladu.
mutace DNA mohou být také způsobeny určitými činidly, tyto látky se nazývají mutageny. Příklady mutagenů zahrnují:
- Sun;
- alkohol;
- cigaretový kouř; a
- některé viry.,
Genetickou nemoc
Genetické onemocnění vyplývající z non-disjunkce
- downův syndrom: dochází při extra chromozomu 21 je přenést na dceru buňky.
- cystická fibróza: způsobená genetickými defekty v specifickém genu zvaném CFTR.
- Turnerův syndrom: nastane, když chybí druhý pohlavní chromozom, přičemž zůstane pouze jeden chromozom X. Dívky s Turnerovým syndromem mají často webbed krk a vaječníky téměř chybí. Pokud spermie přinese chromozom Y, buňka zemře.,
- Klinefelterův syndrom: vyskytuje se ve vajíčku další chromozom X a spermie přináší chromozom Y. Osoba bude muž s nevyvinutými varlatami a neobvykle velkými pažemi a nohama.
- Triplo-X syndrom: vyskytuje se ve vajíčku další chromozom X a spermie přináší chromozom X. Osoba bude neplodná žena s mírným kognitivním postižením.
Další informace o testování genetických onemocnění naleznete v genetickém testování dědičných onemocnění.
rakovina
rakovina je onemocnění, které vzniká mutacemi v genech.,
speciální oblasti naší DNA regulují, jak rychle se naše buňky rozdělí, aby vytvořily nové, jak rosteme. Pokud je DNA mutována v některých z těchto regulačních oblastí, může to tvořit základ nádoru, kde se buňky začnou dělit příliš rychle. Existuje například jeden protein nazývaný Gen potlačující nádory p53. p53 se aktivuje, když je dna poškozena mutagenem a opravuje poškození. Pokud se mutace vyskytuje, když p53 je přepisována nebo překládána to nebude schopen správně fungovat, a proto, když DNA je poškozená (od slunce například) to nebude opraveno., To je jeden případ, kdy se může vyvinout rakovina.
Další informace o rakovinných buňkách podívejte se, co je rakovina?
Vezměte si domů zprávy
DNA, geny a chromozomy jsou velmi komplikované a při prvním čtení o tom může být těžké pochopit.,ul>