- Introduktion til DNA
- Hvad er DNA?
- hvor findes DNA?
- Hvordan ser DNA ud?
- hvor kommer DNA fra?
- Hvorfor deler cellerne?
- Hvordan deler cellerne?
- DNA-replikation
- celledeling (mitose)
- Hvordan styrer DNA cellulære funktioner?,
- Protein synthesis
- Celle differentiering
- DNA-abnormiteter
- Non-disjunction
- Non-disjunction i kønskromosomerne
- DNA-mutationer
- Non-disjunction
- Genetisk sygdom
- Genetiske sygdomme som følge af non-disjunction
- Kræft
- Tag hjem-beskeder
Introduktion til DNA
Mennesker er opbygget af milliarder og atter milliarder af celler, alle disse celler, der arbejder sammen for at opretholde livet., Alle vores organer består af forskellige celletyper, for eksempel består vores største organ, huden, af hudceller, der alle er tæt klæbet sammen for at fungere som en beskyttende barriere for resten af vores krop. Cellerne i huden har forskellige funktioner og egenskaber end celler, der udgør vores hjerte, eller dem, der linjer vores mave. Det er de specifikke funktioner i celler, der giver os mulighed for at leve.
så hvordan udfører disse celler visse funktioner? Hvordan ved en ny celle “ved”, at det er en hudcelle og ikke en hjernecelle?, Og når den først ved, at det er en hudcelle, hvordan ved den, hvordan man udfører funktioner, som hudceller skal gøre? Og hvordan ved det, om det er blevet beskadiget af solen og skal erstattes af en anden hudcelle?
Brøndceller har ikke en hjerne, så de ikke “ved” noget, de styres i stedet af et meget vigtigt kemikalie; deo .yribonukleinsyre, eller som det er bedre kendt, DNA., Hver egenskab, kvalitet, funktion, udseende og placering af en celle bestemmes af DNA, hvilket betyder, at hver egenskab, kvalitet, funktion og udseende af vores krop også bestemmes af vores unikke DNA.
Hvad er DNA?
DNA er meget kompleks og meget tæt reguleret kemisk sekvens, der indeholder al den information, vores celler har brug for for at vokse, udføre funktioner og replikere. Oplysningerne er indeholdt i gensekvenser, som er særlige strækninger af kemiske mønstre i DNA ‘ et, der udgør vores gener.
så for det første, hvad er gener?, Gener bærer vores arvelige egenskaber. Et gen er ansvarlig for en funktion i en type celle. For eksempel er et gen ansvarlig for vores øjenfarve. Denne øjenfarve gen sidder på den samme del af DNA i hver celle i kroppen, men det er kun i de celler, der udgør iris, at genet vil blive udtrykt. På samme måde som genet, der styrer dit hjerteslag, vil kun blive udtrykt i hjertet, selvom cellerne i iris også vil bære disse gener.
alle de gener og genetiske oplysninger, der kræves for livet indeholdt i en celle, kaldes cellens genom., Så du kan forestille dig, om hver funktion af vores celler og krop styres af et separat gen, så har hver af os brug for mange gener. Det menneskelige genomprojekt satte sig for at bestemme, hvor mange gener der er i vores DNA, og hvad disse gener er ansvarlige for. I 2001 blev det første udkast til Human Genome Project udgivet; 30.000 gener blev identificeret! Det menneskelige genomprojekt eller” kortlægning af humant DNA ” har været en af de mest informative biologiske undersøgelser., At vide, hvor gener findes inden for de millioner af kemikalier, der udgør DNA, har været med til at karakterisere genetiske defekter og sygdomme, og hvordan disse sygdomme kan behandles eller helbredes.
genomet er vigtigt i alle aspekter af cellulær funktion, herunder cellestruktur, vækst, bevægelse og opdeling. Selvom vi alle har en meget lignende genetisk sammensætning, der fungerer på lignende måder, der er masser af meget små forskelle i vores DNA, og det er det, der gør hver eneste af os unikke.
hvor findes DNA?,
det samme sæt DNA findes i kernen i hver celle i vores krop. DNA ‘ et er så tæt opviklet og pakket, at det estimeres, at kernen i hver human celle kan rumme omkring 2 meter DNA. DNA ‘ et findes i 46 separate segmenter inden for kernen; disse segmenter er kendt som kromosomer.
Hvert kromosom har en partner, der indeholder de samme gener, i næsten den samme sekvens af DNA, et medlem af kromosom-par eller homolog kom fra faderen, og den ene kom fra moderen under befrugtningen. Kromosomerne er det, der bærer gener., Et eksempel på de gener, der bæres af kromosomer, er kønsgenerene, hvordan kromosomkombinationen bestemmer hvilket køn du vil være, vil blive diskuteret senere.
oplysninger om genudgivelse af vores billeder
hvordan ser DNA ud?
formen af DNA på molekylært niveau menes at ligne en forsigtigt snoede stige. Hver af trinene på stigen repræsenterer en kemisk binding mellem de kemikalier, der udgør DNA-molekylet., Disse kemikalier kaldes nukleotider og er:
- Adenin (A);
- Thymin (T);
- Cytosin (C);
- Guanin (G).
DNA siges at være “dobbeltstrenget”, fordi det består af to sekvenser af nukleotider, der er tæt forbundet med kemiske bindinger. Den kemiske binding mellem nukleotiderne eksisterer altid mellem A og T, og G er altid bundet til C., For eksempel;
- Indsatsområde 1: C – A – G – C – A – T – T – G
- Indsatsområde 2: G – T – C – G – T – A – A – C
Kemiske bindinger, der er mellem linje 1 og linje 2, der forbinder de nukleotid par tråde er gratis til hinanden, ved at kende rækkefølgen for at du kan finde ud af de andre på grund af specifikke kemiske bindinger. De meget lange DNA-strenge vikles meget tæt ind i kromosomer.
hvor kommer DNA fra?
sæden indeholder halvdelen af mængden af kromosomer, der findes i andre celler i kroppen, og det gør også ægget., Fordi der kun er 23 kromosomer i sæd og æg, er de kendt som haploide celler, mens hver anden celle i kroppen indeholder 46 kromosomer og er kendt som diploide celler.
Når sædcellerne befrugter ægget halvdelen af vores kromosomer fra vores mor, moderens kromosomer og halvdelen fra vores far, faderlige kromosomer, kombineres i den ene celle (ægget), er det derfor, vi deler visse træk med begge forældre. For eksempel kan du have blå øjne som din far, men har din mors blonde hår.,
23 kromosomer fra Faderen har et kromosompar med hver af de 23 kromosomer fra moderen. Disse par kaldes homologer. Homologerne indeholder en meget lignende DNA-sekvens, og derfor indeholder de det samme sæt gener. Men faderlige kromosom, der indeholder hår struktur genet vil indeholde en alternativ version af dette gen end moderens kromosom; man kan være en krøllet hår gen mens den anden kromosom kan indeholde en glat hår gen. En allel er navnet givet til et af disse alternative sæt gener.,
vores DNA blandes endnu mere af en proces kaldet ‘uafhængigt sortiment’ eller ‘kromosomal crossover’, som ændrer vores genetiske sammensætning lidt og forklarer, hvorfor søskende ikke har den samme genetiske make-up, på trods af at de deler de samme forældre. Cross-over forekommer, hvor segmenter af det ene kromosom erstattes med det tilsvarende segment fra dets homolog og vice versa. Når alle 46 kromosomer er parret op og cross-over har fundet sted, deler cellen sig.
Hvorfor deler cellerne?
celler deler sig af flere årsager., For det første skal cellerne dele sig for at skabe liv. Vi starter alle som en enkelt celle, denne celle skal opdele, derefter opdele igen og derefter opdele igen og igen for at blive de millioner af celler, der udgør den menneskelige krop. Når cellerne fortsætter med at opdele, bliver de de forskellige celler i vores krop gennem en proces kaldet celledifferentiering, som vil blive diskuteret senere.
selv efter at vi er født, deler cellerne i vores krop konstant, og derfor vokser og ændrer vi os. For eksempel har vores hudceller en ganske hurtig livscyklus og erstattes kontinuerligt af nye celler., Celler skal konstant udskiftes, fordi alle celler har en livscyklus, og de vil til sidst dø. Celler dør enten fordi de kun har en kort livscyklus og er programmeret til at dø, eller fordi de er blevet beskadiget og skal udskiftes for at undgå kræftdannelse.
Hvordan deler cellerne?
når celler deler sig, gennemgår de en proces kaldet mitose. Før mitose kan forekomme, skal alt DNA ‘ et replikeres nøjagtigt. Hvert kromosom duplikeres, så cellen indeholder to masser af DNA., Denne DNA-replikation er nødvendig, så når cellen deler, vil begge celler have identiske kromosomer og genetisk information.
DNA-replikation
DNA-replikation er duplikering af alle en celles genetiske materiale. Det dobbeltstrengede DNA er “un-zippet” af et en .ym, der findes i cellekernen kaldet DNA-helikase. Helikasen bryder de kemiske bindinger mellem nukleotiderne, og de to komplementære tråde adskilles, begge disse tråde fungerer som en “skabelon” til replikation., Disse strenge duplikeres derefter nukleotid for nukleotid af et andet en .ym, DNA-polymerase. Polymerasen binder til skabelonen og binder kemisk nukleotider til den for at skabe en ny gratis streng til dannelse af en identisk kopi af det originale DNA-molekyle. Da hver skabelonstreng nu har en ny gratis DNA-streng fastgjort til den, indeholder cellen to kopier af DNA ‘ et. Hvert kromosom replikeres på denne måde, så cellen vil indeholde dobbeltkopier af alt dets DNA.,
celledeling (mitose)
mitose er opdelingen af en celle til dannelse af to identiske datterceller.
Der er syv faser af mitose, der er skitseret i figuren nedenfor:
Oplysninger om re-udgivelse af vores billeder
Celler er løbende at gentage og dividere. Dattercellerne dannet af mitose fortsætter med at replikere deres DNA og opdeles i yderligere to datterceller og så videre.
Hvordan styrer DNA cellulære funktioner?,
det er ikke selve DNA ‘et, der styrer cellulære funktioner, det er proteinerne, der er kodet af DNA’ et. Den nukleotidsekvenser, der udgør DNA er en “kode” for cellen til at gøre hundredvis af forskellige typer af proteiner; det er disse proteiner, hvis funktion er at kontrollere og regulere cellens vækst, division, kommunikation med andre celler og de fleste andre cellulære funktioner. Derfor siges DNA at “bære” eller “gemme” information i form af nukleotidsekvenser.
sekvenserne skal “afkodes” og derefter oversættes for at danne proteinet., Denne proces kaldes proteinsyntese.
proteinsyntese
transkription er den første fase af proteinsyntese. Det er processen med at læse DNA ‘ et, dette udføres af en .ymer i kernen. “Transkriptet” fra denne proces er et andet kemisk molekyle kaldet messenger ribonukleinsyre eller mRNA. RNA ligner meget DNA i struktur, bortset fra at det kun har en streng sammenlignet med DNA, som er dobbeltstrenget.
oversættelse er den anden fase af proteinsyntese, hvor mRNA oversættes til et protein., Dette involverer et andet RNA-molekyle, transfer RNA (tRNA). tRNA matcher tre nukleotider ad gangen fra mRNA. Disse 3-nukleotidsekvenskombinationer kaldes kodoner. Der er 64 mulige kombinationer; for eksempel
- G – A – C
- C – C – G
- G – g – g og så videre.
hver af disse kodoner koder for en specifik aminosyre, der flyder frit rundt i kernen. Aminosyrer er de meget små molekyler, der udgør proteiner. Det er tRNA-molekylet, der binder disse aminosyrer sammen, når de matches med kodonet., Bemærk, at der kun er 20 aminosyrer og 64 kodoner, så mere end et kodon matcher hver aminosyre.
når denne proces er afsluttet, frigives et funktionelt protein til at udføre cellulære funktioner. Når en celle vokser, kommunikerer med andre celler, udskiller affald, absorberer vand, bevæger sig, klæber til andre celler eller dør (og meget mere), skyldes dette alt sammen disse proteiners arbejde.
celledifferentiering
som vi ved, har forskellige celler forskellige funktioner, så ikke alle celler vil have de samme proteiner, men alligevel har alle celler det samme DNA., Dette efterlader spørgsmålet; Hvordan laver en type celle forskellige proteiner fra en anden type celle?
for at besvare dette spørgsmål er det nyttigt at tænke på DNA som en enorm “instruktionshæfte”. For forskellige celler læses forskellige dele af hæftet, og det er det, der adskiller en type celle fra en anden. For eksempel vil vores blodlegemer læse et kapitel i denne enorme bog. Det næste kapitel kan læses af nyreceller og det næste af leverceller og så videre. Så hver celletype vil transkribere og oversætte forskellige gener, der er indeholdt i DNA ‘ et., En blodcelle vil “ignorere” det afsnit af DNA, der koder for øjenfarvegenet, fordi blodlegemer ikke har brug for de proteiner, der er involveret i øjenfarve og omvendt.
DNA-abnormiteter
Genetiske sygdomme eller sygdomme, der er forårsaget af bestemte gener eller kromosomer abnormiteter, dels er nedarvet, men de kan også opstå spontant under gengivelse.,
ikke-disjunction
Når meiose opstår, er scenen, hvor kromosomparene adskiller og migrerer til modsatte sider af cellen, der er klar til celledeling, en proces kaldet disjunction. Disjunction sikrer, at hver dattercelle modtager sin egen kopi af det kromosom. Ikke-disjunction opstår, når kromosomerne ikke adskiller sig, hvilket resulterer i en dattercelle med en for mange af kromosomet og en dattercelle med en for lidt., Dette kan ske med kønskromosomerne eller nogen af de andre kromosomer
ikke-disjunktion i kønskromosomerne
Som vi diskuterede tidligere, bestemmes et voksende embryos køn af kombinationen af gener, der overføres fra vores forældre. Når ægget deler et Chromos-kromosom gives til hver af dattercellerne. Sæden kommer derefter ind i ægget, der bærer enten et Chromos-eller et Y-kromosom. Hvis sæden bærer en Chromos, vil cellen indeholde to Chromos-kromosomer og blive en kvinde. Hvis sæden bærer et Y, vil cellen have et and og et Y og udvikle sig til en mand., Når denne proces forstyrres, kan det føre til en genetisk abnormitet.
nogle gange under celledeling et kønskromosom vil undlade at adskille danne sin homolog og derfor, når cellen deler en datter celle vil have sex-kromosom og andre har et ekstra kromosom, dette dysfunktionelle trin under meiose kaldes non-disjunction. Dette forårsager genetiske abnormiteter og kan få det voksende foster til at dø.
DNA-mutationer
undertiden ændres DNA-nukleotidsekvensen, og dette kaldes en DNA-mutation., DNA-mutationer kan forekomme sponateously når fejl er foretaget i det følgende cellulære processer:
- Fejl under replikation, for eksempel DNA-polymerase kunne læse Et a i stedet for C og dermed tilføje et G i stedet for en T.
- Fejl i transskription, eller
- Fejl i oversættelsen.
DNA-mutationer kan også være forårsaget af visse midler, disse midler kaldes mutagener. Eksempler på mutagener inkluderer:
- Sun;
- alkohol;
- cigaretrøg; og
- nogle vira.,
genetisk sygdom
genetiske sygdomme som følge af ikke-disjunction
- do .ns syndrom: opstår, når et ekstra kromosom 21 overføres til en dattercelle.cystisk fibrose: forårsaget af genetiske defekter i et specifikt gen kaldet CFTR.
- Turners syndrom: opstår, når et andet kønskromosom mangler, hvilket kun efterlader et Chromos-kromosom. Piger med Turner syndrom har ofte en weebbed hals og æggestokkene er næsten fraværende. Hvis sæden bringer et Y-kromosom, vil cellen dø.,
- Klinefelter syndrom: forekommer der er et ekstra Chromos-kromosom i ægget, og sæden bringer et Y-kromosom. Personen vil være en mand med uudviklede testikler og usædvanligt store arme og ben.
- Triplo-syndrome syndrom: forekommer der er et ekstra Chromos-kromosom i ægget, og sæden bringer et Chromos-kromosom. Personen vil være en ufrugtbar kvinde med en mild kognitiv svækkelse.
For mere information om test for genetiske sygdomme se genetisk test for arvelige sygdomme.
kræft
kræft er en sygdom, der opstår ved mutationer i gener.,
særlige områder af vores DNA regulerer, hvor hurtigt vores celler deler sig for at lave nye, når vi vokser. Hvis DNA ‘ et muteres i nogle af disse regulatoriske områder, kan det danne grundlag for en tumor, hvor cellerne begynder at dele sig for hurtigt. For eksempel er der et protein kaldet p53-tumorundertrykkende gen. p53 aktiveres, når DNA er beskadiget af et mutagen, og det løser skaderne. Hvis en mutation opstår, når p53 bliver transkriberet eller oversat, vil den ikke kunne fungere korrekt, og når DNA ‘ et er beskadiget (fra solen for eksempel), vil det ikke blive rettet., Dette er et tilfælde, hvor kræft kan udvikle sig.
For mere information om kræftceller se hvad er kræft?
Tag hjemmemeddelelser
DNA, gener og kromosomer er meget komplicerede og kan være svære at forstå, når man først læser om det.,ul>