- Introduksjon til DNA
- Hva er DNA?
- Hvor er funnet DNA?
- Hva gjør DNA ser ut som?
- Hvor kommer DNA kommer fra?
- Hvorfor cellene deler?
- Hvordan gjøre cellene deler?
- DNA-replikasjon
- celledeling (mitose)
- Hvordan gjør DNA-kontroll cellulære funksjoner?,
- Protein syntese
- celledifferensiering
- DNA misdannelser
- Ikke-motsetninger
- Ikke-motsetninger i sex-kromosomer
- DNA-mutasjoner
- Ikke-motsetninger
- Genetisk sykdom
- Genetiske sykdommer som følge av ikke-motsetninger
- Kreft
- Ta med hjem meldinger
Introduksjon til DNA
Mennesker er bygget opp av milliarder og milliarder av celler, alle disse cellene arbeider sammen for å opprettholde livet., Alle våre organer er bygd opp av forskjellige typer celler, for eksempel vårt største organ, huden er laget av skinn celler som alle er godt festet sammen til å fungere som en beskyttende barriere for resten av kroppen vår. Cellene i huden har ulike funksjoner og egenskaper enn celler som utgjør vårt hjerte, eller de som linje magen vår. Det er den spesifikke funksjoner i celler som tillater oss å leve.
Så hvordan kan disse cellene kan utføre visse funksjoner? Hvordan virker en ny celle «vet» at det er en hud celle og ikke en hjernecelle?, Og når det vet at det er en hud celle hvordan føles det å vite hvordan å utføre funksjoner som huden cellene trenger for å gjøre? Og hvordan føles det å vite om den har blitt skadet av solen og trenger å bli erstattet av en annen hud celle?
Vel cellene ikke har en hjerne, slik at de ikke «vet» noe, at de i stedet er kontrollert av en svært viktig kjemiske; deoksyribonukleinsyre, eller som det er bedre kjent, DNA., Hver egenskap, kvalitet, funksjon, utseende og plassering av en celle er bestemt av DNA, noe som betyr at hver egenskap, kvalitet, funksjon og utseende av kroppen vår er også bestemt av vår unike DNA.
Hva er DNA?
DNA er svært kompleks og svært strengt regulert kjemiske sekvens som inneholder all informasjon cellene våre trenger for å vokse, utføre funksjoner og replikere. Informasjonen er inntatt i gen sekvenser, som er bestemt strekninger av kjemiske mønstre i DNA som utgjør våre gener.
Så for det første, hva er gener?, Gener bære våre arvelige egenskaper. Et gen som er ansvarlig for en funksjon i en type celle. For eksempel et gen som er ansvarlig for vårt øye farge. Dette øyet farge-genet sitter på den samme delen av DNA i hver eneste celle i kroppen, men det er bare i de cellene som utgjør iris som at genet vil bli uttrykt. På samme måte som genet som styrer ditt hjerte slå, bare vil bli uttrykt i hjertet, selv om cellene i iris vil også bære disse genene.
Alle gener og genetisk informasjon som er nødvendig for liv finnes i en celle kalles cellens genom., Så du kan forestille deg hvis hver funksjon av cellene våre og kroppen er styrt av et eget gen, da hver av oss trenger mye av gener. Det Humane Genom-Prosjektet satt ut for å finne ut akkurat hvor mange gener som det er i vårt DNA, og hva disse genene er ansvarlig for. I 2001 den første utkast av det Humane Genom-Prosjektet ble lansert; de 30 000 gener ble identifisert! Det Humane Genom Prosjekt «kartlegging av menneskelig DNA» har vært en av de mest informative biologiske undersøkelser., Å vite hvor gener finnes i de millioner av kjemikalier som utgjør DNA har bidratt til å karakterisere genetiske defekter og sykdommer, og hvordan disse sykdommene kan behandles eller kurert.
genom er viktig i alle aspekter av cellulær funksjon, inkludert celle-struktur, vekst, bevegelser og divisjon. Selv om vi alle har en svært lik genetisk gjøre opp som fungerer på lignende måter, det er mange svært små forskjeller i vårt DNA, og dette er hva som gjør hver og en av oss unike.
Hvor er funnet DNA?,
Det samme settet av DNA er funnet i kjernen i hver eneste celle i kroppen vår. DNA er så tett sammenrullede og pakket på at det er anslått kjernen av hver menneskelig celle kan inneholde ca 2 meter av DNA. DNA finnes i 46 separate segmenter i kjernen; disse segmentene er kjent som kromosomer.
Hvert kromosom har en partner som inneholder de samme gener som er i nesten samme sekvens av DNA, ett medlem av kromosom par eller homolog kom fra faderen og den ene kom fra moren under befruktning. Kromosomene er det som bærer gener., Et eksempel på gener som er gjennomført av kromosomer er sex gener, hvordan kromosom kombinasjon bestemmer hvilket kjønn du vil bli vil bli diskutert senere.
Informasjon om re-publisering av våre bilder
Hva gjør DNA ser ut som?
form av DNA på det molekylære nivået er tenkt å se ut som en forsiktig vridning stigen. Hvert av trinnene på stigen representerer en kjemisk binding mellom kjemikalier som utgjør DNA-molekylet., Disse kjemikaliene kalles nukleotider og inkluderer:
- Adenine (A);
- innhold av tymin (T);
- Cytosine (C); og
- Guanin (G).
DNA er sagt å være «dobbel-strandet» fordi det er laget av to sekvenser av nukleotider som er tett koblet sammen med kjemiske bindinger. Den kjemiske bindingen mellom nukleotider alltid eksisterer mellom A og T, og G er alltid bundet til C., For eksempel;
- Strand 1: C – A – G – C – A – T – T – G
- Strand 2: G – T – C – G – T – A – A – C
Kjemiske forbindelser som finnes mellom strand 1 og strand 2 koble nukleotid par trådene er gratis til en annen, ved å kjenne sekvensen du kan finne ut den andre på grunn av bestemte kjemiske forbindelser. Den svært lange DNA-tråder som er kveilet svært tett til kromosomer.
Hvor kommer DNA kommer fra?
sperm inneholder halvparten av kromosomene som finnes i andre celler i kroppen, og det gjør egget., Fordi det er bare 23 kromosomer i sperm og egg, de er kjent som haploid celler mens alle andre celle i kroppen inneholder 46 kromosomer, og er kjent som diploid celler.
Når sperm fertilises egget, halvparten av våre kromosomer fra vår mor, maternelle kromosomer og halvparten fra vår far, fars kromosomer, er kombinert i én celle (egg) dette er grunnen til at vi deler visse egenskaper med en av foreldrene. For eksempel, du kan ha blå øyne som din far, men har din mors blondt hår.,
23 kromosomer fra far har et kromosom par med hver av de 23 kromosomene fra mor. Disse parene er referert til som homologs. Den homologs inneholder en svært lik DNA-sekvens, og derfor er de inneholder de samme gener. Men fars-kromosom som inneholder hår struktur genet vil inneholde en alternativ versjon av dette genet enn mors kromosom; en kan være en krøllete hår gen, mens den andre kromosomet kan inneholde en rett hår genet. Et allel er navnet gitt til en av disse alternative sett av gener.,
Vår DNA er enda mer blandet opp ved en prosess som kalles ‘uavhengige utvalg’ eller ‘kromosomale crossover» som endrer vår genetiske gjøre litt opp og forklare hvorfor søsken ikke har de samme genetiske make-up, til tross for deling av samme foreldre. Cross-over skjer der deler av et kromosom er erstattet med tilsvarende segment fra sin homolog og vice versa. Når alle 46 kromosomer har koblet opp og cross-over-det har skjedd så celle deler.
Hvorfor cellene deler?
Cellene deler for en rekke årsaker., For det første cellene må dele for å skape liv. Vi starter ut som en enkelt celle, denne cellen må dele, og deretter dele på nytt og deretter dividere igjen og igjen, til å bli millioner av celler som utgjør den menneskelige kroppen. Som celler fortsette å dele de blir de ulike cellene i kroppen vår gjennom en prosess som kalles celle differensiering som vil bli diskutert senere.
Selv etter at vi har blitt født, cellene i kroppen vår jobber kontinuerlig med å dele, og derfor er vi vokser og endrer seg. For eksempel vår hud celler har ganske rask livssyklus og kontinuerlig blir erstattet av nye celler., Cellene trenger for å kontinuerlig bli erstattet fordi alle celler har en livssyklus, og de vil til slutt dø. Cellene dør, enten fordi de bare har en kort livssyklus og er programmert til å dø, eller fordi de har blitt skadet og må skiftes ut for å unngå kreft dannelse.
Hvordan gjøre cellene deler?
Når cellene deler de gjennomgå en prosess som kalles mitose. Før mitosen kan forekomme, men alle DNA-et behov for å være nøyaktig gjenskapt. Hvert kromosom er duplisert, slik at cellen inneholder to massevis av DNA., Dette DNA-replikasjon er nødvendig, slik at når cellen deler seg både celler vil ha identiske kromosomer og genetisk informasjon.
DNA-replikasjon
DNA-replikasjon er duplisering av alle i en celle er genetisk materiale. Dobbel-strandet DNA er «fn-zippet» av et enzym som finnes i cellekjernen som kalles DNA helicase. Den helicase bryter kjemiske bånd mellom nukleotider og de to komplementære tråder som er atskilt, begge disse tilnærmingene fungere som en «mal» for replikering., Disse trådene er duplisert nukleotid for nukleotid av et annet enzym, DNA-polymerase. Polymerase binder seg til malen og kjemisk festes nukleotider til det for å lage en ny gratis strand for å danne en identisk kopi av det opprinnelige DNA-molekylet. Som hver mal strand har nå en ny gratis DNA-tråd som er festet til det, cellen inneholder to kopier av DNA. Hvert kromosom er kopiert på denne måten, slik at cellen skal inneholde doble kopier av alle sine DNA.,
celledeling (mitose)
Mitose er delingen av en celle for å danne to identiske datterceller.
Det er syv faser av cellesyklus som er skissert i figuren nedenfor:
Informasjon om re-publisering av våre bilder
Celler er kontinuerlig å kopiere og dele. Datter celler dannet fra mitose gå på å kopiere deres DNA, og deler seg i to datterceller og så videre.
Hvordan gjør DNA-kontroll cellulære funksjoner?,
Det er ikke DNA selv som styrer cellenes funksjoner, det er proteiner som er kodet av DNA. Den nukleotide-sekvenser som utgjør DNA er en «kode» for cellen å lage hundrevis av forskjellige typer proteiner; det er disse proteiner som funksjon å styre og regulere cellevekst, divisjon, kommunikasjon med andre celler og de fleste andre cellulære funksjoner. Dette er grunnen til at DNA er sagt å «bære» eller «store» informasjon i form av nukleotide-sekvenser.
sekvensene trenger å være «dekodet» og deretter oversatt for å danne proteiner., Denne prosessen kalles protein syntese.
Protein syntese
Transkripsjon er den første fasen av protein syntese. Det er prosessen med å lese DNA, denne er utført av enzymer i kjernen. Den «avskrift» fra denne prosessen er en annen kjemisk molekyl kalt messenger ribonucleic acid eller mRNA. RNA er svært lik DNA-struktur, bortsett fra at den har bare en tråd i forhold til DNA som er dobbel-strandet.
Oversettelse er den andre fasen av protein syntese der mRNA er oversatt til et protein., Dette innebærer en annen RNA-molekyl, transfer RNA (tRNA). tRNA kamper tre nukleotider i en tid fra mRNA. Disse 3-nukleotid-sekvensen kombinasjoner kalles codons. Det er 64 mulige kombinasjoner; som for eksempel
- G – A – C
- C – C – G
- G – G – G og så videre.
Hver av disse codons kode for en bestemt aminosyre som flyter fritt rundt i kjernen. Aminosyrer er de svært små molekyler som utgjør proteiner. Det er tRNA molekyl som binder disse aminosyrene sammen som de er tilpasset til codon., Merk det er bare 20 aminosyrer og 64 codons så mer enn én codon kamper hver aminosyre.
Når denne prosessen er fullført et funksjonelt protein er utgitt for å utføre cellulære funksjoner. Når en celle vokser, kommuniserer med andre celler, excretes avfall, absorberer vann, trekk, holder seg til andre celler eller dør (og mye mer) dette er all grunn til å arbeide for disse proteinene.
celledifferensiering
Som vi vet, forskjellige cellene har forskjellige funksjoner slik at ikke alle celler vil ha samme proteiner, men alle celler har samme DNA., Dette etterlater spørsmålet; hvordan kan en type celle gjøre forskjellige proteiner fra en annen type celle?
for å kunne besvare dette spørsmålet er det nyttig å tenke på DNA som en stor «bruksanvisning». For ulike celler, forskjellige deler av heftet er lese-og dette er det som skiller en type celle fra en annen. For eksempel vårt blod celler vil lese et kapittel av denne store boken. Neste kapittel kan leses av nyre-celler og ved siden av leveren celler og så videre. Så hver celle-type vil skrive og oversette forskjellige gener som finnes i DNA., En blod celle vil «ignorer» den delen av DNA som koder for øye farge-gen fordi blodceller ikke trenger proteiner som er involvert i øye farger, og vice versa.
DNA misdannelser
Genetiske lidelser eller sykdommer er forårsaket av bestemte gener eller kromosomer misdannelser, noen ganger disse er arvet, men de kan også oppstå spontant i løpet av reproduksjon.,
Ikke-motsetninger
Når meiose oppstår, scenen der kromosom par separate og migrere til motsatt side av cellen klar for celledeling er en prosess som kalles motsetninger. Motsetninger sikrer hver datter celle får sin egen kopi av kromosom. Ikke-motsetninger oppstår når kromosomer ikke klarer å skille noe som resulterte i en datter celle med en altfor mange av kromosom og en datter celle med en for lite., Dette kan skje med sex kromosomer eller noen av de andre kromosomene
Ikke-motsetninger i sex-kromosomer
Som vi diskuterte tidligere, sex av en voksende fosteret, bestemmes av kombinasjonen av gener og arv fra våre foreldre. Når egget deler ett X-kromosom er gitt til hver av dattercellene. Sæden går deretter inn egget bærer enten X-eller et Y-kromosom. Hvis sædcelle med et X, cellen vil inneholde to X-kromosomer, og vil bli en kvinne. Hvis sæden er bærer et Y, cellen vil ha en X og en Y og vil utvikle seg til en mann., Når denne prosessen er forstyrret kan det føre til en genetisk unormalt.
noen Ganger under celledeling en sex-kromosom vil ikke klarer å skille form sin homolog og derfor når cellen deler seg en datter cellen vil ikke ha noen sex-kromosom og den andre vil ha et ekstra kromosom, denne dysfunksjonelle trinn under meiose er kalt ikke-motsetninger. Dette fører til genetiske avvik og kan føre til det voksende fosteret til å dø.
DNA-mutasjoner
noen Ganger DNA-nukleotid-sekvensen er endret, og dette er kjent som en DNA-mutasjon., DNA-mutasjoner kan oppstå sponateously når feil er gjort i følgende cellulære prosesser som:
- Feil under replikering; for eksempel DNA-polymerase kunne lese En i stedet for C og dermed legge til en G i stedet for en T.
- Feil under transkripsjon, eller
- Feil under oversettelse.
DNA-mutasjoner kan også være forårsaket av visse agenter, disse midlene er kalt mutagens. Eksempler på mutagens inkluderer:
- Sun;
- Alkohol;
- Sigarett røyk, og
- Noen virus.,
Genetisk sykdom
Genetiske sykdommer som følge av ikke-motsetninger
- Down syndrom: oppstår når et ekstra kromosom 21 er overført til en datter celle.
- Cystisk fibrose: forårsaket av genetiske defekter i et bestemt gen som kalles CFTR.
- Turner syndrom: oppstår når en andre sex-kromosomet mangler, slik at bare ett X-kromosom. Jenter med Turner syndrom har ofte en svømmehud nakke og eggstokkene er nesten fraværende. Hvis sperm gir et Y-kromosom cellen vil dø.,
- Klinefelter syndrom: oppstår det et ekstra X-kromosom i egg og sperm gir et Y-kromosom. Personen vil være en hann med uutviklede testiklene og uvanlig store armer og ben.
- Triplo-X syndrom: oppstår det et ekstra X-kromosom i egg og sperm bringer et X-kromosom. Personen vil være en ufruktbar kvinne med litt mild kognitiv svikt.
For mer informasjon om testing for genetiske sykdommer se genetiske tester for arvelige sykdommer.
Kreft
Kreft er en sykdom som oppstår som følge av mutasjoner i genene.,
Spesielle områder av vårt DNA regulere hvor raskt cellene dele seg å gjøre nye som vi vokser. Hvis DNA er mutert i noen av disse regulatoriske områder dette kan danne grunnlag for en svulsten, der cellene begynner å dele altfor raskt. For eksempel det er et protein som kalles p53 tumor suppressor gen. p53 er aktivert når DNA er skadet av en mutagen og det løser skader. Hvis en mutasjon oppstår når p53 er å være skrevet eller oversatt det vil ikke være i stand til å fungere på riktig måte, og derfor, når DNA er skadet (fra solen for eksempel) vil det ikke bli reparert., Dette er ett eksempel når kreft kan utvikle seg.
For mer informasjon om kreft celler se Hva Er Kreft?
Ta med hjem meldinger
DNA, gener og kromosomer er svært komplisert, og kan være vanskelig å forstå når du først lese om det.,ul>