Περιεχόμενο
Η αναγνώριση ότι το DNA φέρει τις μπλε πληροφορίες για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς και τους μηχανισμούς που μεταφράζουν τον κώδικα του DNA στην ουσία της ζωής, αποτελεί μια από τις μεγάλες ανακαλύψεις της σύγχρονης επιστήμης. Από τους απλούστερους μικροοργανισμούς μέχρι τα γιγάντια δέντρα και τα ζώα που κατοικούν στη Γη, όλοι βασίζονται στο DNA για την ύπαρξή τους. Χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερα βιολογικά γράμματα από το αγγλικό αλφάβητο των 26 γραμμάτων, το DNA εξηγεί τις οδηγίες για το πώς ζουν οι οργανισμοί, αναπαράγουν, μεταβολίζουν, ωριμάζουν και τελικά πεθαίνουν.
DNA, τον Κώδικα Ζωής
Το DNA είναι ένα πολύπλοκο, μακράς αλύσου μόριο που κωδικοποιεί τα γενετικά χαρακτηριστικά ενός ζωντανού οργανισμού. Στα περισσότερα φυτά και ζώα, το ϋΝΑ συσκευάζεται με ριβονουκλεϊκό οξύ και πρωτεΐνες σε συμπαγείς δομές που ονομάζονται χρωμοσώματα που βρίσκονται στον πυρήνα των κυττάρων. Σχεδόν όλα τα ανθρώπινα κύτταρα έχουν 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων, ένα σετ από κάθε γονέα. Τα τμήματα DNA που ονομάζονται γονίδια εμμέσως κωδικοποιούν πρωτεΐνες, οι οποίες δίνουν δομή και λειτουργία στα ανθρώπινα σώματα. Η επιλογή των γονιδίων στα οποία τα κύτταρα καθορίζουν τον τύπο του κυττάρου: τον εγκέφαλο, το ήπαρ, το δέρμα και όλα τα άλλα.
Αναπαραγωγή
Στη σεξουαλική αναπαραγωγή, οι άνθρωποι δημιουργούν ειδικά κύτταρα, που ονομάζονται γαμετοί, που περιέχουν μόνο ένα σύνολο 23 χρωμοσωμάτων. Κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης, το DNA του πατέρα συνδέεται με αυτό της μητέρας για να δημιουργήσει ένα νέο, μοναδικό σύνολο 46 χρωμοσωμάτων. Έτσι τα γνωρίσματα των προγόνων μεταβιβάζονται στους απογόνους. Ένα συγκεκριμένο χρωμόσωμα σε γαμέτα καθορίζει το φύλο των απογόνων. Αυτό το χρωμόσωμα μπορεί να είναι το Χ ή το Υ: δύο Xs δημιουργούν ένα θηλυκό, ενώ το XY παράγει ένα αρσενικό. Καθώς το γονιμοποιημένο ωάριο αρχίζει να διαιρείται, διαφορετικά γονίδια ελέγχουν πώς τα κύτταρα διαφοροποιούνται μεταξύ τους, δημιουργώντας τους διάφορους ανθρώπινους ιστούς, όργανα και συστήματα.
Βιοχημεία
Ο κώδικας DNA για όλες τις κυτταρικές πρωτεΐνες καθιστά δυνατή τη ζωή. Το κύτταρο μεταγράφει το DNA σε RNA, το οποίο μετά μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Αυτά περιλαμβάνουν τα ένζυμα, τις ορμόνες και τις δομικές πρωτεΐνες που κάθε κύτταρο χρειάζεται. Οι σύνθετοι βρόχοι βιοχημικής ανάδρασης καθορίζουν ποια γονίδια DNA εκφράζονται. Μέσω κυτταρικών βιοχημικών μονοπατιών, τα γονίδια ελέγχουν το σχήμα της μύτης σας και το μέγεθος των αυτιών σας. Εάν ένα γονίδιο είναι εσφαλμένα κωδικοποιημένο, για παράδειγμα λόγω μεταλλάξεως στο μόριο ϋΝΑ, μπορεί να πάσχετε από γενετικές ανωμαλίες, όπως απόσπαση ουρανίσκου ή γενετικές παθήσεις συμπεριλαμβανομένης της κυστικής ίνωσης και του συνδρόμου Downs.
Ζωή και θάνατος
Το DNA είναι απαραίτητο για τη ζωή του ανθρώπινου κυττάρου, αλλά μπορεί να κατακερματιστεί, οδηγώντας στον κυτταρικό θάνατο. Η επιστήμη δεν έχει ξεκαθαρίσει πλήρως αυτό το μυστήριο - οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν αν το DNA προγραμματίζεται να αυτοκαταστρέφεται. Τριάντα επτά γονίδια μη χρωμοσωμικού DNA βρίσκονται στα ανθρώπινα μιτοχόνδρια, τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής του κυττάρου. Αυτό το DNA κωδικοποιεί σημαντικά μόρια RNA, μερικά από τα οποία παράγουν ένζυμα που απαιτούνται για το μεταβολισμό. Οι μεταλλάξεις του μιτοχονδριακού DNA μπορούν να προκαλέσουν νεογέννητα να πεθάνουν. Δεν είναι όλες οι μεταλλάξεις άσχημα - η εξέλιξη είναι ουσιαστικά μια μακρά ιστορία ευεργετικών μεταλλάξεων DNA που έχουν μεταμορφώσει τον απλούστερο μονοκύτταρο οργανισμό σε ανώτερες μορφές ζωής, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.