DNA forklaret og udforsket

Hvorfor er DNA så vigtigt? Kort sagt indeholder DNA de instruktioner, der er nødvendige for livet.

Koden i vores DNA giver anvisninger på, hvordan man laver proteiner, der er afgørende for vores vækst, udvikling og generelle sundhed.

Fortsæt med at læse for at finde ud af mere om strukturen af DNA, hvad det gør, og hvorfor det er så vigtigt.

Hvad er DNA?

DNA står for deoxyribonukleinsyre. Det indeholder enheder af biologiske byggesten kaldet nukleotider.

DNA er et meget vigtigt molekyle for ikke kun mennesker, men også for de fleste andre organismer. DNA indeholder vores arvemateriale og vores gener, de ting, der gør os unikke.

Hvad er strukturen af DNA?

En samling af nukleotider danner et DNA-molekyle. Hvert nukleotid indeholder tre komponenter:

et sukker
en fosfatgruppe
en nitrogenbase

Sukkeret i DNA kaldes 2-deoxyribose. Disse sukkermolekyler veksler med fosfatgrupperne og udgør “rygraden” i DNA-strengen.

Hvert sukker i et nukleotid har en nitrogenbase knyttet til sig. Der er fire forskellige typer nitrogenbaser i DNA. De omfatter:

adenin (A)
cytosin (C)
guanin (G)
thymin (T)

De to DNA-strenge danner en 3D-struktur kaldet en dobbelthelix. Når det er illustreret, ligner DNA en spiralstige, hvor baseparrene er trinene, og sukkerfosfat-rygraden er benene.

Derudover er det værd at bemærke, at DNA’et i kernen af eukaryote celler er lineært, hvilket betyder, at enderne af hver streng er frie. I en prokaryot celle danner DNA’et en cirkulær struktur.

Hvad gør DNA?

DNA indeholder de instruktioner, der er nødvendige for, at en organisme kan vokse, udvikle sig og formere sig. Disse instruktioner findes i sekvensen af nukleotidbasepar.

DNA hjælper din krop med at vokse

Dine celler læser denne kode tre baser ad gangen for at generere proteiner, der er essentielle for vækst og overlevelse. Den DNA-sekvens, der rummer informationen til at lave et protein, kaldes et gen.

Hver gruppe på tre baser svarer til specifikke aminosyrer, som er byggestenene i proteiner. For eksempel angiver baseparrene TGG aminosyren tryptophan, mens baseparrene GGC angiver aminosyren glycin.

Nogle kombinationer, såsom TAA, TAG og TGA, indikerer også slutningen af en proteinsekvens. Dette fortæller cellen ikke at tilføje flere aminosyrer til proteinet.

Proteiner indeholder forskellige kombinationer af aminosyrer. Når de placeres sammen i den rigtige rækkefølge, har hvert protein en unik struktur og funktion i din krop.

Hvordan kommer man fra DNA-koden til et protein?

Først splittes de to DNA-strenge fra hinanden. Derefter aflæser specielle proteiner i kernen baseparrene på en DNA-streng for at skabe et mellemliggende messenger-molekyle.

Denne proces skaber messenger-molekylet RNA (mRNA). mRNA er en anden type nukleinsyre. Det rejser uden for kernen og tjener som en besked til det cellulære maskineri, der bygger proteiner.

I det andet trin læser specialiserede komponenter i cellen mRNA’s besked tre basepar ad gangen og arbejder på at samle et protein, aminosyre for aminosyre. Denne proces kaldes oversættelse.

DNA i sundhed, sygdom og aldring

Det komplette sæt af dit DNA kaldes dit genom. Den indeholder ca 3 milliarder baser20.000 gener og 23 par kromosomer.

Du arver halvdelen af dit DNA fra din far og halvdelen fra din mor. Dette DNA kommer fra henholdsvis sæden og ægget.

Gener udgør meget lidt af dit genom – kun 1 procent. De andre 99 procent hjælper med at regulere ting som hvornår, hvordan og i hvilken mængde din krop producerer proteiner.

Forskere lærer stadig mere og mere om dette “ikke-kodende” DNA.

DNA-skader og mutationer

DNA-koden er tilbøjelig til at beskadige. Ifølge skøn forekommer titusindvis af DNA-skadehændelser hver dag i hver af vores celler. Skader kan opstå på grund af fejl i DNA-replikation, frie radikaler og eksponering for UV-stråling.

Dine celler har specialiserede proteiner, der kan detektere og reparere mange tilfælde af DNA-skader. Der er mindst fem store DNA-reparationsveje.

Mutationer er permanente ændringer i DNA-sekvensen. Ændringer i DNA-koden kan have en negativ indvirkning på, hvordan kroppen producerer proteiner.

Hvis proteinet ikke virker ordentligt, kan der udvikles sygdomme. Nogle sygdomme, der opstår på grund af mutationer i et enkelt gen, omfatter cystisk fibrose og seglcelleanæmi.

Mutationer kan også føre til udvikling af kræft. For eksempel, hvis gener, der koder for proteiner involveret i cellulær vækst muterer, kan celler vokse og dele sig ude af kontrol. Nogle kræftfremkaldende mutationer er arvelige, mens andre udvikler sig gennem eksponering for kræftfremkaldende stoffer som UV-stråling, kemikalier eller cigaretrøg.

Men ikke alle mutationer er dårlige. Nogle er harmløse, mens andre bidrager til vores mangfoldighed som art.

Ændringer der sker i mindst eller mere end 1 pct af befolkningen kaldes polymorfier. Eksempler på nogle polymorfismer er hår- og øjenfarve.

DNA og aldring

Ikke-reparerede DNA-skader kan akkumulere, efterhånden som vi bliver ældre, hvilket er med til at drive ældningsprocessen.

Noget, der kan spille en stor rolle i DNA-skader forbundet med aldring, er skader på grund af frie radikaler. Denne ene skademekanisme er dog muligvis ikke tilstrækkelig til at forklare ældningsprocessen. Flere faktorer kan også være involveret.

En teori hvorfor DNA-skader ophobes, efterhånden som vi bliver ældre, vedrører evolution. Det menes, at DNA-skader repareres mere trofast, når vi er i den fødedygtige alder og får børn. Efter at vi har passeret vores høje reproduktive år, falder reparationsprocessen naturligvis.

En anden del af DNA, der kan være involveret i aldring, er telomerer. Telomerer er strækninger af gentagne DNA-sekvenser i enderne af dine kromosomer. De hjælper med at beskytte DNA mod beskadigelse, men de forkortes også med hver runde af DNA-replikation.

Undersøgelser forbinder telomerforkortelse med aldringsprocessen. Nogle livsstilsfaktorer som fedme, eksponering for cigaretrøg og psykisk stress kan også bidrage til telomerafkortning.

Hvor findes DNA?

DNA er til stede i vores celler. Den nøjagtige placering af den afhænger af celletypen.

Eukaryote celler

Mennesker og mange andre organismer har eukaryote celler. Det betyder, at deres celler har en membranbundet kerne og flere andre membranbundne strukturer kaldet organeller.

I en eukaryot celle er DNA inde i kernen. En lille mængde DNA er også i organeller kaldet mitokondrier, som er cellens kraftværker.

Fordi der er en begrænset mængde plads i kernen, kondenserer kroppen DNA’et til pakker. Der er flere forskellige stadier af emballering. De endelige produkter er de strukturer, som vi kalder kromosomer.

Prokaryote celler

Organismer som bakterier er prokaryote celler. Disse celler har ikke en kerne eller organeller. I prokaryote celler ligger DNA i midten af cellen, kaldet en nukleoid, der er snoet tæt.

Hvad sker der, når dine celler deler sig?

Din krops celler deler sig som en normal del af vækst og udvikling. Hver ny celle skal have en komplet kopi af DNA, når dette sker.

For at opnå dette skal dit DNA gennemgå en proces kaldet replikation. Når dette sker, splittes de to DNA-strenge fra hinanden. Derefter bruger specialiserede cellulære proteiner hver streng som skabelon til at lave en ny DNA-streng.

Efter replikation er der to dobbeltstrengede DNA-molekyler. Et sæt vil gå ind i hver ny celle, når delingen er fuldført.

DNA er afgørende for vores vækst, reproduktion og sundhed. Den indeholder de instruktioner, der er nødvendige for, at dine celler kan producere proteiner, der påvirker mange forskellige processer og funktioner i din krop.

Fordi DNA er så vigtigt, kan skader eller mutationer nogle gange bidrage til sygdomsudvikling. Det er dog også vigtigt at huske, at mutationer kan være gavnlige og bidrage til vores mangfoldighed.