DNA oznacza kwas deoksyrybonukleinowy, który jest cząsteczką przenoszącą informacje genetyczne u ludzi i wszystkich innych żywych organizmów.
Kwas dezoksyrybonukleinowy składa się z czterech zasad chemicznych: adeniny, guaniny, cytozyny i tyminy. Sekwencja tych zasad w DNA koduje informację genetyczną.
Ludzkie genomy zawierają około trzech miliardów zasad chemicznych. Ponad 99 procent ludzkiego DNA jest identyczne dla poszczególnych osobników. Większość DNA znajduje się w jądrze komórkowym, podczas gdy reszta znajduje się w mitochondriach.
Odkrycie DNA
Chociaż DNA zaobserwował w 1869 r. niemiecki biochemik Frederich Miescher, jego znaczenie nie zostało rozpoznane. Struktura podwójnej helisy DNA została odkryta prawie sto lat później przez Francisa Cricka, Jamesa Watsona, Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa oraz w 1953 roku.
Struktura DNA
Molekuły zwane nukleotydami tworzą DNA. Każdy nukleotyd obejmuje zasadę azotową, grupę cukrową i grupę fosforanową. Wspomniane wcześniej cztery zasady azotowe tworzą geny, instruujące komórki o tym, jak wytwarzać białka. Ludzki genom ma około 20 000 genów.
Struktura DNA składa się z dwóch połączonych pasm chemicznych baz, które tworzą spiralę zwaną podwójną spiralą. Jeśli wyobrażamy sobie podwójną helisę jako drabinę, dwa boki są utworzone przez grupy fosforanowe i cukrowe, podczas gdy szczeble są utworzone przez bazy. Te bazy są w rzeczywistości w sparowanych jednostkach. Guanina i cytozyna tworzą jedną parę zasad; Adenina i tymina tworzą kolejną parę zasad.
DNA ma zdolność do replikacji, tak że jedna nić DNA w podwójnej helisie działa jako matryca, z której powielane są sekwencje zasad. Ponieważ cząsteczki DNA są tak długie, są zwinięte niezwykle mocno, tworząc chromosomy tak, aby pasowały do komórek. Jeden chromosom ma jedną cząsteczkę DNA. Ludzie mają 23 pary chromosomów, a DNA w nich zawiera informacje dziedziczne, prawie jak plan dla następnej generacji.
Zwierzęta i rośliny przechowują DNA w jądrze komórki, podczas gdy są przechowywane w cytoplazmie komórki dla prokariotów, takich jak bakterie. Wiele wirusów nie zawiera żadnego DNA i zamiast tego polega na RNA. RNA, kwas rybonukleinowy, jest bardzo podobny do DNA i, podobnie jak DNA, jest niezbędny dla wszystkich form życia, ale jest raczej jednoniciowy niż dwuniciowy i wykorzystuje uracyl jako bazę chemiczną zamiast tyminy.
W sekwencji DNA kolejność zasad można określić za pomocą technologii nazywanej sekwencjonowaniem DNA. Oprócz tego, podstawową kolejność można znaleźć w chromosomach, genach i genomie.
Zastosowania do testowania DNA
Ponieważ DNA zawiera informacje dziedziczne, może rzucić światło na to, czy choroby, które dotknęły innych członków rodziny, stanowią jakiekolwiek ryzyko dla jednostki. Zaburzenia genetyczne można zdiagnozować, a testy DNA mogą również ujawnić, czy dana osoba jest nosicielem mutacji genetycznej. W takim przypadku wadliwy gen może być dziedziczony przez dzieci tej osoby.
Oprócz historii medycznej testy DNA potwierdzają rodzinne powiązania. Jednym z powszechnych zastosowań pobierania odcisków palców DNA są przypadki ojcostwa. Może również pomóc zidentyfikować rodzeństwo, jeśli dzieci zostały rozdzielone we wczesnym wieku i ponownie się zjednoczyły.
W kryminalistyce DNA służy do rozwiązywania przestępstw, gdy krew, skóra lub inne próbki ciała są zbierane na miejscu zbrodni. Gdy nie można zidentyfikować ciał z powodu złego rozkładu, do tego celu służy DNA.
