DNA (deoxyribonukleová kyselina) – základ života

Co je DNA

Deoxyribonukleová kyselina (DNA) patří mezi nukleové kyseliny a je nositelkou genetické informace většiny organismů, včetně člověka. Jsou v ní kódovány veškeré informace důležité pro život – růst (jak má živý organismus vypadat) a přežití organismu. Strukturu dvojšroubovice popsali roku 1953 James Watson a Francis Crick. Rozluštění lidského genomu proběhlo až v roce 2003 mezinárodním týmem vědců. 

Jak vypadá struktura DNA 

DNA je tvořena dvěma polynukleotidovými řetězci, které jsou vzájemně propojeny a vytváří (většinou) pravotočivou dvojšroubovici (některých případech však může existovat jako jednovlákenní molekula, troj- či čtyřšroubovice).

Každý řetězec je složen z: 

• molekuly deoxyribózy (cukerná část),
• zbytku kyseliny fosforečné (kyselá část) a
• dusíkatých bází (zásaditá část).

Ke spojení řetězců dochází mezi dusíkatými bázemi, a to dvěmi vodíkovými můstky mezi thyminem a adeninem a třemi vodíkovými můstky mezi cytosinem a guaninem. Řetězec dvojšroubovice je dlouhý zhruba 2,4 nanometru. U vyšších organismů, včetně člověka je DNA uložena v jádře. Existuje však i mitochondriální DNA, která je uložena, jak název napovídá, v mitochondriích. Mitochondrie jsou tělíska, která zodpovídají za dýchací procesy v buňce.

Gen, genom a chromozomy

Část řetězce DNA se označuje jako gen, celá genetická informace jako genom. Lidský genom obsahuje cca 3,1 miliardy bází (párů). Šroubovice se dále zamotává a tvoří chromozomy. Člověk jich má 23 párů. Nejzajímavějšími chromozomy jsou X a Y. Jedná se o pohlavní chromozomy, které určují pohlaví. Kombinace chromozomů u člověka XX je určena pro ženské pohlaví a XY pro mužské. Takže za to, zda se narodí chlapec či děvče, může tatínek :)

DNA a věda

DNA je stále ve středu zájmu vědců nejen z biologických oborů. Jsou vyvinuty promyšlené techniky její izolace,  rozdělování, barvení, sekvenace (určování pořadí nukleových bází, tzv. „čtení“ DNA), umělé syntézy a manipulace s ní pomocí metod genového inženýrství. Tyto postupy jsou důležité pro mnoho oborů – lékařství, evoluční biologie, kriminalistika,..

DNA je základním materiálem v diagnostice nemocí, testech otcovství, hledání příbuzenských vztahů či přípravě plodin s novými vlastnostmi.

K čemu potřebujeme DNA

DNA je nositelkou genetické informace všech živých organismů (s výjimkou některých virů). Je v ní zapsána sekvence (posloupnost) bílkovin, které jsou důležité ke stavbě všech buněčných struktur. Bez DNA žijí buňky jen omezenou dobu. Příkladem jsou červené krvinky. Ty při svém zrání vyvrhují jádro a díky tomu poté nejsou schopné vyrábět bílkoviny a udržovat strukturu buňky. Po 100-120 dnech jsou již tak poškozeny, že zanikají a organismus je z oběhu odstraní.

Přenos genetické informace

Přenos genetické informace mívá 3 kroky – replikaci, transkripci a translaci

1. Replikace – zajištění dědičnosti

Replikace DNA je přenos informace z DNA do DNA – proces zdvojení DNA. Je to schopnost zajišťující dědičnost. Při replikaci vznikají z jedné mateřské DNA 2 zcela stejné dceřinné DNA. Jedno vlákno šroubovice je to původní, druhé do páru nově syntetizované. Klíčovou roli při replikaci DNA hrají enzymy zvané DNA polymeráza. U člověka se vyskytuje 5 druhů DNA polymeráz.

2. Transkripce – přepis

K tomu, aby se informace z DNA dostala ven z jádra je potřeba ji „zkopírovat“. Při transkripci dochází k přepisu informace z DNA do RNA, respektive mRNA (messenger (mediátorové nebo také informační) ribonukleové kyseliny). Ve většině případů se jedná o přepis jednoho genu, který slouží k tvorbě 1 specifické bílkoviny, kterou buňka zrovna potřebuje.

3. Translace – překlad

Při translaci neboli proteosyntéze je překlad nukleotidové sekvence mRNA do sekvence aminokyselin bílkoviny. Tento proces probíhá na ribozómech (továrnách na proteiny-bílkoviny). Ribozómy si můžeme představit jako 2 části mezi které se zasune mRNA s potřebnou částí informace z DNA. Ribozóm „přečte“ informaci z mRNA a díky tomu je schopen vytvořit příslušný protein.

Genetický test, DNA test

Díky genetickým testům lze analyzovat rizikové mutace genů a na základě toho zhodnotit i budoucí zdravotní rizika, předpoklad vzniku dědičných chorob či potencionální rozvoj civilizačních onemocnění. Testy dokáží zjistit např. dispozice k dědičné celiakii, laktózové intoleranci, Leidenské mutaci, kožnímu melanomu či predispozice ke vzniku kardiovaskulárních onemocnění,

Genografickými (genealogickými) testy můžete zjistit geografickou lokalizaci původu svých předků, jak v otcovské tak i v mateřské linii.

Mezi nejznámější dostupné DNA testy patří test otcovství, mateřství, příbuznosti či určení metabolického typu.

Zdroje: Murdoch.edu, Asgent.org

Veškerá zdravotní, výživová či léčebná tvrzení jsou v rámci legislativy EU výrazně omezena. Při tvorbě článků smíme vycházet pouze ze schválených tvrzení, která uvádí platná legislativa.