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.
Víte, že...
DNA je považována za stabilní molekulu, u které byl určen poločas rozpadu více jak 500 let. Stále čitelná informace v DNA by tak mohla být v příznivých podmínkách přibližně milion let. Pokud by se molekula DNA natáhla může být dlouhá až 2 metry. Aby se řetězec vešel do jádra, musí být velmi hustě smotaná.
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.
Co to je CRISPR
Bakterie mají schopnost začleňovat cizí DNA a dokonce i účelně získávat poškozenou DNA ze svého okolí. Pokud bakterii napadne například vir, bakterie je schopná ho identifikovat, rozvinout a „rozstříhat“ jeho DNA. Vir se díky poškozené DNA nemůže pak dále rozmnožovat. Bakterie si poté části DNA virů vpisuje do své paměti, která se nazývá CRISPR. Jejich schopnosti využilo genetické inženýrství a vyvinulo techniku CRISPR-Cas. Ta je určena pro cílené zásahy do genetické informace. Díky této genové terapii je možné narušit, vystřihnout či vyměnit zvolené místo v DNA. Vystřižené poškozené či chybějící části DNA je pak možné nahradit opravenými částmi či chybějící části doplnit. Stále probíhají studie na další možná využití této metody.
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.
