خانه / علمی / زیست / DNA چیست؟

DNA چیست؟

به گزارش بدانید ها، ماده ی دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یا همان DNA در سال ۱۸۶۹ توسط فردیک میشر کشف شد.این دانشمند هنگام مطالعه بر روی گلبول های سفید خون ،هسته سلولها را استخراج کرد و سپس بر روی آن محلول قلیایی ریخت. حاصل این آزمایش ، رسوب لزجی بود که بررسیهای شیمیایی آن نشان داد، ترکیبی از کربن ، هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن و درصد بالایی از فسفر می‌باشد. میشر این ماده را نوکلئین نامید. زمانی که ماهیت اسیدی این ماده مشخص گردید، نام آن به DNA تغییر یافت.

اهمیت DNA

DNA اطلاعاتی را در خود جای داده که نسل به نسل منتقل می شود و راز حیات را در خود گنجانده است.

ریبونوکلئیک اسید نه تنها ساخت دیگر مولکول ها (پروتئین ها) را کنترل می کند، بلکه در شکل گیری و بازسازی خود نیز نقش دارد. اگر تغییر کوچکی در ساختار آن شکل گیرد، ممکن است عواقبی جدی در پی داشته باشد و اگر به حد غیر قابل اصلاحی تخریب شود، سلول می میرد.

DNA و تنوع زیستی

تغییرات DNA در سلول های مختلف، تنوع زیستی را به وجود می آورد. این پروسه طی میلیون ها سال و به طریق انتخاب طبیعی صورت پذیرفته است.

ساختار DNA چگونه است؟

DNA یکی از چندین مدل اسید نوکلئیک است (RNA ها یا ریبونوکلئیک اسیدها نوع دیگری از این دسته هستند). DNA در هسته تمامی سلول های بدن انسان پیدا می شود و اطلاعات درون این مولکول به دو صورت :

  • در ساخت پروتئین هایی که رفتارهای بیولوژیکی ما را معین می کنند به سلول کمک می کند.
  • از نسلی به نسل دیگر منتقل (کپی) می شود.

کلید عملکرد تمامی رفتارهای سلولی، بنا به ادعای واتسون و کریک، درون DNA نهفته است. اگرچه ممکن است پیچیده و بعید به نظر رسد اما تمامی اطلاعات بدن ما توسط توالی های تکرار شونده ی 4 عضو کوچک به نام نوکلئوتیدها کد گذاری شده اند.

یک بنای عظیم را تصور کنید که فقط از 4 مدل مصالح ساختمانی درست شده باشد یا یک زبان پیچیده را در نظر بگیرید که الفبای آن بیشتر از 4 حرف ندارد. DNA زنجیره ای بلند و طویل از این حروف و بلوک های کوچک است.

بیشتر بخوانید:

هر نوکلئوتید متشکل است از یک قند (دئوکسی ریبوز)، یک گروه فسفات و یک باز نیتروژنی. بازهای نیتروژنی به دو گروه پورینی (دو حلقه ای) و پیریمیدینی (تک حلقه ای) تقسیم می شوند که عبارتند از:

  • آدنین (Adenin) – یک باز پورینی
  • سیتوزین (Cytosine) – یک باز پیریمیدینی
  • گوانین (Guanine) – یک باز پورینی
  • تیمین (Thymine) – یک باز پیریمیدینی
انواع بازهای نیتروژنی در مولکول DNA

درواقع DNA دو قسمت دارد. این دو طناب در کنار یکدیگر قرار گرفته و به دور هم می پیچند و نوکلئوتیدها بین این دو قرار گرفته اند و ظاهری نردبانی شکل به آن می بخشند که به دابل هلیکس یا مارپیچ دوگانه نیز معروف است.

عملکرد DNA چگونه است؟

اینکه هر سلول چه وظیفه ای را انجام دهد و چه رفتاری از خود نشان دهد، توسط یک کد تعیین می شود که بین سلولهای یک بافت متحدالشکل است. هر سلول با تولید مثل، کد DNA را به سلول جدید منتقل می کند و به این ترتیب، سلول جدید دستورالعمل و وظایف خود را می داند و با سایر سلولها همکاری می کند.”دی ان ای” ماده اصلی ژنتیک است و فاکتورهایی را که موجودات زنده از نسلهای قبل از خود به ارث می برند را باید در ساختار DNA ایشان جستجو کرد.

بیشتر بخوانید:

همانند سازی DNA

DNA حاوی اطلاعاتی است که برای ساخت تمام پروتئین های لازم همه سلول ها لازم است و این پروتئین ها در کنار هم به یک موجود زنده معنا و مفهوم می بخشند. وقتی یک سلول تقسیم می شود، همه این اطلاعات باید به درستی منتقل شوند و سلول مادر و دختر تفاوتی با یکدیگر نداشته باشند.

همانند سازی

پیش از اینکه یک سلول بتواند تقسیم شود، ابتدا باید همانند سازی صورت پذیرد. به بیانی دیگر، باید یک کپی از DNA آن آماده شود.

اینکه همانند سازی کجا صورت می پذیرد، بسته به یوکاریوت یا پروکاریوت بودن سلول متغیر است. همانند سازی DNA در سیتوپلاسم پروکاریوت ها و هسته یوکاریوت ها صورت می پذیرد. به جز ماهیت مکان این فرآیند، باقی پروسه همانند سازی DNA بین یوکاریوت و پروکاریوت مشترک است.

ساختمان DNA به سادگی اجازه می دهد تا آنزیم ها و پروتئین های دخیل در پروسه همانند سازی، وارد چرخه شده و فرآیند را آغاز کنند. هر سمت از مارپیچ دوگانه، در جهت مخالف مارپیچ دیگر است. یعنی انتهای یکی، ابتدای دیگری است.

آنچه این مدل را جالب کرده است، شباهت آن به زیپ های معمولی است، با این تفاوت که می توان آن را از هر ناحیه ای باز کرد و الگوی آن را کپی کرد. به علت اینکه چیزی از بین نمی رود، بلکه الگویی جدید براساس الگوی قدیمی شکل می گیرد، همانند سازی DNA را نیمه محافظتی می نامند. برای انجام این فرآیند، نیاز به ابزارهای خاصی است.

مراحل همانندسازی عبارتند از:

  1. آنزیمی به نام DNA Gyrase یا تروپوایزومراز 2، شکافی در مارپیچ دوگانه ایجاد می کند.
  2. آنزیمی با نام هلیکاز وارد می شود و دو طناب را از یکدیگر جدا می کند.
  3. پروتئین های ریز بسیاری به نام SSB به تک رشته های DNA وصل می شود و از بسته شدن آن جلوگیری می کند.
  4. کمپلکس آنزیم های دی ان ای پلیمراز (خصوصا DNA پلیمراز 3) در طول رشته DNA قدم به قدم جلو رفته و نوکلئوتید مکمل را در برابر آن قرار می دهند. برای مثال، اگر رشته مادر به صورت TGAC باشد، DNA پلی مراز، یک رشته ACTG در برابرش قرار می دهد.
  5. DNA پلی مراز 1 و 2 پشت سر آن، یک بار دیگر همه چیز را چک می کنند تا در صورت بروز خطا، نوکلئوتید صحیح را جایگزین کنند.
  6. آنزیم دیگری به اسم دی ان ای لیگاز، قطعات اکازاکی () را پشت سر هم قرار داده و یک رشته کامل پدید می آورد.
  7. رشته های کپی شده دوباره به یکدیگر وصل می شوند.

سلول های مختلف، با نرخ های متفاوتی دی ان ای را همانندسازی می کنند. برخی سلول ها متداوما تقسیم می شوند، مثل سلول های مو، ناخن و مغز استخوان. برخی هم پس از چند سری تقسیم، متوقف می شوند (مثل ماهیچه ها، قلب و مغز).سلول های دیگر هم اگرچه دیگر رشدی ندارند اما می توانند خود را ترمیم کنند، همانند پوست.

چرا وجود DNA مهم است؟

برخی از دستاوردهای کشف رمز سلول جانداران عبارتند از:

  • انجام آزمایش و ریشه یابی و درک علت بسیاری از بیماریها، نظیر سرطان و … و پیدا کردن مسیری به سوی درمان آنها.
  • کمک به قضاوت عادلانه در دادگاهها مبنی بر بی گناهی یا گناهکار بودن متهمین بر پایه آزمایش DNA. انجام آزمایش DNA و مستندات آن برای هر انسانی منحصر به فرد است (شبیه به اثر انگشت انسانها) و وجود DNA یک نفر در صحنه جرم، دلیل لازم و کافی برای حضور او در محل ارتکاب به جرم می باشد.
  • آزمایش دی ان ای و تشخیص پدر و مادر واقعی کودکانی که به هر دلیلی والدین خود را گم کرده اند.
  • پرورش نوعی از محصولات کشاورزی با باروری بیشتر و در عین حال آفت کمتر. و…

همچنین:

منابع:

دیجیاتو

ویکی راهنما

ویکی پدیا

همشهری آنلاین

درباره‌ی سینا بهاروند

سلام. سینا بهاروند هستم.متولد بهمن ماه ۱۳۸۲ در شهر خرم آباد. از ابتدا تا تابستان سال ۱۳۹۷ در اهواز زندگی می کردم اما از آن زمان به شهر همدان آمدم و در دبیرستان نمونه دولتی خلیج فارس در این شهر مشغول به تحصیلم. امیدوارم که بتوانم در این سایت به افزایش دانش و اطلاعات شما عزیزان کمک کنم. (از این که ما را دنبال می کنید متشکریم)

حتما ببینید

آشنایی با سلول های بنیادی

به گزارش بدانید ها سلول های بنیادی،انواعی از سلول ها هستند که قابلیت تمایز (differentiation) به …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *