Kyselina deoxyribonukleová (DNA), také německy známá jako DNA, je biomolekula (biologicky aktivní sloučeniny nebo molekuly nalezené v živých věcech) s vlastnostmi přenášení genů a jejich zděděných vlastností. Nachází se ve všech organizovaných entitách se schopnostmi metabolismu, reprodukce, podrážděnosti, růstu a evoluce, stejně jako v některých typech viry. Struktura DNA je ve formě dvojité šroubovice (druh spirály, ale ve které se vinutý motiv objevuje dvakrát). Dvojitá šroubovice cirkuluje navzájem paralelně dvěma řetězci DNA. Tyto dva řetězce DNA se nazývají polynukleotidy, protože jsou složeny z takzvaných nukleotidů. Složky nukleotidu jsou jednou ze čtyř dusíkatých nukleových kyselin základy, což jsou buď adenin, cytosin, guanin nebo thymin, často zkrácené počátečními písmeny. Kromě toho jsou nukleotidy složeny ze sacharidů deoxyribózy a a fosfát zbytek. Prostřednictvím molekulární vazby jsou nukleotidy spojeny střídavě cukr-fosfát řetěz. Podle principu dvojité šroubovice adenosin (nukleosid, který má nukleovou bázi adenin) vždy tvoří a vodík vazba na thymidin (nukleosid, který má nukleovou bázi thymin). Guanosin (nukleosid s nukleovou bází guaninem) na druhé straně tvoří a vodík vazba na cytidin (nukleosid s nukleovou bází cytosinem). DNA je schopna se obnovovat, což se nazývá replikace DNA. V tomto procesu jsou dva řetězce DNA odděleny od sebe navzájem. To je katalyzováno enzymem helikáza a DNA, která má být doplněna z příslušného řetězce, je nově generována (syntéza DNA). Za tento proces je zodpovědný enzym ze skupiny DNA polymerázy a také RNA primer, který slouží jako výchozí bod pro polymerázu. Tento proces je zásadní, zejména při dělení buněk. V určitých případech může dojít k poškození DNA. To je způsobeno takzvanými mutageny, které jsou chemického původu (např. Rentgenové nebo ultrafialové paprsky) nebo fyzického původu. Ony vést ke změnám v sekvenci DNA. V závislosti na mutagenu dochází k různým formám poškození DNA. Většina škod je způsobena oxidacemi, které zahrnují volné radikály nebo vodík peroxidy. Ty mohou způsobit škodlivé modifikace bází (změny nukleové báze), ale mohou také způsobit mnohem nebezpečnější a častěji rakovina- způsobující bodové mutace, jako jsou delece (ztráta sekvence DNA) nebo dokonce inzerce (nový zisk jednoho nebo více párů bází v sekvenci DNA), stejně jako chromozomální translokace (chromozomální abnormalita způsobená přesmykem).
Mitochondriální DNA
Uvnitř mitochondrie je mitochondriální DNA, nazývaná také mtDNA nebo mDNA, která je jako DNA dvouvláknová, ale uzavřená do kruhu. The mitochondrie regenerovat energeticky bohatou molekulu adenosin trifosfát (univerzální a okamžitě dostupný nosič energie v buňkách a důležitý regulátor energetických procesů) prostřednictvím dýchacího řetězce. Dále plní základní úkoly pro buňku. Mitochondriální DNA obsahuje pouze 37 genů, z nichž 13 kóduje Proteinů lokalizován na dýchacím řetězci. Zbytek je transkribován do tRNA i rRNA, které umožňují kódování 13 zmíněných genů. MtDNA je výhradně zděděna po matce, tj. Po matce. Mitochondriální DNA existuje jak u rostlin, tak u zvířat. Je evolučního původu a pochází z kruhových genomů bakterie.
Evoluční historie
V roce 1869 izoloval lékař ze Švýcarska Friedrich Miescher mikroskopickou látku z a hnis extrakt, který pochází z jádra lymfocytů. Tomu říkal nuklein. V roce 1878 izoloval německý biochemik nukleovou kyselinu z nukleinu a později z jeho čtyř nukleových kyselin základy. V roce 1919 objevil litevský biochemik Phoebus Levene cukr deoxyribóza a fosfát zbytek DNA. V roce 1937 William Astbury poprvé použil rentgenové záření k vizualizaci pravidelné struktury DNA. Skutečnost, že DNA hraje důležitou roli v dědičnosti, potvrdili genetici Alfred Day Hershey a Martha Chase v roce 1952 na základě svého objevu, že DNA je genetický materiál. O rok později představil James Watson společně s Francisem Crickem v časopise Nature to, co je nyní považováno za první správný model struktury dvojité šroubovice struktury DNA. Přitom základy jejich molekulárního modelu dvojité šroubovice pocházely Rentgen přijatá v květnu 1952 Rosalind Franklinovou.
