ADN, cromozomii și expresia genelor
Am auzit tot timpul despre ADN, fie că este vorba despre o știre sau despre ultimul serial polițist de la televizor. Dar ce este mai exact ADN-ul? Unde se găsește? De ce este important? Pentru a răspunde la aceste întrebări, trebuie să aruncăm o privire mai atentă în interiorul celulelor noastre.
ADN-ul este stocat în cromozomi
Corpurile noastre sunt alcătuite din trilioane de celule. Fiecare celulă conține o serie de organite diferite care toate joacă un rol important în funcționarea celulei, cum ar fi descompunerea deșeurilor sau producerea de energie.
Nucleul celular este cel mai important organit, iar aici găsim ADN-ul nostru (acidul dezoxiribonucleic) împachetat strâns în structuri numite cromozomi. Cromozomii sunt structuri lungi, asemănătoare unor fire, alcătuite dintr-o moleculă de ADN și proteine. În timpul diviziunii celulare, cromozomii se înfășoară strâns în formă de X și sunt mai ușor de observat la microscop. Celulele umane au 23 de perechi de cromozomi.
ADN-ul este organizat în gene
Care cromozom este alcătuit dintr-o moleculă de ADN, dar cum arată de fapt o moleculă de ADN și cum stochează ea informații?
O moleculă de ADN este alcătuită dintr-o serie de nucleotide dispuse în 2 șiruri care seamănă cu o scară și se răsucesc pentru a forma un dublu helix.
Nucleotidele sunt alcătuite dintr-o bază, un zahăr și un fosfat. Cele 4 baze – adenină (A), guanină (G), citozină (C) și timină (T) – se împerechează între ele (A cu T și G cu C). Ordinea sau secvența acestor perechi de baze este cea care furnizează informațiile necesare pentru creșterea și dezvoltarea corpului nostru. Ne poate ajuta să vizualizăm bazele ca pe niște litere din alfabet care formează cuvinte atunci când se află într-o anumită ordine. Aceste „cuvinte” se numesc gene și acționează ca un set de instrucțiuni pentru celulele noastre.
Expresia genelor
Pentru că genomul uman a fost secvențiat, știm că oamenii au aproximativ 25.000 de gene. Fiecare genă furnizează instrucțiunile pentru o proteină unică (și, uneori, pentru mai multe versiuni ale acelei proteine). Atunci când o genă produce proteine într-o celulă, spunem că gena este exprimată.
Expresia genelor are 2 etape principale. În primul rând, structuri celulare specializate citesc gena și folosesc aceste informații pentru a produce un mesaj molecular sub forma unei molecule de ARNm (acid ribonucleic mesager) – acest proces se numește transcripție. În continuare, molecula de ARNm se deplasează din nucleu în citoplasma celulei. Un ribozom citește mesajul și produce o proteină care corespunde exact instrucțiunilor codificate în genă – acest proces se numește traducere
Care celulă din corpul dumneavoastră (cu excepția gameților) conține același ADN și, în consecință, aceleași gene. Cu toate acestea, nu fiecare genă este exprimată în fiecare celulă. Atunci când o anumită genă este exprimată, spunem că această genă este „activată”. Atunci când o genă este activată, aceasta produce proteine care afectează într-un anumit fel funcționarea sau dezvoltarea organismului.
Decizia dacă o genă este activată sau dezactivată este un proces extrem de specific și complex. Acesta este reglementat de indicii din interiorul și din exteriorul celulelor și are ca rezultat diversitatea incredibilă de celule pe care o vedem în corpul nostru. De exemplu, genele care codifică proteinele musculare, cum ar fi actina și miozina, sunt exprimate doar în celulele musculare, nu și în celelalte celule din corpul dumneavoastră, chiar dacă genele sunt prezente în acele alte celule.
Natura științei
Lucrarea complexă desfășurată de oamenii de știință în acest context nu ar fi fost posibilă fără cercetarea celulară și descoperirile ADN făcute de oamenii de știință din trecut.
Useful links
Visit the Learn Genetics website to go on animated tours covering DNA, genes, chromosomes, proteins, heredity and traits.
Watch this video clip From Mendel to DNA where Nobel Prize winner Sir Paul Nurse explains 3 key understandings of genetics developed during the 20th century.