DNA, kromosomer och genuttryck
Vi hör talas om DNA hela tiden, oavsett om det är i en nyhetsartikel eller i den senaste kriminalserien på tv. Men vad är egentligen DNA? Var finns det? Varför är det viktigt? För att besvara dessa frågor måste vi ta en närmare titt inuti våra celler.
DNA lagras i kromosomer
Våra kroppar består av biljoner celler. Varje cell innehåller ett antal olika organeller som alla spelar en viktig roll för cellens funktion, till exempel för att bryta ned avfall eller producera energi.
Cellkärnan är den viktigaste organellen, och det är här vi hittar vårt DNA (desoxyribonukleinsyra) packat tätt ihop i strukturer som kallas kromosomer. Kromosomer är långa trådliknande strukturer som består av en DNA-molekyl och protein. Under celldelningen rullar kromosomerna ihop sig tätt till X-former och är lättare att se i mikroskop. Mänskliga celler har 23 par kromosomer.
DNA organiseras i gener
Varje kromosom består av en DNA-molekyl, men hur ser en DNA-molekyl egentligen ut och hur lagrar den information?
En DNA-molekyl består av en serie nukleotider arrangerade i två strängar som liknar en stege och vrider sig för att bilda en dubbelhelix.
Nukleotider består av en bas, ett socker och en fosfat. De fyra baserna – adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T) – bildar par med varandra (A med T och G med C). Det är ordningen eller sekvensen av dessa baspar som ger den information som behövs för våra kroppars tillväxt och utveckling. Det kan hjälpa att visualisera baserna som bokstäver i alfabetet som bildar ord när de är i en viss ordning. Dessa ”ord” kallas gener och fungerar som en uppsättning instruktioner för våra celler.
Genuttryck
Då den mänskliga arvsmassan har sekvenserats vet vi att människan har cirka 25 000 gener. Varje gen ger instruktionerna för ett unikt protein (och ibland för många versioner av det proteinet). När en gen producerar proteiner i en cell säger vi att genen uttrycks.
Genuttryck har 2 huvudstadier. Först läser specialiserade cellstrukturer av genen och använder denna information för att producera ett molekylärt meddelande i form av en mRNA-molekyl (messenger ribonukleinsyra) – denna process kallas transkription. Därefter rör sig mRNA-molekylen från kärnan till cellens cytoplasma. En ribosom läser meddelandet och producerar ett protein som exakt motsvarar de instruktioner som är kodade i genen – denna process kallas översättning
Alla celler i din kropp (utom könsceller) innehåller samma DNA och följaktligen samma gener. Det är dock inte alla gener som uttrycks i alla celler. När en viss gen uttrycks säger vi att denna gen är ”på”. När en gen är aktiverad tillverkar den proteiner som på något sätt påverkar organismens funktion eller utveckling.
Att avgöra om en gen är aktiverad eller avstängd är en mycket specifik och komplex process. Den regleras av signaler både inifrån och utifrån och resulterar i den otroliga mångfald av celler som vi ser i våra kroppar. Till exempel uttrycks de gener som kodar för muskelproteiner som aktin och myosin endast i muskelceller, inte i de andra cellerna i din kropp, trots att generna finns i dessa andra celler.
Vetenskapens natur
Det komplexa arbete som utförs av forskarna i det här sammanhanget skulle inte vara möjligt utan den cellforskning och de DNA-upptäckter som tidigare forskare har gjort.
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.