DNA i RNA, czyli jak zakodowane jest życie. Bransoletka DNA.

DNA, materiał genetyczny, kodowanie… brzmi poważnie? Dzięki poniższemu wyjaśnieniu dowiesz się w prosty sposób, czym jest język DNA oraz jak kodowane są białka w naszym organizmie! Dowiesz się też, czym jest BRANSOLETKA DNA oraz jak przy pomocy 4 liter (A,G,C,T) zakodować Twoje imię! Zainteresowałam Cię? Zapraszam dalej!

Od DNA do chromosomu, czyli ściśle chronione informacje

Zapewne pamiętasz, że wszystkie informacje dotyczące naszego wyglądu, cech, czyli wszystko to co stanowi życie zapisane jest w materiale genetycznym. Materiał genetyczny to tak na prawdę molekuła. Kwas deoksyrybonukleinowy, w skrócie DNA, znajduje się w jądrze prawie każdej komórki naszego ciała. To bardzo ważna i cenna molekuła podlegająca specjalnej ochronie. Po pierwsze tak jak już wspomniałam znajduje się w jądrze komórkowym, którego prawie nigdy nie opuszcza. Mogą się tam dostać jedynie wybrane, bezpieczne dla DNA cząsteczki. Po drugie DNA jest dwuniciowe i zabezpieczone na końcach specjalnymi strukturami. Po trzecie przygotowując się do podziału komórki DNA powiela się (w procesie replikacji). Następnie zwija się do specjalnej formy, którą na pewno znasz, czyli chromosomów. Są to struktury, w których DNA jest ściśle zwinięte i zabezpieczone na końcach telomerami. Tak by maksymalnie je zabezpieczyć na czas podziału komórkowego (gdy zanika jądro).

Rys.1. DNA i sposób jego upakowania w strukturę chromosomu. (Źódło:  https://my.clevelandclinic.org/health/body/23064-dna-genes–chromosomes).

Budowa DNA i RNA

No dobrze… Skoro DNA jest tak ważne i należy je chronić to jak komórce udaje się je odczytać? A następnie wykorzystać informacje w nim zawarte? W tym momencie na scenę wkracza RNA, czyli kwas rybonukleinowy.

DNA jest dwuniciową superhelisą i składa się z tzw. szkieletu utworzonego przez cząsteczki cukru (deoksyrybozy) połączone z resztami kwasu fosforowego oraz 4 rodzajów zasad azotowych ułożonych kolejno obok siebie w specjalnej kolejności. To właśnie ta kolejność decyduje o wszystkich naszych cechach, jest ona kodem do odczytania. Obie nici DNA łącza się właśnie poprzez zasady azotowe parami: adenina (A) z tyminą (T) oraz guanina (G) z cytozyną (C). Przy pomocy tych literek oznaczamy tez całe nukleotydy. Nukleotyd to jedna zasada azotowa połączona z cukrem oraz resztą kwasu fosforowego.

Rys.2 Budowa DNA i RNA. Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Kwasy_rybonukleinowe

RNA jest jednoniciowe i ma podobną budowę z kilkoma wyjątkami. Cukrem jest w tym przypadku ryboza, a zamiast tyminy występuje uracyl (U). Wyróżniamy 3 główne rodzaje RNA:
– mRNA – matrycowy, czyli ten który powstaje w procesie transkrypcji,
– rRNA – rybosomalny, czyli budujący RYBOSOM, oraz
– tRNA – transportujący, czyli RNA, który transportuje aminokwasy do budowy białek w procesie TRANSLACJI.

TRANSKRYPCJA, czyli przekazywanie informacji genetycznej dalej

Skoro już znamy budowę obu kwasów i wiemy czym się różnią mogę przejść do wyjaśnienia na czym polega TRANSKRYPCJA. Jest to proces przepisania informacji zawartej w DNA na cząsteczkę RNA zachodzący w jądrze komórkowym. Nie wchodząc bardzo w szczegóły proces ten polega na stworzeniu cząsteczki RNA, która będzie miała taką samą kolejność literek (czyli zasad azotowych) jak wzorcowe DNA. Z tym wyjątkiem, że zamiast tymin (T) w RNA będziemy mieć uracyle (U). No po prostu takie już jest RNA, że ma te uracyle zamiast tymin:) Cały ten proces przebiega przy udziale wielu białek i struktur, które pomagają zbudować RNA. Na końcu jednak otrzymujemy nić RNA, która ma taką samą sekwencję (kolejność) zasad azotowych jak DNA. DNA zostaje sobie bezpiecznie w jądrze a RNA mówi mu „BYE!” i uciekając przez pory jądrowe udaje się w dalszą podróż. Dokąd? Do cytoplazmy, by wziąć udział w kolejnym fascynującym procesie! W TRANSLACJI! 🙂

TRANSLACJA, czyli… rozszyfrowanie kodu genetycznego

Kolejny proces „TRANS”, co tak naprawdę oznacza, w każdym z tych wypadków, przejście z jednej do drugiej formy. Z DNA do RNA w przypadku TRANSKRYPCJI, a dalej z RNA do… białek!;) Jak to się dzieje? Powiem Ci od razu, że ten proces jest jeszcze bardziej skomplikowany niż transkrypcja. Ciekawe wyjaśnienie z animacją przedstawiłam na naszym profilu TIKTOK: LINK.
Zapraszam do wysłuchania!

Znów jednak w skrócie, TRANSLACJA polega na tym, iż specjalna molekuła (organellum komórkowe) o nazwie RYBOSOM, we współpracy z innymi molekułami, odczytuje dokładną kolejność zasad azotowych w nici RNA rozpoczynając od miejsca o nazwie KODON START.
KODON są trzy zasady azotowe (literki) występujące po kolei np. ACU.

KODON START ma sekwencję AUG i oznacza początek białka (polipeptydu). Później każda następna trójka zasad azotowych koduje jeden aminokwas, czyli cegiełkę, z których zbudowane są wszystkie białka w naszym organizmie.

Rys.3 Zasada odczytywania informacji genetycznej z kodonów na aminokwasy. Źródło: khanacademy.org

BRANSOLETKA DNA- zakoduj swoje imię językiem kodu genetycznego!

Widoczne na Rys. 3 są 3 aminokwasy: metionina (Met), izoleucyna (Ile) oraz seryna (Ser). Przedstawione na rysunku koło kodonów, które znajdziesz w zestawie BRANSOLETKA DNA zawiera także inne aminokwasy! Zwróć uwagę, że każdy z 23 aminokwasów oznaczony jest jedna literką (popatrz na obwód koła). Wykorzystując te literki możesz zakodować swoje imię! Jeśli masz na imię ALA kodujesz: A – alanina, L – lizyna, A – alanina. By stworzyć bransoletkę musisz do każdego aminokwasu przyporządkować trójkę nukleotydów (wnętrze koła). Przykładowo alanina ma aż 4 opcje do wyboru: GCG, GCA, GCC lub GCU. Możesz wybrać jedną z nich! Więcej szczegółowych informacji znajdziesz w instrukcji!