• Αθηνά Νικολέτα Τριάντου

Τα βασικά συστατικά της ζωής: Νουκλεϊκά Οξέα -DNΑ

Ενημερώθηκε: 3 Νοε 2020


Στο Μια Βόλτα στον πυρήνα, γνωρίσαμε τον πυρήνα ενός ευκαρυωτικού κυττάρου, και αναφερθήκαμε στο DNA και στη χρωματίνη. Σε αυτό το άρθρο θα αναφέρουμε τα βιολογικά μακρομόρια και θα γνωρίσουμε καλύτερα το πιο ξακουστό βιολογικό μακρομόριο το DNA.


Βιολογικά Μακρομόρια


Υπάρχουν 4 βασικές κατηγορίες βιολογικών μακρομορίων που είναι σημαντικό να γνωρίζουμε καθώς αποτελούν τους θεμέλιους λίθους της ζωής στον πλανήτη μας. Ονομάζονται μακρομόρια διότι αποτελούνται από πολλές μικρότερες μοριακές μονάδες. Αν παρομοιάσουμε ένα βιολογικό μακρομόριο με μία αλυσίδα μπορούμε να φανταστούμε εδώ ότι μια μοριακή μονάδα είναι ένας κρίκος της αλυσίδας. Οι 4 κατηγορίες βιολογικών μακρομορίων είναι τα νουκλεϊκά οξέα (DNA, RNA), οι πρωτεΐνες, τα λιπίδια και οι πολυσακχαρίτες. Σήμερα θα μιλήσουμε για τα νουκλεϊκά οξέα.


Νουκλεϊκά οξέα


Το 1868 ένας νεαρός Ελβετός γιατρός ο Friedrich Miescher απομόνωσε από τον πυρήνα των λευκών αιμοσφαιρίων που μελετούσε μια ουσία που δεν ήταν ούτε πρωτεΐνη, ούτε λιπίδιο, ούτε σάκχαρο, ουσίες που μέχρι τότε ήταν γνωστές στους επιστήμονες. Την ουσία αυτή την ονόμασε νουκλεΐνη διότι την απομόνωσε από τον πυρήνα (στα Λατινικά Nucleus). Σήμερα η ουσία αυτή ονομάζεται DNA (DeoxyriboNucleic Acid) ή δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ και μαζί με το το RNA (RiboNucleic Acid) ή ριβονουκλεϊκό οξύ αποτελούν τα νουκλεϊκά οξέα.


DNA


Τι είναι το DNA και από τι αποτελείται;

Το DNA για τους κυτταρικούς οργανισμούς είναι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας. Δηλαδή, διαθέτει όλο το «αρχιτεκτονικό σχέδιο» καθώς και όλη την πληροφορία που χρειάζεται ένας οργανισμός για να εκτελέσει τις βιολογικές του λειτουργίες. Το DNA, ως βιολογικό μακρομόριο, αποτελείται από πολλές μικρότερες μοριακές μονάδες τοποθετημένες η μία δίπλα στην άλλη, που ονομάζονται νουκλεοτίδια.

Τα νουκλεοτίδια του DNA αποτελούνται από μία φωσφορική ομάδα, ένα σάκχαρο - τη Δεοξυριβόζη, και μία αζωτούχο βάση.


Εικόνα 1: Απλουστευμένη σχηματική απεικόνιση νουκλεοτιδίου

Στην Εικόνα 1 μπορείτε να δείτε μια σχηματική απεικόνιση της δομής ενός νουκλεοτιδίου. Το συναρπαστικό είναι ότι το DNA μας, όπως και όλων των έμβιων οργανισμών, διαθέτει 4 διαφορετικές αζωτούχες βάσεις. Και τα ονόματα αυτών Αδενίνη (Adenine), Κυτοσίνη (Cytosine), Θυμίνη (Thymine) και Γουανίνη (Guanine). Για ευκολία οι βιολόγοι τα απεικονίζουμε με το αρχικό Λατινικό τους γράμμα (A, C, T, G).



Το βιβλίο της ζωής…


Τι θα σκεφτόσουν αν σου έλεγα πως με αυτά τα τέσσερα γράμματα είναι γραμμένο όλο το βιβλίο της ζωής; Κι όμως έπειτα από συνεχείς μελέτες αποκωδικοποιήθηκε αυτή η πληροφορία και βρέθηκε κρυμμένη συναρπαστική οργάνωση! Η φύση είχε φτιάξει το δικό της βιβλίο της ζωής! Αυτό αποτελείται από τα «γράμματα» (A, C, T, G), που ανά 3 σχηματίζουν μια «λέξη».


Πολλές λέξεις, πάντα 3 γραμμάτων, σχηματίζουν μια «πρόταση». Οι προτάσεις αυτές μάλιστα έχουν αρχή, μέση και τέλος. Απίστευτο δεν είναι;! Τι είναι βιολογικά η «λέξη» θα δούμε σε επόμενο άρθρο αλλά μπορούμε να πούμε από τώρα ότι η «πρόταση« είναι είναι τα γνωστά σε όλους μας γονίδια.


Τι να θυμάσαι:

  • Υπάρχουν 4 βασικές κατηγορίες μακρομορίων: νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, λιπίδια και πολυσακχαρίτες.

  • Η αλυσίδα του DNA έχει ως κρίκους (μοριακές μονάδες) τα νουκλεοτίδια.

  • Τα νουκλεοτίδια του DNA έχουν τo σάκχαρο Δεοξυριβόζη. Εξού και Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ.

  • Το βιβλίο της ζωής είναι γραμμένο χρησιμοποιώντας μόνο 4 διαφορετικά γράμματα (αζωτούχες βάσεις).

  • Κάθε «λέξη» του βιβλίου είναι συνδυασμός 3 γραμμάτων.

  • Πολλές «λέξεις« μαζί κάνουν μία «πρόταση« - το γνωστό σε όλους μας γονίδιο.


Fun Fact

Αν απλώσουμε το DNA από τον πυρήνα ενός ανθρώπινου κυττάρου φτάνει τα 2 μέτρα μήκος, ενώ το το DNA από όλα μας τα κύτταρα θα έφτανε το διπλάσιο της διαμέτρου το ηλιακού μας συστήματος;


Πώς όμως χωράει όλο αυτό το DNA στον πυρήνα του κυττάρου θα δούμε στο επόμενο άρθρο!


Για περισσότερες πληροφορίες:


εικόνα από: pixabay