Deoksiribonukleinska kislina
Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Deoksiribonukleinska kislina (DNK oziroma DNA) je dolga molekula, ki je nosilka genetske informacije v vseh živih organizmih (z izjemo nekaterih virusov, ki imajo genetsko informacijo shranjeno v obliki molekule RNK). DNK skupaj z RNK spada med nukleinske (jedrne) kisline.
DNK je nerazvejan polimer, katerega osnovna enota je nukleotid. Nukleotid v DNK je sestavljen iz sladkorja (deoksiriboza), dušikove baze (adenin, citozin, gvanin in timin) in fosfatne skupine. Štirje različni nukleotidi (glede na dušikovo bazo, ki je prisotna) tvorijo genetično abecedo življenja na zemlji. Zaporedje nukleotidov pa, podobno kot zaporedje črk v besedi, določa pomen genetične informacije. V vseh živih organizmih (z izjemo nekaterih virusov) se DNA nahaja v obliki dvojne vijačnice, pri čemer se dve molekuli DNK ovijeta druga okrog druge. Pri tem se dušikove baze nahajajo znotraj vijačnice in se medsebojno parijo. Adenin se vedno pari s timinom in citozin vedno z gvaninom (Watson-Crickovo pravilo baznih parov).
DNK se pri evkariontih nahaja v celičnem jedru, ki je posebna struktura znotraj celice, obdana z lastno membrano. Znotraj jedra je DNK v obliki kromatina, ki tekom celične delitve postane viden kot kromosomi. Nasprotno se pri prokariontih DNK nahaja prosto v citoplazmi, v regiji, ki se imenuje nukleoid in je večinoma krožna molekula (nima prostih koncev).
DNK lahko lahko ob pomoči drugih sestavnih delov celice, ob dotoku hranilnih snovi ter energije v obliki molekul ATP sintetizirajo različne beljakovine v različnih zaporedjih. V DNK se nahajajo vsi kontrolni mehanizmi, ki jih sicer poznamo iz računalniških programskih jezikov, ki omogočajo, da DNK nadzoruje procese v celici in njenem okolju. Če rečemo, da so računalniški programi zapisani v obliki dvojiških zaporedij in da je osnovna enota pri le-teh bajt (8 bitov), bi lahko rekli, da so genetski zapisi zapisani v obliki štiriških zaporedij in da je osnovna enota pri le-teh kodon (trije pari karakterističnih molekul).
[uredi] Zgodovina
Nukleinske kisline je prvič izoliral Friedrich Miescher leta 1869 in jih tako poimenoval zaradi tega, ker jih je našel v jedru levkocitov. Prisotnost nukleinskih kislin v ostalih celicah je bilo dokazano v naslednjih nekaj letih, vendar je minilo okrog 75 let, preden je bila odkrita njihova biološka funkcija. Dejansko je tekom 1930. in 1940. vladalo trdno prepričanje, da so nosilci genetske informacije proteini, za katere so menili, da so edine dovolj zapletene biološke molekule, ki so sposobne opravljati to funkcijo. Nasprotno je DNK v tistem času veljala za precej dolgočasno in nepomembno molekulo, ki jo sestavlja monotono zaporedje štirih različnih nukleotidov, zaradi česar si ni bilo mogoče predstavljati, da bi lahko bila nosilka genetske informacije. Vendar se je v naslednjih desetletjih na veliko presenečenje večine izkazalo, da je resnica ravno obratna.
Enega prvih eksperimentov, ki je utrl pot v razkrivanje prave narave DNK, je že leta 1928 izvedel Frederick Griffith, ki je odkril t.i. transformirajoči princip. V svojem eksperimentu je Griffith okužil miši z dvema tipoma bakterije Diplococcus pneumoniae (R in S), ki povzroča pljučnico. Naredil je mešanico živih R (nesposobnih povzročiti bolezen) in mrtvih S (patogenih) bakterij D. pneumoniae in jih vbrizgal v miši, kar je proti pričakovanju povzročilo smrt večine miši. Še bolj presenetljivo pa je bilo dejstvo, da je kri mrtvih miši vsebovala žive S bakterije. Mrtve S bakterije so torej nekako transformirale drugače nepatogene R bakterije v virulentno S obliko. Leta 1944 so Oswald Avery, Colin MacLeod in Maclyn McCarty, po desetletnih raziskavah prišli do sklepa, da je za transformirajoči princip odgovorna molekula DNK, ki je potemtakem tudi nosilka genetske informacije. Vendar je bilo to odkritje v tistem času skoraj popolnoma prezrto in ignorirano, zaradi česar je moralo preteči še slabo desetletje, preden se je znanstvena skupnost sprijaznila s tem dejstvom. Leta 1952 sta Alfred Hershey in Marta Chase izvedla eleganten eksperiment z bakteriofagi, ki je zelo prepričljivo dokazoval, da je za transformirajoči princip dejansko odgovorna DNK.
Končna potrditev osrednje vloge te molekule v biologiji pa je prišla leta 1953, ko sta James Watson in Francis Crick odkrila njeno strukturo, kar je pomenilo tudi rojstvo sodobne molekularne biologije.
