DNA er den genetiske blåkopien for de fleste organismer. DNA eksisterer i en forholdsvis stabil struktur kalt dobbelt-helix og er organisert i kromosomer. Et kromosom er en høyere ordensstruktur som består av et enkelt DNA-molekyl. Gen er arvelige molekyler som overfører egenskaper til avkom. Gener er sammensatt av DNA eller RNA strekker. De nøkkelforskjell mellom DNA og gener er det DNA er en kjemisk struktur som lagrer de genetiske instruksjonene og gener er små DNA-strekker som bestemmer et bestemt trekk.
Denne artikkelen studerer,
1. Hva er DNA
- Definisjon, struktur, funksjoner
2. Hva er gener
- Definisjon, strukturer, funksjoner
3. Hva er forskjellen mellom DNA og Genes
Deoksyribonukleinsyre (DNA) er det genetiske materialet til de fleste organismer. DNA er lokalisert i kjernen og nukleoid. Mitokondriell DNA (mtDNA) og kloroplast DNA (cpDNA) kan også finnes i en celle. DNA lagrer den genetiske informasjonen på lang sikt som er nødvendig for utvikling, funksjon og reproduksjon. Nukleotidet er monomeren av DNA som består av tre grupper: pentosukker, nitrogenbasen og fosfatgruppe. Nitrogen base og fosfatgruppe er festet til pentose-sukker. 3'-OH-gruppen av pentose-sukker av ett nukleotid danner en kovalent binding med fosfatgruppen av det tilstøtende nukleotid for å fremstille sukkerfosfat-ryggraden. Den kovalente binding som dannes her refereres til som fosfodiesterbinding. Deoksyribose er pentosukker som deles av DNA. Dermed mangler DNA 2'-OH-gruppen på pentose-ringen som gjør DNA-en meget reaktiv. DNA er også stabilt under alkaliske forhold.
Fire forskjellige nitrogenbaserte baser som kan identifiseres i DNA er cytosin (C), guanin (G), adenin (A) og tymin (T). Disse basene er arrangert i forskjellige ordrer for å lagre den genetiske informasjonen. Ordren av nukleotidsekvensen på sukker-fosfat-ryggraden er identifisert som gener. To polynukleotidkjeder er forbundet sammen av hydrogenbindinger mellom komplementbasepar. Denne prosessen kalles komplement base pairing og det produserer et dobbeltstrenget DNA-molekyl hvor hver streng er komplementær. Dobbeltstrenget DNA blir videre spolet for å danne en dobbelt-helixstruktur. De to strengene i en dobbel-helix løper i motsatte retninger, noe som gjør dem motsatte. Den asymmetriske enden av strengen kalles 3'- og 5'-ender. DNA-dobbelt-helixen foretrekker B-form geometrien. Derfor er store og mindre spor i DNA smale, og hindrer den enzymatiske nedbrytningen.
En organismes komplette sett med DNA kalles et genom. Størrelsen på det menneskelige genom er 3,2 milliarder basepar og består av ca. 25.000 gener. Polynukleotidkjeder av DNA er organisert i strukturer kalt kromosomer i cellen. DNA syntetiserer deres identiske kopi ved replikasjon. DNA er mer utsatt for skade ved UV.
Figur 1: DNA struktur
Et gen er en region (lokus) eller en spesifikk nukleotidsekvens på DNA-strengen. Gener koder for en aminosyresekvens av et spesifikt protein. Tusenvis av gener kan finnes i et enkelt DNA-molekyl med høyere organismer. Gen er anerkjent som molekylære enhet av arvelige siden de genetiske instruksjonene overfører til avkom via reproduksjon gjennom gener. Gensekvensen transkriberes til mRNA; mRNA transkriberes til proteiner som bestemmer egenskapen. Dette kalles som den sentrale dogmen i molekylærbiologi. Konseptet av genet og dets arvsmønster stammer fra funnene av Gregor Mendel i 1860-årene.
De fleste genene består av DNA, men noen kan dele RNA. Noen virus består av RNA-gener siden deres genetiske materiale er RNA. Funksjonelt relaterte prokaryotiske gener grupperer for å danne enheter kalt operoner. De multiple proteinkoding-sekvensene transkriberes sammen. Eukaryotisk genstruktur består hovedsakelig av to regioner: kodende sekvens og regulatorisk sekvens. Eukaryotisk kodende sekvens består av exoner, introner og utranslaterte regioner, mens prokaryotiske gener mangler introner. Genene transkriberes med introner. Følgelig fjernes de ved å spleise exonene. Tvert imot kan flere proteiner fremstilles ved alternativ spleising.
Regulatoriske sekvenser er sammensatt av promotorområdet for initiering av transkripsjon, forsterkere og inhibitorer. Kanskje, både forsterkere og inhibitorer kan bli funnet på et eget kromosom. Genuttrykk er regulert på transkripsjons- og translasjonsnivå. Variasjoner av et gen blir referert til som alleler.
Figur 2: Genstruktur
DNA: DNA er et kjemikalie som lagrer den genetiske informasjonen til en organisme.
gener: Gener er DNA-strekkene som er kodet for forskjellige proteiner.
DNA: DNA bestemmer mange funksjoner som genregulering.
gener: Gener bestemmer egenskapene til en organisme.
DNA: DNA er et langkjedet polynukleotid.
gener: Gen er små strekker av DNA. Et enkelt DNA-molekyl kan bære tusenvis av gener og andre ikke-kodende regioner.
DNA: DNA er ikke det eneste genetiske materialet som deles av organismer.
gener: Genene består av enten DNA eller RNA.
DNA: Studiene om DNA er nylig utviklet.
gener: Studiene har startet for lenge siden.
Genomisk DNA består hovedsakelig av gener og søppel-DNA. Alle typer ikke-kodende DNA kalles kollektivt som uønsket DNA. Disse søppel-DNAene spiller også en viktig rolle i en organismes funksjon. De er hovedsakelig involvert i genreguleringen. For eksempel er cis- og transregulerende elementer viktige for å kontrollere transkripsjon av gener. Dermed er hovedforskjellen mellom DNA og gen at gener bare er en spesifikk sekvens av DNA som bestemmer egenskapene.
Henvisning:
1. "DNA". Wikipedia. 2017. Tilgang 13. februar 2017
2. "Hva er DNA?". Genetikk hjemme referanse. 2017. Tilgang 13. februar 2017
3. Susman M. "Gener: Definisjon og struktur." ENKYKLOPEDIA AV LIVVitenskap, Nature Publishing Group, 2001. Tilgang 09 februar 2017
4. Schleif R. "Genetikk og molekylærbiologi". 2. utg., Johns Hopkins University Press, 1993, s. 22-47, Tilgang 09 februar 2017
Bilde Courtesy:
1. "DNA simple2". Av Forluvoft - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Gene". Av Di Courtesy: National Human Genome Research Institute (Public Domain) via Commons Wikimedia