در مطلب قبلی در مورد آشنایی با هورمون ها و انواع آن صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام میدهد، می خواهیم به بررسی دی ان ای DNA و ساختار آن پردازیم.

دی ان ای DNA  چیست

دی ان ای یا دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) پلیمری متشکل از دو زنجیره پلی نوکلئوتیدی است که به دور یکدیگر می‌پیچند و یک مارپیچ دوگانه را تشکیل می‌دهند که حاوی دستورالعمل‌های ژنتیکی برای رشد، عملکرد و تولید مثل همه موجودات شناخته شده و بسیاری از ویروس‌ها است.دو رشته دی ان ای DNA به عنوان پلی نوکلئوتید شناخته می شوند زیرا از واحدهای مونومر ساده تری به نام نوکلئوتید تشکیل شده اند.

هر نوکلئوتید شامل سه جزء است: یک گروه فسفات که یک اتم فسفر است که به چهار اتم اکسیژن پیوند دارد. یک مولکول قند؛ و یک باز نیتروژن دار. چهار نوع باز در دی ان ای DNA وجود دارد که عبارتند از آدنین (A)، تیمین (T)، گوانین (G) و سیتوزین (C).

نوکلئوتیدها به یکدیگر متصل شده و دو رشته بلند را تشکیل می دهند که مارپیچ می شوند و ساختاری به نام مارپیچ دوگانه ایجاد می کنند. اگر ساختار دو مارپیچ را به عنوان یک نردبان در نظر بگیرید، مولکول‌های فسفات و قند طرفین هستند، در حالی که جفت‌ باز ها پله‌ های این نردبان هستند. بازهای یک رشته با بازهای روی رشته مقابل جفت می شوند: آدنین با تیمین (A-T) و گوانین با سیتوزین (G-C) جفت می شوند.

بازهای نیتروژنی مکمل به دو گروه پیریمیدین ها و پورین ها تقسیم می شوند. در دی ان ای DNA، پیریمیدین ها تیمین و سیتوزین هستند. پورین ها آدنین و گوانین هستند. این چهار باز به قند-فسفات متصل می شوند تا نوکلئوتید کامل را تشکیل دهند. آدنین با تیمین و گوانین با سیتوزین جفت می شود و جفت بازهای A-T و G-C را تشکیل می دهد.

دی ان ای DNA و نقش آن 

دی ان ای DNA تمام کدها و اطلاعات ژنتیکی جانوران، گیاهان و حتی ویروس‌ها را حمل می‌کند که این اطلاعات برای رشد، تکامل، بقا، تولید مثل و سایر عملکردهای موجودات، حیاتی است. محل قرارگیری دی ان ای DNA سلول‌های جانوران مختلف هسته سلول است که به عنوان مرکز ارسال دستورالعمل‌های ساخت پروتئین‌ها و انواع RNAهای موجود در بدن جانداران شناخته می‌شود. DNA معمولاً به صورت کروموزوم های خطی در یوکاریوت ها و کروموزوم های حلقوی در پروکاریوت ها وجود دارد. مجموعه ای از کروموزوم ها در یک سلول، ژنوم آن را تشکیل می دهند. ژنوم انسان تقریباً ۳ میلیارد جفت باز DNA دارد که در ۴۶ کروموزوم مرتب شده اند.

مولکول‌های DNA طولانی هستند، در واقع آنقدر طولانی هستند که بدون بسته‌بندی مناسب نمی‌توانند در سلول‌ها جای بگیرند. برای قرار گرفتن در داخل سلول ها، DNA به طور محکم پیچیده می شود تا ساختارهایی به نام کروموزوم ایجاد شود. هر کروموزوم حاوی یک مولکول DNA است که به طور محکم در اطراف پروتئین هایی به نام هیستون پیچیده شده است که ساختار کروموزوم ها را فراهم می کند.

انسان دارای ۲۳ جفت کروموزوم است. در یوکاریوت ها، DNA در هسته سلول، با مقادیر کمی در میتوکندری و کلروپلاست قرار دارد. در پروکاریوت ها، دی ان ای DNA در سیتوپلاسم نگهداری می شود. اطلاعات ژنتیکی در یک ژنوم درون ژن ها نگهداری می شود و مجموعه کامل این اطلاعات در یک موجود زنده ژنوتیپ آن نامیده می شود. ژن واحدی از وراثت است و ناحیه ای از DNA است که بر ویژگی خاصی در یک موجود زنده تأثیر می گذارد.

هر قسمت از DNA که دارای دستور العمل یا کد ایجاد یک پروتئین مشخص است و منجر به ایجاد یک ویژگی یا عملکرد خاص می‌شود، یک ژن نامیده می‌شود. به عنوان مثال، بخشی از DNA که پروتئین انسولین را کد می‌کند ژن انسولین نام دارد. تعداد ۲۰ تا ۳۰ هزار  ژن در انسان تاکنون شناسایی شده است. ژن‌های انسان حدود ۳ درصد از کل دی ان ای DNA هر سلول را تشکیل می‌دهد و عملکرد ۹۷ درصد از مولکول دی ان ای DNA  هنوز به خوبی شناخته نشده است در واقع بخش بزرگی از DNA غیر کد کننده است.

دی ان ای DNA و ویژگی های آن 

یکی از ویژگی های مهم DNA این است که می تواند همانند سازی کند یا از خود کپی بسازد. هر رشته DNA در مارپیچ دوتایی می تواند به عنوان الگویی برای تکثیر توالی بازها عمل کند. این در هنگام تقسیم سلولی بسیار مهم است زیرا هر سلول جدید نیاز به یک کپی دقیق از DNA موجود در سلول قدیمی دارد. یکی از ویژگی‌های مهم DNA این است که می‌تواند همانند سازی کرده، یا از خودش نسخه برداری کند.

در این مارپیچ دوتایی، هر رشته‌ی DNA می‌تواند به عنوان الگویی برای همانند سازی توالی بازها بکار گرفته شود. هنگام تقسیم سلول‌ها این کار حیاتی است زیرا هر سلول جدید باید نسخه کاملا دقیقی از DNA‌ های موجود در سلول قدیمی را داشته باشد.

اگرچه هر یک از ۳۷.۲ تریلیون سلول شما یک کپی از DNA شما را حمل می کند، اما همه سلول ها پروتئین های یکسانی نمی سازند. یکی از دلایل این امر این است که مولکول‌هایی به نام «عوامل رونویسی» روی DNA می‌چسبند تا کنترل کنند کدام ژن‌ها روشن و خاموش می‌شوند و بنابراین، کدام پروتئین‌ها در چه زمانی، کجا و در چه مقدار در هر سلول ساخته می‌شوند. DNA همچنین در انواع سلول‌های مختلف کمی متفاوت بسته‌بندی می‌شود و این بر نحوه و مکان جذب عوامل رونویسی به مولکول تأثیر می‌گذارد.

دی ان ای DNA و کاربرد آن در آزمایشات ژنتیکی

دی ان ای DNA یک فرد حاوی اطلاعاتی در مورد وراثت آنها است و گاهی اوقات می تواند نشان دهد که آیا آنها در معرض خطر بالای ابتلا به برخی بیماری ها هستند یا خیر. آزمایش‌های دی ان ای DNA یا آزمایش‌های ژنتیکی به دلایل مختلفی از جمله برای تشخیص اختلالات ژنتیکی، برای تعیین اینکه آیا یک فرد ناقل جهش ژنتیکی است که می‌تواند به فرزندان خود منتقل کند یا نه و برای بررسی اینکه آیا یک فرد در معرض خطر یک بیماری ژنتیکی است یا خیر، استفاده می‌شود.

به عنوان مثال، جهش‌های خاصی در ژن‌های BRCA1 و BRCA2 برای افزایش خطر سرطان سینه و تخمدان شناخته شده‌اند و آزمایش ژنتیکی می‌تواند نشان دهد که آیا فرد دارای این جهش‌ها است یا خیر.

در این مطلب از دایا اکسیر در مورد DNA و ساختارآن و همچنین اهمیت آن در موجودات صحبت کردیم.