DNA, czyli „kwaśny” przepis na organizm

Chyba każdy z nas słyszał lub sam zadawał pytania: dlaczego jestem/ś bardziej podobny do taty niż do mamy? Dlaczego jestem wyższy od moich kolegów? Co decyduje o kolorze moich oczu czy włosów?

Informacje zapisane w DNA

Przy obecnym dostępie do wiedzy oraz różnych programach dydaktycznych w szkołach i mediach nikt już nie ma wątpliwości, że za te i wiele innych cech odpowiada kwas dezoksyrybonukleinowy, czyli DNA, który stanowi specyficzny kod liczący blisko 3 miliardy elementów — par zasad azotowych — stanowiący dokładny opis, a raczej „przepis” na dany organizm.

Wiemy, że ten kod znajduje się w każdej komórce, a ściślej w jądrze komórki, w którym DNA jest „upakowane” w bardzo charakterystyczny sposób – jako chromosomy, których liczba jest charakterystyczna dla danego gatunku i u człowieka jest równa 46. Wśród tych 46 chromosomów mamy 22 pary autosomów oraz dwa chromosomy płci. Krótko mówiąc, chromosom to bardzo długi łańcuch DNA w bardzo szczególny sposób ułożony.

Struktura drabiny

Struktura DNA jest określana mianem podwójnej helisy – są to dwie połączone ze sobą nici DNA. Gdybyśmy mieli sobie wyobrazić, jak wygląda DNA to najłatwiej przedstawić go w kształcie drabiny, której każdy szczebel składa się z pary połączonych ze sobą zasad azotowych (adenina A i tymina T oraz cytozyna C i guanina G).

Gdyby „rozpakować” chromosomy i połączyć cząsteczki DNA w jedną nić to ludzkie DNA wyciągnięte z komórki miałoby około dwóch metrów długości. Nasz organizm odczytuje geny i kod genetyczny jak instrukcje dotyczące budowy białek i różnych procesów zachodzących w komórkach a najistotniejsza jest w tym kolejność par zasad azotowych występująca w łańcuchu DNA, która z kolei decyduje o wielkości i kształcie białek. Natomiast białka decydują o funkcjach, a więc i zdrowiu organizmu.

Od genu do genomu

Podstawową jednostką dziedziczenia jest gen, który niesie informacje o tym, w jaki sposób i gdzie ma powstać dane białko, jak często, długo i kiedy je wytwarzać oraz gdzie je przesyłać. Z kolei zbiorem genów jest genom stanowiący zbiór wszystkich informacji genetycznych zawartych w chromosomach organizmu. Ludzki genom posiada do 25 tysięcy różnych genów, a chromosom jest sposobem, w jaki cały materiał genetyczny zorganizowany jest wewnątrz komórki.

Pewne cechy opisane przez geny są dominujące, a inne nie co wpływa na to, że możemy odziedziczyć różne cechy zarówno po rodzicach, jak i po dziadkach.

Walka o widoczność

Dzieje się tak, iż dziecko dostaje od rodziców 2 porcje genów (od mamy i taty) każdej cechy, a dodatkowo, geny rodziców zawierają też to, co oni otrzymali od swoich rodziców, czyli dziadków. Ciekawe jest to, iż w każdej parze, jeden chromosom pochodzi od mamy i jeden od taty dziecka jednakże nigdy nie jest, że dokładnie w połowie dany organizm jest podobny do jednego rodzica i w połowie do drugiego. Dzieje się tak dlatego, że geny odpowiadające za wygląd mogą występować w różnych odmianach. Mogą to być geny dominujące (silniejsze) albo recesywne (słabsze). Gdy „spotka się” gen silny, na przykład, odpowiedzialny za kręcone włosy, z genem słabym odpowiedzialnym za włosy proste, to bardziej prawdopodobne jest to, że dziecko będzie miało kręcone włosy. Przy czym bardziej prawdopodobne nie oznacza oczywiście, że na pewno tak się stanie.

Jak daleko sięgnie Nauka?

Warto nadmienić, iż rozwój genetyki, czyli nauki o dziedziczeniu oraz zmienności organizmów stworzyła olbrzymie szanse dla organizmów dotkniętych czy nawet zagrożonych różnymi błędami (lub niechcianymi cechami) genetycznymi. Techniki inżynierii genetycznej i analiza ludzkich genów umożliwiły określenie, w jakich genach występują mutacje, czyli błędy (zmiany) powodujące różne choroby ludzi. Badania prowadzone nad takimi genami pozwalają zrozumieć mechanizmy zachodzące w chorym organizmie, a to z kolei ułatwia opracowywanie leków i pomoc chorym. Dla leczenia czy profilaktyki tych chorób stosuje się tzw. terapie genowe, a nawet chirurgię genetyczną, w której możliwa jest podmiana/korekcja (czyli naprawa) uszkodzonych genów poprzez wprowadzenie genu normalnego do zmutowanej komórki.

Zatem być może kiedyś zobaczymy „odtworzone genetycznie” wymarłe zwierzęta, gdy będziemy w stanie odtworzyć ich genom, ale czy na pewno tego chcemy?