دنا (DNA): کتابچهٔ راهنمای ساختمان بدن
DNA چیست و چه شکلی دارد؟
تصور کنید یک کتابچهٔ راهنما دارید که نحوهٔ ساختن یک ماشین پیچیده را مرحله به مرحله توضیح می‌دهد. DNA دقیقاً همین نقش را در سلول‌های بدن شما بازی می‌کند. این مولکول بلند، که به شکل یک نردبان مارپیچ است، از واحدهای کوچکی به نام نوکلئوتید1 ساخته شده است. هر نوکلئوتید خود از سه بخش تشکیل می‌شود:
- یک قند (دئوکسی‌ریبوز)
- یک گروه فسفات
- یک باز نیتروژندار (آدنین، تیمین، سیتوزین یا گوانین)
این نردبان مارپیچ به دلیل شکل خود به مارپیچ دوگانه معروف است. بازهای دو طرف نردبان همیشه به صورت جفت‌های مشخصی به هم متصل می‌شوند: آدنین (A) همیشه با تیمین (T) و سیتوزین (C) همیشه با گوانین (G). این قاعده، جفت شدن بازهای مکمل نام دارد و برای کپی‌برداری از اطلاعات DNA بسیار حیاتی است.
DNA چگونه اطلاعات را ذخیره و منتقل می‌کند؟
اطلاعات در DNA به زبان کد ژنتیکی نوشته شده است. این کد از ترتیب قرارگیری چهار باز A, T, C, G ساخته می‌شود، درست مانند اینکه با چهار حرف الفبا کلمات و جملات مختلفی بنویسیم. هر سه باز متوالی، یک کدون2 را تشکیل می‌دهند که مشخص می‌کند کدام اسید آمینه در ساخت یک پروتئین باید استفاده شود.
هنگامی که سلول به یک پروتئین خاص نیاز دارد، بخش مربوطه از DNA (یعنی ژن3) رونویسی می‌شود تا یک نسخهٔ پیام‌رسان به نام RNA4 ساخته شود. سپس این RNA از هسته خارج شده و به دستگاهی در سلول به نام ریبوزوم می‌رود. ریبوزوم، RNA را می‌خواند و با استفاده از دستورالعمل آن، اسیدهای آمینه را به ترتیب درست به هم متصل می‌کند تا پروتئین موردنظر ساخته شود. این فرآیند ترجمه نام دارد.
| کدون (توالی سه باز) | اسید آمینه‌ی رمزگردانی‌شده | نماد |
|---|---|---|
| A T G | متیونین (شروع) | Met |
| T T T | فنیل‌آلانین | Phe |
| C A G | گلوتامین | Gln |
| T A A | (کدون توقف) | Stop |
DNA در عمل: از رنگ چشم تا تشخیص هویت
کاربردهای DNA در زندگی واقعی بسیار گسترده است. یکی از ساده‌ترین مثال‌ها، توارث صفات است. شما رنگ چشم، رنگ مو و حتی قد خود را از والدینتان به ارث می‌برید زیرا نیمی از DNA شما از مادر و نیمی دیگر از پدرتان است. این ترکیب منحصر به فرد، شما را از دیگران متمایز می‌کند.
یک مثال کاربردی دیگر، تست‌های ژنتیکی و علم پزشکی قانونی است. از آنجایی که توالی DNA هر فرد (به جز دوقلوهای همسان)منحصر به فرد است، می‌توان از نمونه‌ای مانند یک تار مو یا قطره‌ای خون برای شناسایی یک فرد استفاده کرد. به همین دلیل است که در صحنه‌های جرم، به دنبال نمونه‌های DNA می‌گردند تا مجرم را شناسایی کنند. همچنین، با مقایسهٔ DNA افراد می‌توان روابط خانوادگی را تأیید کرد (مانند تست پدری).
در پزشکی، مطالعه بر روی DNA به ما کمک می‌کند تا علل بیماری‌های ارثی مانند فیبروز سیستیک یا برخی انواع سرطان را بفهمیم و حتی برای درمان آن‌ها داروهای جدیدی توسعه دهیم.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاورقی
1نوکلئوتید (Nucleotide): واحد سازندهٔ DNA و RNA. از یک قند، یک گروه فسفات و یک باز نیتروژندار تشکیل شده است.
2کدون (Codon): یک توالی سه‌تایی از نوکلئوتیدها در RNA پیام‌رسان (mRNA) که یک اسید آمینهٔ خاص یا یک سیگنال شروع/توقف را رمزگذاری می‌کند.
3ژن (Gene): یک بخش واحد و عملکردی از DNA که حاوی دستورالعمل ساخت یک مولکول (معمولاً یک پروتئین) است.
4RNA (اسید ریبونوکلئیک - Ribonucleic Acid): مولکولی شبیه به DNA که در رونویسی اطلاعات از DNA و ساخت پروتئین‌ها نقش دارد. چندین نوع مختلف دارد، از جمله RNA پیام‌رسان (mRNA).