Большинство обычных людей знакомы с дезоксирибонуклеиновой кислотой или ДНК, будь то по следам криминальных шоу или воздействию базовой генетики. Точно так же типичный ученик старшей школы, скорее всего, слышал термин «хромосома» в каком-то контексте и признает, что они также связаны с тем, как живые существа воспроизводят и передают наследственные черты своему потомству. Но сущность, которая функционально соединяет ДНК и хромосомы, называемая хроматином, гораздо более неясна.

ДНК - это молекула, которой обладают все живые существа, которая подразделяется на гены, биохимические коды для создания специфических белковых продуктов. Хромосомы - это очень длинные полоски ДНК, связанные с белками, которые гарантируют, что хромосомы могут резко изменить свою форму в зависимости от стадии жизни клетки, в которой они сидят. Хроматин - это просто материал, из которого сделаны хромосомы; другими словами, хромосомы - это не что иное, как отдельные кусочки хроматина.

Обзор ДНК

ДНК - одна из двух нуклеиновых кислот, встречающихся в природе, другая - рибонуклеиновая кислота (РНК). У прокариот, почти все из которых являются бактериями, ДНК находится в рыхлом кластере в цитоплазме бактериальной клетки (полужидкая, богатая белком внутренняя часть клеток), а не в ядре, поскольку эти простые организмы лишены внутренней мембраносвязанной структур. У эукариот (то есть животных, растений и грибов) ДНК находится внутри ядра клетки.

ДНК представляет собой полимер, собранный из субъединиц (мономеров), называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид, в свою очередь, включает пентозу или пятиуглеродный сахар (дезоксирибозу в ДНК, рибозу в РНК), фосфатную группу и азотистое основание. Каждый нуклеотид имеет одно из четырех доступных азотистых оснований; в ДНК это аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T). В РНК присутствуют первые три, но урацил, или U, заменяет тимин. Поскольку это основа, которая отличает четыре нуклеотида ДНК друг от друга, именно их последовательность определяет уникальность ДНК каждого отдельного организма в целом; каждый из миллиардов людей на Земле имеет генетический код, определяемый ДНК, который никто другой не имеет, если только у него или нее нет идентичного близнеца.

ДНК находится в двухцепочечной спиральной формации в наиболее химически стабильной форме. Две цепи связаны в каждом нуклеотиде их соответствующими основаниями. Пары с и только с T, в то время как C спаривается с и только с G. Из-за этого специфического спаривания оснований каждая цепь ДНК в целой молекуле дополняет другую. Таким образом, ДНК напоминает лестницу, которая многократно скручивалась на каждом конце в противоположных направлениях.

Когда ДНК копирует себя, этот процесс называется репликацией. Основная задача ДНК - отправить код для создания белков в те части клетки, в которых она нуждается. Он делает это, полагаясь на биохимического курьера, которого, по счастливой случайности, тоже создает ДНК. Отдельные нити ДНК используются для создания молекулы, называемой мессенджер РНК или мРНК. Этот процесс называется транскрипцией, и в результате получается молекула мРНК с последовательностью нуклеотидного основания, которая комплементарна цепи ДНК, из которой был сконструирован (называемый матрицей), за исключением того, что U появляется в цепи мРНК вместо T. Эта мРНК затем мигрирует к структурам в цитоплазме, называемым рибосомами, которые используют инструкции мРНК для создания специфических белков.