DNA: Egitura, Errepikapena eta Gene-adierazpena
1. DNA
DNA banako baten informazio genetiko guztia biltzen duen azido nukleikoa (biomolekula mota bat) da. Izaki bizidunek elkarren artean desberdintzeko balio duten ezaugarriak dituzte. Bi motatakoak dira:
- Ez-heredagarriak: hau da, ez dira gurasoengandik jasotzen eta ez dira ondorengoei transmititzen.
- Heredagarriak: gurasoen bitartez jasotzen direnak eta ondorengoei transmititzen zaizkienak.
Ezaugarri heredagarri guztiek informazio genetikoa osatzen dute.
2. DNA-ren egitura
DNA eukariotoetan nukleoan eta prokariotoetan zitoplasman dago, baina mitokondrioetan eta kloroplastoetan ere egon daiteke. Molekula osoa luzea da eta nukleotido izeneko pieza txikiagoak osatzen dituzte.
Nukleotidoak lau base nitrogenatuz osatuta daude: Timina (T) eta Zitosina (C) base nitrogenatu txikiak dira, eta Adenina (A) eta Guanina (G) base nitrogenatu handiak.
DNA kate bakun batean nukleotidoak honela elkartzen dira: azido fosforikoak desoxirribosarekin lotzen dira eta base nitrogenatua aske geratzen da. Azido fosforikoa kokatuta dagoen muturra 5' da, eta desoxirribosaren muturra 3'.
3. Kate osagarriak
Bi kate bakunen elkarketa antiparalelo da: kate baten 5' muturra besteko kateko 3' muturrarekin parekatzen da.
Base-en parekatzea kate osagarriak sortzeko modu honetan gertatzen da:
- Adenina (A) Timinarekin (T) lotzen da (A-T)
- Guanina (G) Zitosinarekin (C) lotzen da (G-C)
Eratzen den egiturak forma helikoidala du eta helize bikoitza osatzen du.
4. DNA-ren errepikapena
DNA molekularen bikoizketa da eta zikloko S fasean gertatzen da. Errepikapena ezinbesteko prozesua da zelulak zatiketari ekin diezaion.
DNA osoa molekula luzea denez, zelula eukariotoen nukleoan sartzeko, kromatina gisa trinkotuta egon behar da proteina batzuen inguruan kiribilduta (interfasean). Zelula zatiketan gehiago trinkotuko da kromosomak eratuz.
4.1 Errepikapenaren hasiera
Errepikapenean DNA-helize bikoitzaren bikoteak banandu egiten dira, eta horietako bakoitza kate osagarri bat eraikitzeko molde da. Lehen urratsa trinkotasuna apurtzea da, topoisomerasaren bidez. Ondoren, DNA-kate bikoitza banatzen da eta helikasak parte hartzen du prozesuan.
Nukleoan ez dagoenez toki nahikoa DNA molekula osoa aldi berean bereizteko, errepikapen-burbuilak sortzen dira. Hauek DNA osoan barrena aurrera doaz molekula guztia kopiatu arte.
4.2 Errepikapen-makineria
Hainbat entzimak parte hartu behar dute proteina bereziak. Substantzia organiko hauei esker prozesu desberdinak eramaten dira aurrera:
- Topoisomerasak: DNA-ren trinkotasuna apurtzen du.
- Helikasa: bi DNA kateak banatzen ditu.
- DNA polimerasak eta ligasak: nukleotidoak kokatu eta elkartu egiten dituzte.
4.3 Errepikapenaren garapena
Behin errepikapen-burbuila sortuta, DNA-harizpi bakoitzak molde balio du. Horietako bakoitzaren gainean nukleotidoak gehitzen dira DNA kate osagarria osatuz.
- Nukleotidoak base nitrogenatuen osagarritasunaren arabera kokatzen dira: Adenina (A) Timinarekin (T) eta Guanina (G) Zitosinarekin (C).
- Nukleotidoak noranzko bakarrean kokatzen dira: 5'-tik 3'-rantz. DNA polimerasak joango da nukleotidoak kokatzen.
- Kate batetako bat zuzenean osatuko da, baina bestea zatika osatuko da, Okazaki zati izeneko atal txikietan (kate jarraitzailea).
4.4 Errepikapenaren amaiera
- DNA bikoiztuta, DNA polimerasak kate jarraitzailean faltan dauden zatiak osatzen ditu.
- Ligasak zatiak lotzen ditu.
- Behin DNA errepikatuta, trinkotu egingo da eta kromosomak sortuko ditu zelula-zatiketari ekiteko.
5. RNA eta gene-adierazpena
Gene a DNA-k duen informazio genetikoa kokatzen den gunea da, gehienetan proteinak sortzeko. Izaki bizidun batek duen proteina multzoa genomak definitzen du. Proteinak aminoazidoz osatutako biomolekulak dira eta naturan 20 aminoazido daude. Modu desberdinean konbinatzen dira elkarren artean eta horrela mila proteina desberdin sortzen dira, bakoitzak funtzio eta propietate desberdinak dituelarik.
Gene-adierazpenaren bidez DNA-ko informazioa erabiltzen da izaki bizidun baten proteinak lortzeko. Bi fase nagusi daude: 1. Transkripzioa eta 2. Itzulpena.
6. Transkripzioa
DNA-k proteinen sintesirako duen informazioa RNA mezularira igarotzea da. Eukariotoetan nukleoan eta prokariotoetan zitoplasman gertatzen da. Hau gertatzeko RNA polimerasaren (pol RNA) parte-hartzea behar da. RNA polimerasek geneak osatzen dituzten DNA zatiak bakarrik transkribatzen dituzte.
- Hasieran, sekuentzia sustatzaileak transkripzioa non hasi behar den adierazten du. RNA polimerasa sekuentzia horrekin bat egiten du eta DNA kate bikoitza banatzen da.
- Elongazioan RNA polimerasak RNA nukleotidoak gehitzen ditu 5'→3' noranzkoan, DNA irakurriz 3'→5' noranzkoan.
- Amaieran RNA polimerasa amaierako sekuentziara iristen denean, entzima eta RNA transkribatua DNA-tik askatzen dira.
7. Itzulpena
Itzulpena RNA mezularitik (mRNA) proteina bat sortzea da. mRNA-ko kode genetikoa interpretatu behar da aminoazido-sekuentzia bihurtzeko. Prozesuan parte hartzen dute mRNA, ribosomak eta tRNA-k.
Kode genetikoa hiru nukleotidoko kodonek osatzen dute, eta bakoitzak aminoazido bati dagokio. AUG kodonak metionina kodetzen du eta itzulpenaren hasiera adierazten du. UAA, UGA eta UAG kodonak STOP kodonak dira eta itzulpena amaitzen dute.
8. Mutazioak
Mutazioak DNA-ren egituraren edo konposizioaren aldaketak dira. Arrazoi askorengatik gerta daitezke eta eboluzioaren mekanismoetako bat dira. Motak: genikoak, kromosomikoak eta genomikoak.