Informace

Jak vypadá konec DNA?


EcoR I… 5'-GAATCC-3 '
BamH I ... 5'-GGATCC-3 '
Hind III ... 5'-AAGCTT-3 '

Enzym BamHI rozpoznává palindromickou sekvenci a nechává jedno vlákno déle než druhé. Kousek DNA štěpí BahM I. Jak vypadá konec DNA?

A ... GATCC-3 '
… C-5 '

B… C-3 '
… GATCC-5 '

C… G-3 '
… C-5 '

D… G-3 '
… CCTAG-5 '

E… CTAGG-3 '
... GATCC-5 '"

Pochopil jsem, že jeden pramen by měl být delší než druhý, proto jsem eliminoval možnosti odpovědí „C“ a „E“.

Pak jsem si myslel, že odpověď je „A“. První vlákno je podobné datům v úkolu, zatímco druhé je pro něj palindromické.

Tato volba odpovědi je však nesprávná. Poté jsem si vybral „B“. Myslel jsem si: pokud dostaneme posloupnost5'-GGATCC-3 ', pak sekvence3'-GGATCC-5 'je na to palindromický. (V tomto případě máme blízko každého čísla různá písmena. To pravděpodobně znamená, že jde o jejich vzájemné verze.)

Ukázalo se, že správná odpověď je „D“. Našel jsem takové vysvětlení:

Konec DNA štěpené BamH I je komplementární k sekvenci rozpoznávacího místa ukázané v tabulce. Jeden pramen musí být také delší než druhý. Sekvence CCTAG-5 'je komplementární k GATCC-3'.

Ale nerozumím tomuto vysvětlení ... Prosím, řekněte mi, co dělám špatně ...


Zde je rychlý nákres toho, jak BamHI prořezává DNA:

Jak vidíte, po řezání jsou oba konce ve skutečnosti stejné (vždy čtěte sekvence od 5 'do 3').


Obrázky zdarma z DNA, Obrázky z DNA v biologii, DNA

Obrázky zdarma z DNA, Obrázky z DNA v biologii, DNA

Obrázky zdarma z DNA, Obrázky z DNA v biologii, DNA

Obrázky zdarma z DNA, Obrázky z DNA v biologii, DNA

Jak můžeme vidět 3D strukturu DNA?

V roce 2002 publikoval mezinárodní výzkumný tým metodu nazvanou 3C, která zkoumá 3D strukturu kvasinkových chromozomů identifikací úseků DNA, které jsou blízko sebe. Už v té době bylo jasné, že se tato technologie bude vztahovat na jakýkoli druh se sekvenovaným genomem. Vědci nyní sekvenovali genomy stovek organismů, jako jsou bakterie, kvasinky, mouchy, lidé a zebrafish (seznam takových organismů můžete procházet zde). Od původní publikace byl 3C upraven a rozšířen o nové metody, jako jsou 4C, 5C a Capture-C, které dokážou identifikovat a přiřadit spojení přes větší segmenty DNA než kdykoli předtím. Jedna metoda s názvem Hi-C je schopná mapovat spojení celého genomu. Tato spojení ovlivňují, které geny jsou v buňce zapnuty nebo vypnuty.

Bez ohledu na tyto nedávné pokroky zůstaly základní principy všech metod odvozených od 3C stejné (Obrázek 1B). Za prvé, DNA uvnitř buněk je zesíťována, což znamená, že kousky DNA, které jsou blízko sebe, budou chemicky spojeny. Po několika dalších krocích zpracování a čištění jsou tyto spojené kousky DNA sekvenovány. Dále výpočetní analýza odhalí kousky DNA, které se navzájem kontaktují častěji, než by se dalo očekávat náhodou.


V lidských buňkách vědci nacházejí DNA, která vypadá jako zkroucený uzel místo dvojité šroubovice

Vědci poprvé objevili strukturu DNA uvnitř živých lidských buněk, která vypadá spíše jako čtyřvláknový uzel než elegantní dvojitá šroubovice, o které jsme se dozvěděli ve škole.

Spletitý tvar, známý jako i-motiv, byl v laboratoři pozorován již dříve, ale jen málo vědců očekávalo, že se objeví v lidských buňkách.

Nová práce ukazuje nejen to, že i-motivy v lidských buňkách skutečně existují, ale že mohou být zcela běžné.

"Naše zobrazování naznačuje, že je to normální věc, která se stává," řekl Marcel Dinger, molekulární biolog z Garvanova institutu pro lékařský výzkum v Sydney v Austrálii, který na výzkum dohlížel. "Je velmi pravděpodobné, že genomy ve všech buňkách našich těl v určitém časovém okamžiku vytvářejí motivy i."

Zpráva o nálezu byla zveřejněna v pondělí v Nature Chemistry.

Studie dodává důvěryhodnost myšlence, že tyto neobvyklé tvary DNA mohou hrát zásadní roli v lidské biologii, řekl Laurence Hurley, profesor lékařské chemie na University of Arizona, který se na práci nepodílel.

Možná i-motivy pomáhají tělu ovládat, když jsou geny zapnuty k produkci proteinů a když jsou tiché, řekl Hurley. Ať dělají cokoli, určitě budou důležité pro chemickou biologii a molekulární terapeutiku, dodal.

DNA v našich buňkách tráví většinu času ve známé struktuře dvojité šroubovice. Ale i v tomto stabilním tvaru je molekula neustále v toku.

Když se replikuje kousek DNA, dvě vlákna se od sebe odtrhnou a spárují s novými sekvencemi, které jsou sestaveny tak, aby odpovídaly.

Molekuly DNA se také oddělí, když buňka čte pokyny pro gen. Když je proces u konce, prameny se opět spojí dohromady.

Čtyřvláknový i motiv se vyskytuje pouze v relativně malé oblasti genomu-trčí jako hrbolatý uzel v hladké šroubovicové formě.

Aby bylo jasné, ne každý kousek DNA se může složit do tvaru i motivu. Musí existovat specifická posloupnost písmen, která obsahují několik cytosinů, které jsou v genetickém kódu zapsány jako Cs.

Na začátku devadesátých let francouzští vědci hrající si v laboratoři zjistili, že oblast řetězce DNA bohatá na cytosiny by se mohla složit na sebe a vytvořit tak čtyřvláknový tvar, ve kterém se Cs spárují s Cs místo jejich obvyklých partnerů, guaninů nebo Gs.

Vědci to nazvali i-motivem. „I“ znamená „interkalace“, což je chemický termín pro vrstvenou strukturu.

Při laboratorních experimentech se zdálo, že k tomuto origami DNA může dojít pouze za kyselých podmínek, které uvnitř buňky neexistují.

"Bylo to považováno za podivnou výstřednost, kterou molekula dokáže, ale není relevantní pro lidskou biologii," řekl Dinger.

Pak ale v této teorii začaly dělat díry další studie.

Vědci například ukázali, že tvar i motivu se může vytvořit v prostředí, které bylo extrémně přeplněné, i když nebylo tak kyselé. Jádro buňky by jistě mohlo být dostatečně přeplněné, aby k tomu mohlo dojít.

Po domněnce se Dinger a jeho kolegové rozhodli zjistit, zda by v živých buňkách našli motivy i.

K tomu spolupracovali s Danielem Christem, vedoucím protilátkové terapie v Garvanově institutu. Po spoustě pokusů a omylů dokázali vědci v Kristově laboratoři vyvinout protilátku, která by mohla vyhledat i-motivy v genomu a vázat se na ně.

Protilátky byly označeny biologickým markerem, který svítí, když na něj svítí fluorescenční světlo. Při pohledu na vlákno DNA pod speciálním mikroskopem vědci dokázali zjistit, zda došlo k i-motivu, hledáním fluorescenčních teček. Čím více motivů i bylo, tím více bodů viděli.

I motivy vědci nazývají „dynamické“-mohou se skládat a rozvíjet v závislosti na kyselosti svého okolí.

Kromě toho sekvence, které kódují i-motivy, se obecně nenacházejí v samotném genu. Místo toho jsou trochu proti proudu, v části genomu známé jako promotorová oblast, která určuje, zda se určitý gen zapne nebo ne.

Tyto dvě skutečnosti naznačují, že i-motivy mohou být použity jako typ přepínače, který může regulovat genovou expresi, řekl Randy Wadkins, biochemik z University of Mississippi v Oxfordu, který se do nové studie nezapojil.

Je možné, že určité stresory mohou způsobit změnu kyselosti buňky a vyvolat vytvoření i-motivu. To by zase mohlo způsobit nadměrnou expresi nebo nedostatečnou expresi blízkého genu, řekl Wadkins.

"Představ si to jako číselník," řekl. "Ale prozatím nevíme, zda tento přepínač zvýší na 11 nebo sníží na 0."

Je však také možné, že tyto i-motivy nedělají vůbec nic.

"Námitkou toho všeho je, že tyto protilátky mohly zachytit tyto podivné struktury, když se vytvářely, a nemají žádný význam," řekl.

Vědci již dlouho vědí o jiných tvarech, do kterých se DNA může v laboratoři složit, včetně těch, které připomínají křížové a sponky do vlasů.

"DNA je konformačně flexibilní molekula," řekl Wadkins. "Otázkou ale je, mají tyto věci nějaký biologický význam?"

Wadkins si myslí, že je pravděpodobné, že i-motivy hrají určitou roli v genové expresi, ale řekl, že pro jistotu bude zapotřebí více práce.

A teď, když vědci vědí, že se tyto podivné čtyřvláknové struktury často vyskytují v lidské DNA, jsou připraveni to zjistit.

"Tím se otevírá zcela nový směr vědy," řekl Dinger.

Máte rádi vědu? Dělám! Sledujte mě @DeborahNetburn a „lajkujte“ Los Angeles Times Science & amp Health na Facebooku.

VÍCE VĚDY

16:55 hod .: Tento příběh byl po celou dobu aktualizován o další podrobnosti.

Tento příběh byl původně publikován v 8 hodin ráno.

Získejte náš bezplatný zpravodaj Coronavirus Today

Přihlaste se k odběru nejnovějších zpráv, nejlepších příběhů a toho, co pro vás znamenají, plus odpovědí na vaše otázky.

Občas můžete obdržet propagační obsah z Los Angeles Times.

Deborah Netburn je autorkou novin v Los Angeles Times. K novinám se připojila v roce 2006 a zabývá se zábavou, domem a zahradou, národními zprávami, technologiemi a nejnověji vědou.

Více z Los Angeles Times

Nová studie zjistila, že na každou potvrzenou infekci koronavirem v USA na jaře a v létě 2020 bylo nezjištěno 4,8 dalších případů.

COVID-19 vymazal dvě desetiletí pokroku v uzavírání zející mezery mezi délkou života černých a bílých Američanů.

Pokud vědci zjistí, že imunita vůči koronaviru začne mizet měsíce nebo roky po očkování, bylo by možné použít posilovací dávku.


DNA určuje váš vzhled!

DNA obsahuje všechny informace potřebné k vybudování vašeho těla. Věděli jste, že vaše DNA určuje věci, jako je barva očí, barva vlasů, výška a dokonce i velikost nosu? DNA ve vašich buňkách je zodpovědná za tyto fyzické vlastnosti a za mnoho dalších, které brzy uvidíte.

Ukazuje se, že DNA ve vašem těle pocházela téměř přímo od vaší matky a otce. Pokud vaše DNA pochází od vašich rodičů a DNA určuje váš vzhled, proč nevypadáte přesně jako vaše matka nebo otec?

Důvodem je, že vaše DNA je směsí DNA vaší matky a otce. Proto se některé vaše fyzické rysy mohou podobat matčiným, zatímco některé mohou připomínat otcovy. Polovina DNA použitá k vytvoření vašeho těla pocházela od vaší matky, zatímco druhá polovina pocházela od vašeho otce. Některé z vašich funkcí nemusí vypadat jako tvé matky nebo otce, uvidíme, proč k tomu v této aktivitě dochází.

Lidská DNA se dodává ve 23 párech tzv. Balíčků chromozomy. Tyto chromozomy jsou velké svazky těsně zabalené DNA. Vaše matka a otec darují každý 23 chromozomů, které se spárují, aby vám poskytly celou sadu 23 chromozomů.

V těchto 23 párech chromozomů existují určité sekce, které určují různé fyzické rysy. Tyto části DNA obsahují informace, které určují vaše fyzické vlastnosti geny. Protože máte dva páry chromozomů, máte také dva páry genů, jeden od vašeho otce a jeden od vaší matky. Tyto páry genů pak určují určité fyzické rysy resp vlastnosti.

Geny, které právě máte ve svém těle, tvoří vaše genotyp. Tento genotyp pak určuje váš fyzický vzhled, který se nazývá váš fenotyp.

Při této aktivitě dostanete dvě sady chromozomů. Jedna sada je označena jako mužské chromozomy, zatímco jedna je označena jako chromozomy fema le. Tyto chromozomy vypustíte nad hlavu a náhodně se různě promíchají, čímž získáte genotyp. Z tohoto genotypu pak budete mít podrobné pokyny k vytvoření náčrtu lidské tváře.

Než začnete, měli byste vědět ještě pár věcí o tom, jak geny určují váš vzhled. Geny mohou mít dvě různé formy nebo alely. Gen může být buď dominantní, nebo recesivní. Při této aktivitě se dominantní formy jazyka objevují velkými písmeny, zatímco recesivní formy genu se objevují malými písmeny.

Protože pro každý znak získáte jeden gen od své matky a jeden od otce, můžete mít pro každý znak kombinaci dominantních a nadměrných genů. Když jsou obě formy genu stejné (buď domantní, nebo obě recesivní), říkáte, že jste homozygotní pro tu vlastnost. Pokud máte jeden dominantní gen a jeden recesivní gen, říkáte, že ano heterozygotní pro tu vlastnost.

Jedna poslední věc, než začnete s aktivitou. Jak uvidíte na aktivitě, když přijmete dominantní formu genu, ať už homozygotního nebo heterozygotního, vyjádříte dominantní formu genu. Recesivní formu genu budete vyjadřovat pouze tehdy, pokud recesivní formu obdržíte od obou svých rodičů, takže budete pro recesivní formu homozygotní.

Nakonec by vám tyto informace měly poskytnout základy toho, jak vzhled určuje DNA. Pokud jste trochu zmatení, postupujte podle kroků aktivity a uvidíte mnoho výše uvedených konceptů. Prováděním činnosti uvidíte přesně, co znamenají některé z výše uvedených výrazů. Hodně štěstí při vytváření vašich potomků!

V rámci této aktivity budeme:

  • Vytvořte genotyp pro jednotlivce spárováním ch romozomů od muže a ženy
  • Vytvořte si náčrt obličejového profilu (phe notype) z genotypu, který jste vytvořili
  • Naučte se některé termíny a koncepce související s materiály genetické dědičnosti
  • Sada 23 mužských chromozomů (s prevencí na konci této aktivity)
  • Sada 23 ženských chromozomů (poskytnuto na konci této aktivity)
  • Graf převodu genotypu (na konci této aktivity uveďte d)
  • Nůžky
  • Páska
  • Prázdný list papíru
  • Tužka • Guma
  • Barevné tužky, fixy nebo pastelky

Bezpečnost

Tato aktivita vyžaduje použití ostrých nůžek k vystřihování chromozomů. Při používání nůžek buďte opatrní. V případě potřeby požádejte dospělého, aby vám pomohl.

Příprava

  • Vytiskněte všech 23 mužských chromozomů
  • Vytiskněte všech 23 ženských chromozomů
  • Shromážděte všechny ostatní materiály
  • Vystřihněte všechny mužské a ženské chromozomy, které jste vytiskli. Každý chromozom, který vyjmete, by měl mít nahoře dvě stejná písmena (jedno velké a jedno malé písmeno) a dvě stejná čísla ve spodní části. Nestříhejte podél čáry mezi dvěma podobnými čísly! Dávejte pozor, abyste se při používání nůžek nepořezali.
  • Přeložte podél čáry oddělující jednotlivá písmena a čísla tak, aby při skládání papíru bylo na obou stranách vidět jedno písmeno a jedno číslo.
  • Mezi písmena a číslice vložte kousek pásky tak, aby papír zůstal přeložený na polovinu.
  • Vezměte všech 23 mužských chromozomů a všech 23 ženských chromozomů a umístěte je do krabice nebo velké misky.
  • Chromozomy protřepejte, aby se dobře promíchaly.
  • Zvedněte chromozomy nad hlavu a vysypte je na podlahu.
  • Bez převrácení některého z chromozomů postavte vedle sebe chromozomy stejného počtu. Budete mít jeden mužský a jeden ženský chromozom pro každé číslo od jednoho do třiadvaceti, čímž získáte 23 párů chromozomů. Písmena na každém z chromozomů budou vaším genotypem. Každé z těchto písmen představuje gen. Pamatujte, že velká písmena představují dominantní geny a malá písmena představují recesivní geny.
  • Než zjistíte jakékoli fyzické vlastnosti, podívejte se na dvojici chromozomů s číslem 23. Chromozom č. 23 určuje pohlaví vašeho jedince. Pomocí konverzního grafu genotypu zjistěte, zda je váš jedinec muž nebo žena. Podle grafu, pokud jsou dvě písmena směřující nahoru X a X, bude vaše osoba žena. Pokud jsou dvě písmena směřující nahoru X a Y, bude váš jedinec muž.
  • Nyní se podívejte na chromozom č. 1 a podívejte se do převodní tabulky genotypu.
  • Jak ukazuje tabulka, tvar hlavy určuje chromozom č. 1. Dvě písmena na chromozomu č. 1 představují genotyp. Pokud jsou písmena směřující nahoru S a S nebo S a s, tvar hlavy bude oválný. Pokud jsou písmena směřující nahoru s a s, tvar hlavy bude kulatý.
  • Pomocí tužky načrtněte tvar hlavy, který udává váš genotyp.
  • Přejděte na chromozom č. 2. Pomocí grafu převodu genotypu určete, jaký bude tvar brady.
  • Stejným způsobem postupujte pro všech 23 párů chromozomů.
  • Když se dostanete k chromozomu 12, uvidíte, že barvu očí určuje více než jeden chromozom. K určení barvy očí se budete muset podívat na písmena z chromozomů 12, 13, 14 a 15. Spočítejte celkový počet velkých písmen E a malých písmen e a porovnejte je s grafem převodu genotypu. Pokud například máte 8 velkých E z chromozomů 12–15, váš jedinec bude mít černé oči.
  • Uvidíte, že barvu vlasů určují také geny na více než jednom chromozomu.
  • Vyplňte skicu svého jedince pomocí grafu převodu genotypu. Právě jste vytvořili rysy jednotlivce pomocí DNA stejně jako lidského těla
    dělá!
  • Všimli jste si na této aktivitě něčeho, co se nezdá správné? Nápověda: podívejte se na genotypy rodičů.

Aktivita rozšíření

  • Další potomstvo můžete vytvořit smícháním chromozomů a jejich opětovným vysypáním na podlahu.
  • Uvidíte, jak různé kombinace genů (genotypů) poskytnou jiný vzhled (fenotyp).
  • Vyhledejte pojmy polygenní, intermediální výraz, kodominance a pleiotropie. Zjistěte, zda můžete tyto výrazy spojit s tím, co bylo vidět v této aktivitě.

Zabalit

Po této aktivitě byste měli být schopni pochopit, jak DNA určuje váš vzhled. Pamatujte, že DNA je kondenzována do chromozomů. Máte 23 párů chromozomů, 23 od matky a 23 od otce. V těchto chromozomech existují sekce nazývané geny, které řídí specifické vlastnosti nebo vlastnosti. Tyto geny mají jak dominantní, tak recesivní formu. Pokud máte pro daný znak dva dominantní nebo dva recesivní geny, říkáte, že jste pro tento znak homozygotní. Pokud máte jednu dominantní a jednu recesivní formu genu, říkáte, že jste pro tento znak heterozygotní. Dominantní forma genu bude vždy vyjádřena, zatímco recesivní forma genu bude vyjádřena pouze tehdy, pokud máte dvě recesivní formy. Toto jsou obecná pravidla, jak se vlastnosti dědí po vašich rodičích. Existuje však mnoho výjimek z tohoto pravidla, které vědci zkoumají i dnes!

O této aktivitě byste měli vědět, že chromozomy nesou mnoho více než jednoho genu. Ve 23 párech lidských chromozomů jsou neseny tisíce genů. V této aktivitě byl pouze jeden gen na chromozom, aby to bylo jednodušší. Otázka položená na konci aktivity má jednoduchou odpověď. Genotypy pro oba rodiče byly všechny heterozygotní. V reálném životě budou rodiče pro některé vlastnosti heterozygotní a homozygotní stejně jako vaši potomci. Konečně termín polygenní znamená, že výsledek ovlivňuje více než jeden gen (při této aktivitě je vidět na barvě vlasů a očí). Intermediální výraz znamená, že dochází k prolínání rysů v heterozygotním stavu (Viděno v prevalenci pih při této aktivitě). Kodominance znamená, že dominantní i recesivní geny jsou vyjádřeny odděleně. To není vidět v této činnosti, ale je to vidět v lidské krevní skupině. Pleiotropie znamená, že jeden gen je zodpovědný za mnoho znaků.


Jak vypadá DNA?

Avantor & reg, společnost z žebříčku Fortune 500, je předním světovým poskytovatelem zásadních produktů a služeb pro zákazníky v biofarmě, zdravotnictví, školství a státní správě a v pokročilých technologiích a odvětví aplikovaných materiálů. Naše portfolio se používá prakticky ve všech fázích nejdůležitějších výzkumných, vývojových a výrobních činností v odvětvích, kterým sloužíme. Jednou z našich největších předností je globální infrastruktura, která je strategicky umístěna tak, aby podporovala potřeby našich zákazníků. Naše globální stopa nám umožňuje obsloužit více než 225 000 míst zákazníků a poskytuje nám rozsáhlý přístup k výzkumným laboratořím a vědcům ve více než 180 zemích. Dali jsme vědu do pohybu, abychom vytvořili lepší svět. Informace najdete na www.avantorsciences.com a najdete nás na LinkedIn, Twitteru a Facebooku.

& copy 2021 VWR International, LLC. Všechna práva vyhrazena.
& copy 2021 FORTUNE Media IP Limited Všechna práva vyhrazena. Používáno pod licencí.


Struktura intronu

Obecně jsou introny mnohem delší než exony, které mohou tvořit až 90% genu a mohou mít délku přes 10 000 nukleotidů. Introny převládají v genech, více než 90% lidských genů obsahuje introny s průměrem devíti intronů na gen.

Intron je úsek DNA, který začíná a končí specifickou sérií nukleotidů. Tyto sekvence působí jako hranice mezi introny a exony a jsou známé jako místa sestřihu. Rozpoznání hranice mezi kódující a nekódující DNA je zásadní pro tvorbu funkčních genů. U lidí a většiny ostatních obratlovců introny začínají 5 ′ GUA a končí CAG 3 ′. Existují další konzervované sekvence nalezené v intronech obratlovců i bezobratlých včetně bodu větve zapojeného do tvorby larev (smyčky).


Zde vidíme konsensuální sekvenci pro intron obratlovců. Intron začíná GUR a končí polypyrimidinovým traktem následovaným YAG.

Pravděpodobně jste slyšeli o GMO nebo geneticky modifikovaných organismech, ale co to vlastně je gen a co znamená modifikovat geny rostliny nebo zvířete?

Tento krátký film má pomoci. Zde diskutujeme o základní definici genu, ukazujeme, jak gen vypadá, jak to, že geny skutečně kódují, a základní myšlenku geneticky modifikovaných organismů.

Pro učitele

Obsah tohoto videa splňuje kritéria v následujících základních disciplinárních myšlenkách definovaných vědeckými standardy příští generace. Použijte naše videa k doplnění učebních osnov ve třídě.

Střední škola, Life Science 1

Od molekul k organizmům: Struktury a procesy.

Střední škola, biologie 3

Dědičnost: Dědičnost a variace vlastností.

Střední škola, Life Science 4

Biologická evoluce: jednota a rozmanitost.

Georgia Biology 2

Jak je v buňkách vyjádřena genetická informace.

Georgia Biology 3

Jak jsou biologické vlastnosti předávány postupným generacím.

Georgia Biology 6

Přispěvatelé

Naše videa těží z pokynů a rad poskytovaných odborníky na vědu a vzdělávání. Tato animace je výsledkem spolupráce mezi následujícími vědci, pedagogy a naším týmem kreativců.

Poradci

Přepis

Každá z našich buněk obsahuje 46 vláken DNA. Jedno vlákno je vyrobeno z milionů částic nazývaných nukleotidy a tyto nukleotidy se dodávají ve 4 různých typech, které vědci označili A C T a G.

Gen je zvláštní úsek DNA, sekvence As Cs Ts a Gs, která něco kóduje.

Gen obsahuje informace, které buňka může číst a používat, ale co přesně tyto informace dělají?

Možná jste slyšeli, že existuje gen pro modré oči, gen pro pihy nebo dokonce gen pro hněv, ale jednotlivé geny doslova nevytvářejí věci jako oční bulvy nebo pihy nebo záchvaty vzteku. Geny vytvářejí bílkoviny. Tyto proteiny pak interagují mezi sebou a všemi druhy chemikálií v těle, aby vytvořily věci jako oční pigmenty, pihy a hormony měnící náladu.

Jeden řetězec DNA obsahuje tisíce genů (nebo jedinečné proteinové recepty). Lidé mají dohromady zhruba 20 000. Některé geny jsou malé, jen asi 300 písmen dlouhé. Ostatní mají hodně přes milion.

Délka a sekvence genu určuje velikost a tvar proteinu, který vytváří. Velikost a tvar proteinu určuje funkci, kterou bude mít protein v těle.

hemoglobin je například proteinová struktura nacházející se v červených krvinkách. Je to jedinečný tvar a velikost, která mu umožňuje zachytit molekuly kyslíku, když krev proudí v blízkosti plic, a poté je uvolnit později, když krev proudí poblíž tkání bez kyslíku.

Pepsin je trávicí protein. Jeho jedinečný tvar umožňuje rozložit jídlo uvnitř vašeho žaludku, aby se mohlo vstřebat do těla.

Keratin je strukturální protein. Jeho jedinečný tvar a velikost mu umožňuje spojit se s jinými keratinovými proteiny a vytvořit tvrdé struktury, jako jsou nehty, drápy a zobáky.

Různá stvoření mají různé geny, a proto jejich těla vypadají a fungují odlišně. Ale jedním z mnoha důvodů, o kterých se vědci domnívají, že veškerý život na Zemi souvisí, je to, že základní kód DNA, jazyk As Cs Ts a Gs, je téměř stejný pro všechny živé věci. Mnoho tvorů dokonce sdílí některé stejné geny.

Možná vás příliš nepřekvapí, když zjistíte, že lidé a šimpanzi (kteří spolu úzce souvisí) sdílejí 96% nebo jejich genetický kód, ale co si myslíte, že má společná ovocná muška s krásným modelem plavek? Překvapivě asi polovina jeho genů.

Protože všechna stvoření používají DNA téměř stejným způsobem, genetičtí inženýři zjistili, že pokud vezmou gen, řekněme z bakteriální buňky, a vloží jej do DNA živočišné nebo rostlinné buňky. Tato živočišná nebo rostlinná buňka poté přečte nový gen a vytvoří bakteriální protein.

Inženýři smíchali a spojili geny různých organismů za vzniku mnoha nových tvorů, včetně kukuřice, která je toxická pro hmyz, ale údajně bezpečná pro lidskou spotřebu, rajčat, která vydrží až dvakrát déle v obchodě s potravinami, než se pokazí, a nové formy bakterií které produkují lidský proteinový inzulín, který pak sbíráme z těchto bakterií a prodáváme lidem s diabetem, kteří potřebují k přežití inzulín navíc.

Abych to tedy trochu shrnul, co to vlastně gen je? Gen je zvláštní úsek DNA, nikoli celý řetězec DNA, jen segment, který něco kóduje. Každý gen je jako jedinečný recept, který obvykle říká buňce, jak vytvořit protein nebo skupinu proteinů.

Různá stvoření mají různé geny, ale všechny geny jsou psány stejným základním jazykem DNA jako Cs Ts a Gs.


Jak DNA ve skutečnosti vypadá

Tento blog často pokrývá malé věci: hmyz, pavouky, slizové formy a tak dále. Ve schématu biologie je však obvyklé jízdné zde poměrně velké.

Vědci z Istituto Italiano di Tecnologia navlékli molekulu mezi dvě nano-věže a podrobili ji transmisní elektronové mikroskopii při extrémním zvětšení. Až do minulého týdne byl model dvojité šroubovice nepřímým odvozením, byť extrémně robustním, z technik, jako je krystalografie. Nový papír, v Nano písmena, je to jen pro ty, kteří rádi vidí důkazy na vlastní oči.

aktualizace: Stephen Curry poskytuje vyjasnění a opravu:

Co je ve skutečnosti novinkou, je, že autoři byli schopni převzít a vysoký kontrast snímek vlákna DNA (tvořeného svazkem dvojitých šroubovic DNA) pomocí elektronové mikroskopie. Udělali to tak, že vysušili kapku DNA rozpuštěnou ve vodě na vrstvě křemíku, která byla mikro-vyrobena tak, aby měla na svém povrchu řadu malých pilířů. Jak se voda vypařovala, mezi pilíři zůstaly natažené prameny DNA. Protože jsou pozastaveni výše křemíkové báze, bylo možné získat dobrý obraz o vláknech DNA (horší kontrast získáte, pokud DNA leží na pevném povrchu).

A co vidí? Na obrázku je určitě nějaká jemná struktura. Existují opakující se rysy velikosti očekávané pro šroubovicovou strukturu v DNA. Italským vědcům ale bylo jasné a každému, kdo se díval na obrázek v jejich online abstraktu, mělo být jasné, že na obrázku není jediná molekula DNA, ale jejich svazek.

zdroj: Gentile, F. a kol. 2012. Direct Imaging of DNA Fibers: The Visage of Double Helix. Nano Lett. DOI: 10,1021/nl3039162

Vyjádřené názory jsou názory autora (autorů) a nemusí být nutně názory společnosti Scientific American.

O AUTORECH

Alex Wild je kurátor entomologie na University of Texas v Austinu, kde studuje evoluční historii mravenců. V roce 2003 založil fotografický podnik jako estetický doplněk své vědecké práce a jeho fotografie z přírodní historie se objevují v mnoha muzeích, knihách a médiích.


Podívejte se na video: Proteosyntéza: od DNA k proteinu NEZkreslená věda II (Listopad 2021).