Zgradba DNK in podvajanje

Kaj sploh je DNK?

DNK/DNA ali deoksiribonukleinska kislina je molekula, ki je nosilka genetske informacije v vseh živih organizmih.

Osnovna enota DNK je nukleotid. Nukleotid je sestavljen iz sladkorja (deoksiriboza), dušikove baze (adenin, citozin, gvanin in timin) in fosfatne skupine. Zaporedje nukleotidov določa pomen genetske informacije. DNK ima obliko dvojne vijačnice, pri kateri je pomembno, da se timin vedno pari z adeninom ter gvanin vedno s citozinom. Ker če se ne pari/podvaja pravilno, lahko pride do nastajajo genske spremembe, ki vodijo do rakavih obolenj.

Podvajanje

Torej o podvajanju govorimo, ko se dedni material podvoji. Podvajanje DNK je v bistvu proces, pri katerem se prekopira dvovijačna molekula DNK v dve dvovijačni molekuli DNK. Ta pa nosi dedne lastnosti. Sporočila o sestavi in delovanju vsake celice se morajo prenesti od starševskih na potomske celice. Zato se mora celotni dedni material pred delitvijo podvojiti, tako da dobita obe nastali celici imenovani hčerinski enak DNK. Če gre pri delitvi dnk-ja kaj narobe se lahko v telesu začnejo razvijati rakave celice. Obe hčerinski celici dobita po eno staro in eno novo verigo dednega zapisa.

Zgodovina DNK

Nukleinske kisline je prvi izoliral Friedrich Miescher leta 1869 in jih tako poimenoval zato, ker jih je našel v jedru levkocitov. Prisotnost nukleinskih kislin v ostalih celicah so dokazali v naslednjih nekaj letih, vendar je do odkritja njihove biološke vloge minilo še približno 75 let. DNK (začetek 20. stol.) v tistem času veljala za precej dolgočasno in nepomembno molekulo, ki jo sestavlja monotono zaporedje štirih različnih nukleotidov, zaradi česar si ni bilo mogoče predstavljati, da bi lahko bila nosilka genetske informacije.

Enega prvih eksperimentov, ki so utrli pot k razkritju prave narave DNK, je že leta 1928 izvedel Frederick Griffith, ki je odkril t. i. transformirajoči princip. V svojem eksperimentu je Griffith okužil miši z dvema tipoma bakterije Diplococcus pneumoniae (R in S), ki povzroča pljučnico. Pripravil je mešanico živih (R-; nesposobnih povzročiti bolezen) in mrtvih (S-; patogenih) bakterij D. pneumoniae in jih vbrizgal v miši, kar je proti pričakovanju povzročilo smrt večine miši. Še presenetljiveje pa je bilo, da je kri mrtvih miši vsebovala žive bakterije S. Mrtve bakterije S so torej nekako transformirale sicer nepatogene bakterije R v virulentno obliko S. Leta 1944 so Oswald Avery, Colin MacLeod in Maclyn McCarty po desetletnih raziskavah sklenili, da je za transformirajoči princip odgovorna molekula DNK, ki je torej tudi nosilka genetske informacije. To odkritje je bilo tedaj skoraj popolnoma prezrto in do uveljavitve takega razumevanja v znanstveni skupnosti je minilo še skoraj desetletje. Leta 1952 sta Alfred Hershey in Martha Chase izvedla eleganten eksperiment z bakteriofagi, ki je zelo prepričljivo dokazal, da je za transformirajoči princip zares odgovorna DNK.

Končno pa sta osrednjo vlogo te molekule v biologiji leta 1953 potrdila James Dewey Watson in Francis Crick, ko sta razvozlala njeno strukturo. S tem se je začela sodobna molekularna biologija. Za svoje delo sta prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino 1962.