codul vietiiPublicăm astăzi a doua parte din seria dedicată geneticii şi descifrării misterelor moleculei  de ADN. Veţi putea citi despre cromozomi, structura celulei şi cea de spirală dublă a moleculei de ADN, despre posibilele consecinţe ale decodificării genomului uman, etc. (video inclus).

 


CUPRINS

Înapoi în timp, către celula primordială...
Şi ce dacă ştim cum arată molecula de ADN ?
Unde este localizată informaţia genetică ?
Celula şi structura acesteia

Numărul de cromozomi

Cromozomii
Structura ADN-ului



ÎNAPOI ÎN TIMP, CĂTRE CELULA PRIMORDIALĂ...

Pentru început, trebuie să înţelegem faptul că celulele dau naştere altor celule, adică fiecare celulă care există în prezent în interiorul vreunui organism, oricare ar fi acela, provine dintr-o celulă părinte, care la rândul ei are la origine o altă celulă şi aşa mai departe. Dacă ne continuăm drumul în trecut ajungem la prima celulă care a existat acum aproximativ 3 miliarde de ani, iar înaintea acesteia găsim molecule de ADN care nu erau parte componentă a vreunor celule.

Începând în urmă cu mai bine de trei miliarde şi jumătate de ani, în interiorul moleculelor de ADN are loc un proces neîntrerupt până în prezent. Moleculele de ADN conţin instrucţiuni codificate care sunt transmise urmaşilor, iar ulterior urmaşilor acestora ş.a.m.d. Aceste instrucţiuni au fost transmise plecând de la cel mai primitiv organism, primul apărut pe Terra, până la fiecare dintre noi, oamenii actualmente în viaţă pe Pământ. Pe parcursul acestei călătorii, pe măsură ce planeta albastră s-a schimbat, setul de instrucţiuni a suferit şi acesta modificări şi adăugiri. În acest moment, ADN-ul uman conţine urme din codul ADN caracteristic fiecărei creaturi apărute pe parcursul evoluţiei formelor de viaţă de pe Pământ subordonate în cadrul arborelui filogenetic al lui homo sapiens.

Acest set de instrucţiuni este conţinut în interiorul unei structuri chimice incredibile pe care noi o denumim moleculă de ADN. În continuare vom analiza în detaliu acest set de instrucţiuni şi relevanţa pe care acesta îl are pentru fiecare dintre noi.



ŞI CE DACĂ ŞTIM CUM ARATĂ MOLECULA DE ADN ?

Această moleculă conţine informaţii pe care poate nu dorim să le cunoaştem, dar pe care le vom afla negreşit în viitor. Care sunt cei dintre noi care vor fi inteligenţi sau buni atleţi, înalţi ori frumoşi?  Cine va suferi (ori este predispus la îmbolnăviri cu) de cancer, artrită sau maladia Alzheimer? Când vom cunoaşte toate secretele moleculei de ADN, oare vor stabili părinţii destinele copiilor lor alegând pentru aceştia caracteristicile  ideale prin manipularea genomului? Vom ajunge oare la finalul procesului de selecţie naturală, moment care va coincide cu începutul uneia dirijate?

UNDE ESTE LOCALIZATĂ INFORMAŢIA GENETICĂ?

Fiecare dintre noi îşi începe viaţa sub forma unei celule unice. În inima acelei celule, în interiorul nucleului său, există o fortăreaţă care conţine toată informaţia genetică necesară pentru construirea fiecărui detaliu care defineşte şi caracterizează o fiinţă umană. Pe măsură ce acea celulă se divide formând două celule şi apoi patru, opt, şaisprezece, ş.a.m.d., fiecare dintre acestea conţine în nucleul propriu o copie identică a acestei informaţii genetice. Fiecare din cele un trilion de celule ale organismului uman conţine manualul de instrucţiuni pe baza căruia se dezvoltă respectivul individ.

CELULA ŞI STRUCTURA ACESTEIA

Dacă am fi capabili de o călătorie fantastică în nucleul uneia dintre celulele corpului uman, în căutarea codului ADN specific individului ales ca destinaţie a voiajului nostru ştiinţifico-fantastic, am începe prin a traversa peretele exterior al respectivei celule. Ulterior am ajunge să “înotăm” printr-un material vâscos denumit citoplasmă şi în plus faţă de nucleul care pluteşte prin citoplasmă, am întâlni şi observa alte părţi componente minuscule ale celulei. Am trece pe lângă ribozomi, lizozomi, aparatul golgi şi mitocondrii. Am ajunge şi la nivelul nucleului celulei şi după ce am pătrunde prin peretele său, am întâlni 23 de perechi de molecule de ADN - cromozomii. Fiecare celulă umană are 46 de cromozomi şi aceştia sunt grupaţi în perechi. Un cromozom din fiecare pereche provine de la mama şi celălalt de la tatăl organismului uman în interiorul căruia se găseşte celula-gazdă a cromozomilor.

structura celulei

 

NUMĂRUL DE CROMOZOMI

Alte specii posedă un număr diferit de cromozomi, deşi noi, oamenii, avem în comun cu acestea foarte multe gene. De pildă, planta cunoscută drept "coada calului" are 216 cromozomi, crevetele are 200, un câine are 78, oamenii au 46, şoarecii au 40, musca domestică are 12, drosofila are 8, pe când furnica are doar 2. După cum se poate vedea, numărul cromozomilor nu este un indicator relevant pentru gradul de complexitate a organismelor în cauză. Şi cu toate că avem numere diferite de cromozomi, conţinutul total de material genetic al acestora este adesea, în mod surprinzător, aproape identic. De pildă, acest copil şi acest şoricel prezintă o mutaţie la nivelul aceleiaşi gene, având drept rezultat pete albe asemănătoare la nivelul stomacului şi frunţii.

om-soarece
Mutaţie la nivelul aceleiaşi gene cu efecte similare la om şi şoarece

 

CROMOZOMII

Fiecare dintre cromozomii d-voastră este de fapt un fir unic, continuu de ADN – o moleculă enormă. Pe măsură ce această moleculă se înfăşoară sau se desface, fiecare cromozom poate varia ca formă plecând de la o formaţiune de tip filament, larg desfăşurată, atunci când îndeplineşte un anumit rol, până la o masă foarte dens împachetată atunci când se apropie momentul diviziunii celulare. Această înfăşurare este atât de eficientă încât 1 metru de spirală ADN încape în nucleul unei celule. Fiecare treaptă a acestei scări spiralate măsoară 3.4 angstromi.

 

sectiune_cromozom_17
Secţiune din cromozomul 17 mărită de 50000 de ori

 

Acest "bulgăre" de ADN, prezentat în figura de mai sus, este cromozomul 17 mărit de aproximativ 50,000 de ori. Pe măsură ce mărim imaginea, aşa cum se poate vedea în cadrul videoclipului, distanţele între treptele scării devin vizibile. Fiecare dintre aceste trepte reprezintă doar una dintre cele 3 miliarde de litere care compun manualul de instrucţiuni necesar creării şi dezvoltării unei fiinţe umane.

STRUCTURA ADN-ULUI

Treptele spiralei de ADN sunt formate din doar 4 molecule distincte - adenină, timină, citozină şi guanină şi s-a împământenit obiceiul de a ne referi la acestea folosind iniţialele lor: A, T, C şi G. Pe fiecare treaptă a acestui aşa-zis "dublu-helix" coexistă două dintre cele 4 baze azotate  şi vorbim întotdeauna de perechi de tipul A şi T sau G şi C, astfel că dacă se cunoaşte o latură (denumită ştiinţific catenă) a scării, în mod automat cealaltă este cunoscută şi ea. "Formula" unei fiinţe umane constă aşadar din această succesiune specifică fiecărui individ  de 3 miliarde de “litere”. Existenţa acestui cod minuscul, scris moleculă cu moleculă în interiorul fiecărei celule reprezintă în sine o descoperire epocală. Recent, oamenii de ştiinţă au făcut şi mai mult, "citind" acest COD - examinându-l şi înregistrându-l literă cu literă, în cadrul unui proiect cunoscut drept decodificarea genomului uman.




Notă: articolul de mai sus este adaptarea textului folosit în film.
Traducerea şi adaptarea: Scientia.ro.
Credit: www.cassiopeiaproject.com


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!