Дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК), позната още на немски като ДНК, е биомолекула (биологично активни съединения или молекули намерени в живи същества) със свойството да носят гени и техните наследствени свойства. Той се среща във всички организирани образувания със способностите на метаболизъм, възпроизводство, раздразнителност, растеж и еволюция, както и в някои видове вируси. Структурата на ДНК е под формата на двойна спирала (вид спирала, но при която мотивът на навиването се появява два пъти). Двойната спирала се циркулира успоредно една на друга от двете вериги на ДНК. Тези две ДНК вериги се наричат полинуклеотиди, защото са съставени от така наречените нуклеотиди. Компонентите на нуклеотида са един от четирите азотни нуклеина бази, които са или аденин, цитозин, гуанин или тимин, често съкратени с началните си букви. Освен това нуклеотидите се състоят от въглехидратната дезоксирибоза и а фосфат остатък. Чрез молекулярно свързване нуклеотидите се свързват помежду си в редуване захар-фосфат верига. Според принципа на двойната спирала, аденозин (нуклеозид, който има нуклеиновата основа аденин) винаги образува a водород връзка с тимидин (нуклеозид, който има нуклеинова основа тимин). Гуанозинът (нуклеозид с нуклеинова основа гуанин), от друга страна, образува а водород връзка с цитидин (нуклеозид с нуклеинова основа цитозин). ДНК е способна на самообновяване, което се нарича репликация на ДНК. В този процес двете ДНК вериги са разделени една от друга. Това се катализира от ензима хеликаза и ДНК, която трябва да се попълни от съответната верига, се генерира ново (синтез на ДНК). За този процес е отговорен ензим от групата на ДНК полимеразата, както и РНК праймер, който служи като отправна точка за полимеразата. Този процес е от съществено значение, особено по време на клетъчното делене. В определени случаи може да възникне увреждане на ДНК. Това се причинява от така наречените мутагени, които са от химичен (напр. Чрез рентгенови или ултравиолетови лъчи) или физически произход. Те олово до промени в ДНК последователността. В зависимост от мутагена възникват различни форми на увреждане на ДНК. Най-много щети причиняват окисленията, които включват свободни радикали или водород пероксиди. Те могат да причинят вредни модификации на основата (промени в нуклеинова основа), но могат да причинят и много по-опасни и често рак-причиняване на точкови мутации като делеции (загуба на ДНК последователност) или дори вмъкване (ново усилване на една или повече базови двойки в рамките на ДНК последователност), както и хромозомни транслокации (хромозомна аномалия, причинена от пренареждане).
Митохондриална ДНК
Вътре митохондрии е митохондриална ДНК, наричана още mtDNA или mDNA, която е двуверижна като ДНК, но е затворена в пръстен. The митохондрии регенерират богатата на енергия молекула аденозин трифосфат (универсален и незабавно достъпен енергиен носител в клетките и важен регулатор на процесите на производство на енергия) чрез дихателната верига. Освен това те изпълняват основни за клетката задачи. Митохондриалната ДНК съдържа само 37 гена, 13 от които кодират протеини локализиран върху дихателната верига. Останалата част се транскрибира в тРНК, както и в рРНК, които позволяват кодирането на 13-те споменати гена. MtDNA се унаследява изключително по майчина линия, т.е. от майката. Митохондриалната ДНК съществува както при растенията, така и при животните. Той е с еволюционен произход и произлиза от кръгови геноми на бактерии.
Еволюционна история
През 1869 г. Фридрих Мишер, лекар от Швейцария, изолира микроскопично вещество от гной екстракт, който идва от ядрото на лимфоцит. Това той нарече нуклеин. През 1878 г. немският биохимик изолира нуклеинова киселина от нуклеина, а по-късно и четирите му нуклеинови бази. През 1919 г. литовският биохимик Феб Левен открива захар дезоксирибоза и фосфат остатък от ДНК. През 1937 г. Уилям Астбъри използва рентгенови лъчи, за да визуализира правилната структура на ДНК за първи път. Фактът, че ДНК играе важна роля за наследствеността, е потвърден от генетиците Алфред Дей Херши и Марта Чейс през 1952 г. въз основа на тяхното откритие, че ДНК е генетичен материал. Година по-късно Джеймс Уотсън, заедно с Франсис Крик, представи в списание Nature това, което сега се смята за първия правилен модел на двойна спирала на структурата на ДНК. Рентгенов взето през май 1952 г. от Розалинд Франклин.
