Ovaj blog je zamišljen tako da objavljujem postove vezane isključivo za biologiju. Naime, iako je moje znanje biologije skromno, jer sam samo studentica tog ogromnog područja, smatram da mogu barem malo pokušati razjasniti neke nejasnoće i objasniti i pokazati divne stvari iz svijeta biologije. Pokušat ću na zanimljiv i edukativan način donositi zanimljivosti iz tog, većini nepoznatog, svijeta.

Ako imate želja, pitanja ili bilo što slično, pokušat ću odgovoriti na najbolji mogući način ili napisati post na željenu temu.

Nadam se ugodnom druženju

sretan

21.07.2009., utorak

DNA i sinteza proteina




Dakle priča ide dalje. Nastavljamo sa molekulom DNA. Njezina važnost u evoluciji je nevjerojatna.

DNA ili deoksiribonukleinska kiselina, kao što joj i samo ime kaže sastoji se od šećera deoksiriboze, nukleotida i od fosfata (zbog kojih je kiselina). Svi ti građevni elementi su međusobno povezani u polimer i čine dvostruku uzvojnicu (eng. double helix).


Photobucket

Ova gore slika predstavlja model molekule DNA (koji sam ja osobno vlastitim rukama radila :). Slova G, C, A i T predstavljaju nukleotide, tj. dušične baze - guanin, citozin, adenin i timin. Komplementarne baze su adenin i timin, te guanin i citozin. Dakle oni tvore parove baza i uvijek se tako spajaju vodikovim vezama (ako se slučajno zamijene parovi baza ili se promijeni redoslijed baza ili se spare npr. adenin i citozin dolazi do mutacija). Ta četiri nukleotida su toliko važna, a opet toliko jednostavna i njihov redoslijed je ključ za izgradnju svih organizama. Crvene kockice predstavljaju šećer deoksiribozu, a kuglice predstavljaju fosfate.

Svaka molekula DNA je građena na isti način, no ono što ih razlikuje jest upravo redoslijed ta četiri nukleotida. Ta četiri slova su abeceda svakog organizma.


Svi organizmi imaju DNA molekulu uz pomoć koje prenose dalje na potomke svoj genetski materijal (osim nekih virusa koji imaju RNA molekulu). Svaka vrsta na ovoj planeti ima određeni broj molekula DNA u jezgrama svake stanice. Npr. čovjek u svakoj svojoj stanici (osim spolnih stanica) ima 46 molekula DNA. Dakle u svakoj jezgri je nagurano 46 tih molekula, koje su poprilično velike. Uvijek kada razmišljam o tome, fascinantno mi je kako je to sve lijepo složeno unutra.


Što je gen?

Molekula DNA je jako dugačka i sastoji se od puno parova dušičnih baza koje su poredane točno određenim redoslijedom.

Dijelovi molekue DNA, točnije određeni parovi baza čine jedan gen. Konkretnija definicija bi bila da je gen onaj dio molekule DNA koji određuje kakvi će se proteini sintetizirati. Malo kasnije ću objasniti kako to točno funkcionira.

Nije cijela molekula DNA građena od gena, samo neki njezini dijelovi kodiraju određene gene. Postoje veliki dijelovi molekule DNA za koju se ne zna što točno znači i čemu služi. To bi bila junk DNA kako se popularno naziva, iako naravno to nije smeće u DNA molekuli, ali njezina funkcija je zasad nepoznata, iako sigurno postoji (inače bi prirodnim putem naravno nestala, evolucija bi to sredila).



DNA postoji i 'čuva' nasljednu uputu, ali glavno je pitanje što to točno znači i kako ona funkcionira?


Zamislimo stanicu kao jednu tvornicu (ona to zapravo i jest). E sad, DNA se nalazi u jezgri i to bi se moglo usporediti sa upravnom zgradom tvornice, dok se proteini sintetiziraju u citoplazmi, tj. izvan jezgre na malim organelima koji se zovu ribosomi. Njih bi mogli nazvati strojevima, gdje se kao na traci proizvode proteini.

Postoje male molekule mRNA (messenger RNA ili glasnička RNA) koje su posrednici između jezgre i ribosoma. mRNA funkcionira tako da dolazi do molekule DNA, 'prepisuje' sa nje one dijelove koji čine gen za određeni protein i sa tom informacijom izlazi van iz jezgre (tj. upravne zgrade) u citoplazmu kod ribosoma (tj. do strojeva). Na ribosomima se proteini sintetiziraju kao na pokretnoj traci (tako si ja to zamišljam). Naime, dolazi do 'prevođenja' na način da mRNA dolazi do ribosoma i govori mu kako da složi protein.


Kao što sam objasnila u prethodnom postu, svaki protein je građen od aminokiselina. Tri dušične baze u DNA čine kod za jednu aminokiselinu. Znači kada mRNA dođe do ribosoma, ona nosi informaciju u obliku kodona koja govori ribosomu koje su mu aminokiseline potrebne za izgradnju određenog proteina.

Ovdje možete pogledati kako izgleda tablica kodona, tj. koji redoslijed dušičnih baza određuje određenu aminokiselinu.




Ovaj kratki filmić (samo 2'50'') prikazuje i objašnjava kako molekula DNA služi kao kalup za sintezu proteina. mRNA sa nje prepisuje podatke, te zatim odlazi na ribosom gdje se kao na pokretnoj traci sintetiziraju proteini koji izgrađuju organizam:




I za kraj moram se samo osvrnuti na nešto. Sada ste naučili što su geni. I kao što vidite geni su dijelovi molekule DNA. To su dijelovi svake molekule DNA i ne postoje 'dobri' ili 'loši' geni. Postoje samo geni. Kada jedemo bilo koju hranu, jedemo na tisuće različitih gena, budući da se u svakoj stanici nalaze molekule DNA i svi se oni metaboliziraju, tj. probavljaju na identičan način. Dakle geni sami po sebi nisu problem, problem su proteini koji od njih nastaju, koji ponekad mogu biti loši za organizam, međutim hrana se genetski modificira upravo zato da bi se poboljšala, a ne pogoršala (i prolazi nevjerojatno stroge i rigorozne kontrole). Možda zato ponekad ima drugačiji okus i nije identična onoj hrani koju prodaju kumice na placu, ali u svakom slučaju nije loša niti opasna i zbog nje nam neće izrasti treća noga ili još dva nova oka. Puno su opasniji pesticidi kojima se biljke špricaju, jer to su kemijski otrovi koji ubijaju kojekakve bubetine i slične napasti, a zdravom logikom možemo doći do zaključka da ako ubija male organizme, da je sigurno štetno i za nas (jer i mi smo životinje, samo malo veće:). Možda nas neće ubiti, ali bome neće biti ni baš najzdravije (pogotovo ako se takva hrana često konzumira).


Toliko o ovim osnovama molekularne biologije. Zanima me jesam li uspjela dovoljno razumljivo i jednostavno obraditi ovu temu? Trudila sam se bez dodatnih i nepotrebnih komplikacija približiti kako sustav funkcionira. Nadam se da sam u tome uspjela, ako nisam, kritike su dobrodošle :))


- 02:10 - Ostavi trag u vječnosti... (2) - Papirnata verzija - Ovdje sam!!

06.07.2009., ponedjeljak

Atomi i molekule


Krenimo od početka. Od atoma i molekula.

Leukip i Demokrit su začetnici teorije o atomima. Atomos znači nedjeljiv. S obzirom na vrijeme kada se teorija razvila (5.st.pr.Kr.), treba se diviti tim filozofima, jer su isključivo razmišljanjem i promišljanjem došli do teorije koja se mnogo stoljeća kasnije pokazala ispravnom.
Iako je danas poznato da su atomi građeni od manjih jedinica - protona, neutrona i elektrona (te od još sitnijih elemenata), grčki filozofi su bili na izvrsnome tragu i udarili su odlične temelje za modernu fiziku i kemiju, a konačno i biologiju.

Photobucket

Atomi su vrlo rijetko sami u prostoru i izolirani od drugih atoma. Najčešće tvore razne molekule. Neke manje kompleksne, a neke više kompleksne. Elektroni koji su dio atoma (okružuju jezgru koja je građena od protona i neutrona, kao što sateliti okružuju planete) stupaju u interakcije sa drugim elektronima drugih atoma i na taj način tvore kemijske veze. Ovisno o vrsti atoma (metali ili nemetali) ovisi i priroda veze. Dva osnovna tipa veza su kovalentna i ionska.

Sada kada imamo molekule, možemo ih podijeliti u dvije osnovne skupine. Mogu biti anorganske i organske. Anorganske molekule su one molekule koje u pravilu ne moraju nastati od živih sustava, ali vrlo često ih nalazimo unutar živih sustava. Tu spadaju razne kiseline, soli, voda... Organske molekule nastaju od živih sustava i grade žive sustave. Tu spadaju ugljikohidrati ili šećeri, aminokiseline, nukleotidi, lipidi... Glavna karakteristika organskih molekula jest ta što apsolutno sve molekule u sebi sadrže ugljikove atome. Ugljik kao element je savršen za izgradnju organskih spojeva i organizama, jer nije niti pretežak, niti prelagan, a svojstva koja ima omogućila su razvoj živog svijeta.

Budući da je ovo svijet biologije, dalje ćemo se baviti organskim molekulama i njihovim svojstvima u kontekstu živih organizama.


Ugljikohidrati ili šećeri

Photobucket

Molekula glukoze


Šećeri su glavna stanična hrana. Oni održavaju cijeli sustav u pogonu. Šećeri poput glukoze svojom razgradnjom osiguravaju staničnu energiju i građevne elemente za ostale sastojke. Šećeri se dijele na monosaharide, oligosaharide i polisaharide. Monosaharidi su jednostavni šećeri koji imaju od tri do sedam ugljikovih atoma. Povezivanjem nekoliko monosaharida nastaju oligosaharidi, a povezivanjem puno monosaharida ili oligosaharida nastaju dugačke molekule polisaharida.

Najpoznatiji polisaharidi su glikogen (spremišni oblik glukoze u životinja), škrob (spremišni oblik glukoze u biljaka) i celuloza (polisaharid koji tvori staničnu stijenku svih biljaka). Svi ovi navedeni polisaharidi su polimeri glukoze. Dakle, puno jedinica glukoze je vezano jedna za drugu i na taj način tvore dugačke lance. Ono zbog čega se razlikuju je način na koji su vezani. Upravo je veza između tih molekula glukoze odgovorna za njihova različita svojstva.



Lipidi

Ova skupina obuhvaća različite vrste molekula, a najpoznatije i najjednostavnije su masne kiseline. Uloga lipida u stanicama je izrazito važna. Oni služe kao spremište energije, izgrađuju stanične membrane, te su važni u staničnoj signalizaciji (najčešće kao hormoni ili glasničke molekule).

Masne kiseline su relativno velike moelkule od 16 ili 18 ugljikovih atoma. U organizmu masne kiseline se pohranjuju u obliku masti ili triacilglicerola. Triacilgliceroli su građeni od tri masne kiseline povezane sa molekulom alkohola glicerola. Budući da nisu topivi u vodi, gomilaju se u svakoj stanici kao masne nakupine. Kada je tijelu potrebna energija, one se razgrađuju i koriste se u reakcijama koje proizvode energiju. Masti su puno bolji oblik energetske zalihe nego ugljikohidrati, jer daju više od dva puta energije po masi razgrađene tvari, tj. omogućuju veće skladištenje energije u upola manje tjelesne mase nego ugljikohidrati.

Fosfolipidi su druga važna skupina lipida, oni su glavni sastojci staničnih membrana. To su amfipatske molekule, što znači da je jedan dio njih topljiv u vodi, a drugi dio nije. Upravo zbog tog svojstva one se formiraju u dva sloja tako da 'glave' molekula koje su topljive u vodi budu okrenuti prema staničnoj unutrašnjosti ili prema izvanstaničnom prostoru, a 'repovi' su okrenuti jedni prema drugima. Na taj način dobivamo dvosloj koji savršeno odvaja stanice od njihove okoline. To izgleda ovako:

Photobucket



Nukleinske kiseline

Nukleinske kiseline su jedne od najvažnijih molekula svakog organizma. One su odgovorne za prijenost naslijednih informacija. Dakle šef cijele priče je DNA, a RNA molekule su pomoćnici koji pomažu da stvari funkcioniraju upravo onako kako bi trebale. Kada je tek počela biološka evolucija, prve molekule su bile RNA molekule (RNA svijet), no budući da su one jednolančane, DNA molekule su ih zamijenile u važnoj ulozi naslijeđivanja, budući da su dvolančane, pa je vjerojatnost pogreške puno manja. Budući da je DNA izrazito važna molekula, jedan od idućih postova će biti posvećen samo njoj.



Proteini

I zadnji, ali ne manje važni, sudionici cijele priče su proteini. To su molekule različite veličine (mogu biti jako male, ali i prilično velike). Građeni su od aminokiselina. Većinu proteina gradi 20 esencijalnih ili proteogenih (grč. proteos - prvi) aminokiselina, a ostale koje se pojavljuju su varijacije na temu. Proteini obavljaju mnogo funkcija u organizmu, od građevnih funkcija pa sve do enzimatskih funkcija (ubrzavaju kemijske reakcije). No, neću sada previše o njima, budući da je za razumijevanje njih i njihove građe potrebno poznavanje DNA molekule i načina na koji funkcioniraju geni.




Dakle, toliko od mene za prvi post. Dalje ćemo pričati o DNA molekuli i njezinoj građi i važnosti, a nakon toga slijedi post o tome kako nastaju proteini. Nadam se da će idući postovi razjasniti mnoge nejasnoće, a pogotovo onaj dio o genetičkom inženjerstvu i što to točno znači. I za kraj ovog početnog ciklusa ću pisati o građi stanice i kako ona proizvodi i gdje sve troši energiju. Jer da bismo mogli barem probati razumjeti život, moramo početi od početka, od njegovih osnovnih dijelova.




- 18:15 - Ostavi trag u vječnosti... (4) - Papirnata verzija - Ovdje sam!!

<< Arhiva >>

Creative Commons License
Ovaj blog je ustupljen pod Creative Commons licencom Imenovanje-Dijeli pod istim uvjetima.

Dnevnik.hr
Gol.hr
Zadovoljna.hr
OYO.hr
NovaTV.hr
DomaTV.hr
Mojamini.tv



Blog blizanac:

Semiramida




Photobucket


Osnovnove iz molekularne biologije:

Atomi i molekule
DNA i sinteza proteina