Kyselina deoxyribonukleová (DNA), tiež známa v nemčine ako DNA, je biomolekula (biologicky aktívne zlúčeniny alebo molekuly nájdené v živých veciach) s vlastnosťou nosenia génov a ich zdedených vlastností. Nachádza sa vo všetkých organizovaných entitách so schopnosťami metabolizmu, reprodukcie, podráždenosti, rastu a vývoja, ako aj v niektorých druhoch vírusy. Štruktúra DNA je vo forme dvojitej špirály (druh špirály, ale v ktorej sa motív vinutia objavuje dvakrát). Dvojitá skrutkovica cirkuluje navzájom paralelne dvoma reťazcami DNA. Tieto dva reťazce DNA sa nazývajú polynukleotidy, pretože sú zložené z takzvaných nukleotidov. Komponenty nukleotidu sú jednou zo štyroch dusíkatých nukleových kyselín základy, ktoré sú buď adenín, cytozín, guanín alebo tymín, často skrátené svojimi začiatočnými písmenami. Ďalej sú nukleotidy zložené z uhľohydrátov deoxyribózy a a fosfát zvyšky. Molekulárnou väzbou sú nukleotidy spojené striedavo cukor-fosfát reťaz. Podľa princípu dvojitej špirály adenozín (nukleozid, ktorý má nukleovú bázu adenín) vždy tvorí a vodík sa viaže na tymidín (nukleozid, ktorý má nukleovú bázu tymín). Guanozín (nukleozid s nukleovou bázou guanínom) na druhej strane tvorí a vodík väzba na cytidín (nukleozid s nukleovou bázou cytozínom). DNA je schopná sebaobnovy, ktorá sa nazýva replikácia DNA. V tomto procese sú dva reťazce DNA navzájom oddelené. To je katalyzované enzýmom helikáza a DNA, ktorá sa má doplniť z príslušného reťazca, sa novo generuje (syntéza DNA). Za tento proces je zodpovedný enzým zo skupiny DNA polymerázy, ako aj RNA primer, ktorý slúži ako východiskový bod pre polymerázu. Tento proces je nevyhnutný, najmä počas bunkového delenia. V určitých prípadoch môže dôjsť k poškodeniu DNA. Spôsobujú to takzvané mutagény, ktoré sú chemického (napr. Röntgenového alebo ultrafialového žiarenia) alebo fyzikálneho pôvodu. Oni viesť k zmenám v sekvencii DNA. V závislosti od mutagénu sa vyskytujú rôzne formy poškodenia DNA. Najviac škôd spôsobujú oxidácie, ktoré zahŕňajú voľné radikály resp vodík peroxidy. Môžu spôsobiť škodlivé úpravy báz (zmeny nukleovej bázy), ale môžu spôsobiť aj oveľa nebezpečnejšie a častejšie rakovina- spôsobujúce bodové mutácie, ako napríklad delécie (strata sekvencie DNA) alebo dokonca inzercie (nový zisk jedného alebo viacerých párov báz v rámci sekvencie DNA), ako aj chromozomálne translokácie (chromozomálna abnormalita spôsobená preusporiadaním).
Mitochondriálna DNA
vnútri mitochondrie je mitochondriálna DNA, tiež nazývaná mtDNA alebo mDNA, ktorá je dvojvláknová ako DNA, ale uzavretá v kruhu. The mitochondrie regenerovať molekulu bohatú na energiu adenozín trifosfát (univerzálny a okamžite dostupný nosič energie v bunkách a dôležitý regulátor procesov výroby energie) prostredníctvom dýchacieho reťazca. Ďalej plnia základné úlohy pre bunku. Mitochondriálna DNA obsahuje iba 37 génov, z ktorých 13 kóduje proteíny lokalizovaný na dýchacom reťazci. Zvyšok sa transkribuje do tRNA aj rRNA, čo umožňuje kódovanie uvedených 13 génov. MtDNA je zdedená výlučne po matke, tj po matke. Mitochondriálna DNA existuje u rastlín aj zvierat. Má evolučný pôvod a pochádza z kruhových genómov z baktérie.
Evolučná história
V roku 1869 Friedrich Miescher, lekár zo Švajčiarska, izoloval mikroskopickú látku z a hnis extrakt, ktorý pochádza z jadra lymfocytov. Toto nazval nukleín. V roku 1878 izoloval nemecký biochemik nukleovú kyselinu z nukleínu a neskôr z jeho štyroch nukleových kyselín základy. V roku 1919 objavil litovský biochemik Phoebus Levene cukor deoxyribóza a fosfát zvyšok DNA. V roku 1937 William Astbury po prvýkrát pomocou röntgenových lúčov vizualizoval pravidelnú štruktúru DNA. Skutočnosť, že DNA hrá dôležitú úlohu v dedičnosti, potvrdili genetici Alfred Day Hershey a Martha Chase v roku 1952 na základe ich objavu, že DNA je genetický materiál. O rok neskôr James Watson spolu s Francisom Crickom predstavili v časopise Nature to, čo sa dnes považuje za prvý správny model štruktúry dvojzávitnice so štruktúrou DNA. Pritom základy ich molekulárneho modelu dvojzávitnice vychádzajú Röntgen prijatý v máji 1952 Rosalind Franklinovou.
