Το γενετικό υλικό ελέγχει όλες τις λειτουργίες του κυττάρου 🧬
Το DNA αποτελεί το γενετικό υλικό όλων των κυττάρων και των περισσότερων ιών. Κάποιοι ιοί έχουν ως γενετικό υλικό RNA (RNA-ιοί).
⚙️ Οι λειτουργίες του γενετικού υλικού
Συνοπτικά οι λειτουργίες του γενετικού υλικού είναι:
- Η αποθήκευση της γενετικής πληροφορίας. Στο DNA (ή στο RNA των RNA ιών) περιέχονται οι πληροφορίες που καθορίζουν όλα τα χαρακτηριστικά ενός οργανισμού και οι οποίες οργανώνονται σε λειτουργικές μονάδες, τα γονίδια.
- Η διατήρηση και η μεταβίβαση της γενετικής πληροφορίας από κύτταρο σε κύτταρο και από οργανισμό σε οργανισμό, που εξασφαλίζονται με τον αυτοδιπλασιασμό του DNA.
- Η έκφραση των γενετικών πληροφοριών, που επιτυγχάνεται με τον έλεγχο της σύνθεσης των πρωτεϊνών.
🔢 Αριθμός και αλληλουχία βάσεων
Για την περιγραφή του μήκους ή της αλληλουχίας ενός νουκλεϊκού οξέος χρησιμοποιείται ο όρος αριθμός ή αλληλουχία βάσεων αντίστοιχα. Στην πραγματικότητα εννοούμε τον αριθμό ή την ακολουθία των νουκλεοτιδίων του νουκλεϊκού οξέος. Η απλούστευση αυτή γίνεται γιατί το μόνο τμήμα του νουκλεοτιδίου που αλλάζει είναι η αζωτούχος βάση.
Έτσι αναφέρεται ότι ένα μόριο DNA έχει μήκος 2.000 ζεύγη βάσεων, επειδή είναι δίκλωνο, ενώ ένα μόριο mRNA έχει μήκος 2.000 βάσεις επειδή είναι μονόκλωνο.
Για ένα δίκλωνο μόριο DNA το μήκος δίνεται σε ζεύγη βάσεων (π.χ. 2.000 ζεύγη βάσεων), ενώ για ένα μονόκλωνο μόριο mRNA δίνεται σε βάσεις (π.χ. 2.000 βάσεις). Η απλούστευση «αριθμός/αλληλουχία βάσεων» χρησιμοποιείται επειδή το μόνο τμήμα του νουκλεοτιδίου που αλλάζει είναι η αζωτούχος βάση.
📦 Το γονιδίωμα
Το γενετικό υλικό ενός κυττάρου αποτελεί το γονιδίωμά του.
- Τα κύτταρα στα οποία το γονιδίωμα υπάρχει σε ένα μόνο αντίγραφο, όπως είναι τα προκαρυωτικά κύτταρα και οι γαμέτες των διπλοειδών οργανισμών, ονομάζονται απλοειδή.
- Τα κύτταρα στα οποία το γονιδίωμα υπάρχει σε δύο αντίγραφα, όπως είναι τα σωματικά κύτταρα των ανώτερων ευκαρυωτικών οργανισμών, ονομάζονται διπλοειδή.
Στα ευκαρυωτικά κύτταρα το γενετικό υλικό κατανέμεται στον πυρήνα, στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες. Συνήθως όμως ο όρος γονιδίωμα αναφέρεται στο γενετικό υλικό που βρίσκεται στον πυρήνα.
📊 Μέγεθος γονιδιώματος διάφορων οργανισμών (Πίνακας 1.1)
| Οργανισμός | Συνολικό DNA (σε ζεύγη βάσεων) | Αριθμός χρωμοσωμάτων (απλοειδές κύτταρο) |
|---|---|---|
| Zea mays (καλαμπόκι) | 10 | |
| Homo sapiens | 23 | |
| Drosophila melanogaster | 4 | |
| Sacharomyces cerevisiae | 16 | |
| Escherichia coli | 1 |