DNS in Plants
A DNS az összes sejtben jelen lévő örökletes vagy genetikai anyag, amely információt hordoz az élőlények szerkezetéről és funkciójáról.
a növényvilágban a DNS vagy a dezoxiribonukleinsav a sejtmag membránhoz kötött sejtszerkezeteiben, a mitokondriumokban és a kloroplasztokban található. A DNS-nek számos olyan tulajdonsága van, amelyek egyedülállóak a kémiai molekulák között.
minden élő szervezet számára univerzális, mindegyikben azonos szerkezetű és funkciójú. Képes reprodukálni magát egy olyan folyamatban, amelyet önreplikációnak neveznek. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a sejtosztódást, így a folytonosságot, a növekedést és a javítást.
magában hordozza a sejtfejlődésre és a sejtfenntartásra vonatkozó genetikai kódot vagy utasításkészletet. Végül a kémiai szerkezet változásokon megy keresztül, mind környezeti, mind belső okokból, úgynevezett mutációknak, amelyek hozzájárulnak az evolúcióhoz, a sokféleséghez és a betegséghez.
kémiai szerkezet
A DNS egy egyszerű molekula, amely négy nukleotidból áll. Minden nukleotidnak van egy öt széntartalmú cukorja( dezoxiribóz), egy foszfátja és egy a négy lehetséges nitrogénbázis közül: az adenin (a) és a guanin (G) kettős gyűrűs purinjei, valamint a timin (T) és a citozin (C) egygyűrűs pirimidinjei.
a Legtöbb ingatlant a DNS vonatkoznak az egyedi kötvény formájában között a nukleotidok: A sugarphosphate alkatrészek align magukat lineárisan, míg a nitrogén gyűrűk bond merőlegesen.
a Kémiai Szerkezet
A nitrogén gyűrűk további bond egy nagyon egyedi divat:A mindig párban a T, s Galways pár C. A DNAmolecule így jelenik meg, mint egy létra, az oldalról, hogy a cukor-foszfát; a lépcsőfokok, az A G-C párok.
a további kötés és hajtogatás spirállétra alakú szerkezetet hoz létre, amelyet kettős spirálként ismerünk. Ez a kettős spirál kompakt módon van csomagolva a kromoszómák néven ismert ropelike struktúrákban, amelyek fénymikroszkóp alatt láthatók a sejtosztódás előtt és alatt.
a sejt mindennapi életében a DNS megkülönböztethetetlen sötét tömeghívó kromatinként jelenik meg (a DNS-re és a hozzá kötődő fehérjékre utaló inkluzív kifejezés, amely az eukarióta sejtek magjában található).
A Watson és Crick modell
Az 1800-as évek közepén Gregor Mendel Osztrák szerzetes feltételezte, hogy létezik genetikai anyag. Felfedezte az öröklődés törvényeit a kertjében lévő borsó és más növények felhasználásával, hogy tanulmányozza az olyan tulajdonságok örökségét, mint a virág színe.
közel hetven év telt el, mielőtt a tudósok James Watson és Francis Crick 1953-ban javasolta a kettős spirál, mint a legmegbízhatóbb modell minden egyes egyedi tulajdonságait a molekula. Modelljüket nem sokkal később röntgen-diffrakciós technikák igazolták.
Több kutató dolgozik, a Columbia Egyetem vagy máshol, az Egyesült Államok, vezetett az út előtt Watson, Crick felfedezni a kémiai összetétele ezt a genetikai anyagot, valamint a nitrogéntartalmú bázis párosítás: Az összeg adenin mindig egyenlő a thymine meg, mint a bölcs, a guanin pedig cytosine.
A Watson és Crick modell azt is sugallta, hogy a DNS két oldala vagy szálai ellentétes irányban futnak: vagyis az egyik oldal foszfátcukorja felfelé mutat, míg a másik szál lefelé mutat.
Ez a tulajdonság antiparallel kötés néven ismert. A Watson és Crick modell könnyen megmagyarázhatja, hogyan replikálódik a DNS a sejtosztódás során, és hogyan kódolják a genetikai információt a szerkezetében.
önreplikáció
az önreplikáció, amely lehetővé teszi a generációk folytonosságát, valamint az egyes organizmusok növekedését és javítását, a sejtosztódás során történik. A DNS-nek képesnek kell lennie arra, hogy pontos másolatokat készítsen magáról. A molekulát egyedülállóan erre tervezték: az enzim által közvetített lépések sorozata lehetővé teszi a kettős spirál lazítását vagy kicsomagolását, mint egy cipzár, amely elválasztja a két szálat.
ezután az emésztett élelmiszerből származó nukleotidok először a sejtbe, majd a magba kerülnek. Ezek kötődnek a megfelelő nukleotid: A A T és G C. A folyamat addig folytatódik, amíg két új kettős szálú molekulák DNS képződik, mindegyik egy példányát a másik és mindegyik megy az új sejtek, amelyek eredményeként sejtosztódás.
fehérjeszintézis
A DNS-ben kódolt információ lehetővé teszi a sejt és a szervezet fejlődését és fenntartását. Ennek a kódnak a nyelve a szomszédos nukleotidok lineáris olvasása az egyes szálakon. Minden három nukleotid meghatározza vagy illeszkedik egy adott aminosavhoz, a fehérjék egyes egységeihez.
egy második molekula, a ribonukleinsav (RNS) lemásolja a DNS molekuláris szerkezetét,és az információt a magon kívül a sejt környező citoplazmájába hozza, ahol az aminosavakat meghatározott sorrendben összeállítják egy fehérje előállításához.
ezen fehérjék előállítás utáni módosításai, mint például cukrok, zsírok vagy fémek hozzáadása, lehetővé teszik a funkcionális és szerkezeti sokféleség széles skáláját. Növényi DNS-kódok a különböző anyagok, amelyek egyediek a növények. Ezek a termékek nemcsak a növényeket, hanem az egész ökológiai fülkéket, valamint az emberiséget is fenntartják.
mitokondriális és Kloroplasztikus DNS
a sejtmagon kívül két organellában, a mitokondriumokban és a kloroplasztban létezik egy második, egymástól függetlenül működő DNS-csoport. A mitokondriumokban, a sejtek energiaforrásaiban található, ahol a szénhidrátok, zsírok és fehérjék nyers elemeikre bomlanak, a tárolt kémiai kötési energia hő (kalória) formájában történő felszabadításával.
a második régió, amelyben a DNS a magon kívül helyezkedik el, a kloroplasztban található, amely a növényi sejtekre jellemző. A kloroplasztokban fotoszintézis történik, amelynek során a növények képesek átalakítani a szén-dioxidot, a vizet és a napenergiát cukrok, majd később zsírok és fehérjék előállítására, oxigén felszabadulásával. Ez a kritikus folyamat által végzett növények fenntartja a legtöbb életet a földön.
mind a mitokondriális, mind a kloroplasztikus DNS a sejtosztódás során elkülönül a nukleáris DNS-től. Feltételezik, hogy ezek a organellák egyszer, milliárd évvel ezelőtt, függetlenül élő szervezetek lehetnek, amelyeket más sejtekbe építettek be, hogy olyan eukarióta sejteket képezzenek, amelyek nem bakteriális életformákat, például gombákat, protisztákat, növényeket és állatokat alkotnak.
növényi fehérjék
a növényekre jellemző fehérjék nagy tömbjét a növényi DNS kódolja. Egy olyan csoport, amely nagy figyelmet kapott, az úgynevezett fitokemikáliák, erős egészségügyi előnyökkel rendelkező anyagok. Jól tanulmányozott osztályok kevés, beleértve a flavonoidok, fitoszterolok, karotinoidok, indolok, kumarinok, organoszulfurok, terpének, szaponinok, lignánok, izotiocianátok.
Minden csoport olyan specifikus fehérjéket tartalmaz, amelyek mind antioxidánsok, mind antikarcinogének, amelyek védik az állati sejteket a rákot okozó szerektől. A karotinoidok, mint például a béta-karotin, narancssárga és sárga gyümölcsökben és zöldségekben, valamint a paradicsomban található likopinek, úgy tűnik, hogy védik az állatokat a szívbetegségek és a stroke, valamint a rák ellen.
a fitoszterolok, mint a szójababban, ösztrogénszerű vegyületek, amelyek utánozzák a női hormonokat. Úgy tűnik, hogy ezek megvédik a női szerveket a rákoktól, valamint úgy tűnik, hogy csökkentik a koleszterinszintet.
növényi hormonok
a növényi DNS nagy szegmenseit a speciális növényi hormonok kódolására fordítják. A hormonok olyan anyagok, amelyeket egy sejtcsoport termel, egy másik helyre keringenek, és befolyásolják a célsejtek DNS-ét. A növényekben ezek a hormonok szabályozzák a sejtosztódást, a növekedést és a differenciálódást.
a növényi hormonok öt jól leírt osztálya létezik: az auxinok, gibberellinek, citokininek, etilén és abszciszsav. Az auxinok funkciói között szerepel a fototropizmus, az a tulajdonság,amely a növényeket a fény felé hajlik.
a gyökerekben előállított auxinok a szárakhoz vezetnek, így a sejtek megnyúlnak a növényi szövet sötét oldalán. Az etilén olyan gáznemű anyag, amely gyümölcsöt ér, és azt okozza, hogy leesik a növényről. Az abszcisinsav hozzájárul a levelek öregedéséhez és leeséséhez.
géntechnológiával módosított növények
mivel a növények könnyen manipulálhatók, a növényi DNS csak a bakteriális DNS-nek felel meg, mint a bioengineerek elsődleges kísérleti alanyának. A DNS közvetlen módosítása a specifikus tulajdonságokat kódoló gének egy adott szegmensének hozzáadásával vagy eltávolításával a biotechnológia és a biotechnológia középpontjában áll.
mivel a növények biztosítják az emberi és állati populációk számára a fő táplálékforrást, géntechnológiával módosított élelmiszereket fejlesztettek ki, amelyek ellenállnak a rovaroknak, baktériumoknak, vírusoknak és más kártevőknek, és csökkentik a külső peszticidek szükségességét.
Genetikailag módosított növény, növények célja, hogy fokozza a különböző jellemzők, a ki ízű jó, hogy gyorsabban nő, vagy érési lassabban, hogy nincs mag.
más királyságok, például az állatvilág génjeinek bevezetése a növényi DNS-be lehetővé teszi a tudósok számára, hogy olyan jövőbeli növényeket fejlesszenek ki, amelyek emberi vakcinákat, emberi hormonokat és más gyógyszeripari termékeket tartalmazhatnak.
a paradicsom volt az első szövetségi jóváhagyású bioengineered élelmiszer, amelyet az Egyesült Államokban értékesítettek. Ma több tucat termék és állati takarmány valamilyen módon genetikailag módosított.