gränser för unga sinnen (Svenska)

vad är DNA?

utan DNA skulle du bokstavligen inte existera!, Varken skulle ditt husdjur, träden i din trädgård, eller kött, frukt och grönsaker du hade till lunch. Allt som är eller var vid liv kan tacka DNA! DNA är i huvudsak ett recept som tillåter en organism att producera de grundläggande material (proteiner) som utgör varje cell. Celler arbetar tillsammans som vävnader, organ och organsystem för att bilda en hel organism. DNA är tillverkat av fyra olika molekyler som kallas baser: adenin (a), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). Dessa fyra baser är uppträdda tillsammans i en lång kedja., Ryggraden som förbinder baserna kallas ”sockerfosfatbacken”, eftersom den består av alternerande socker-och fosfatmolekyler. Basernas ordning kallas DNA-sekvensen. Varje uppsättning av tre baser i DNA-sekvensen kallas en kodon. De flesta kodon kod för en av de 20 aminosyror som utgör proteiner. När kodon inte motsvarar en aminosyra kallas den som en stoppkodon, eftersom den berättar cellen att receptets slut har uppnåtts och att produktionen av proteinet är gjort., DNA existerar normalt som två strängar som vindar i en form som kallas en dubbel helix, med baserna på de två strängarna Parade på ett förutsägbart sätt: en alltid par med T, och G med C (se Figur 1). För att ytterligare förbättra din förståelse för DNA-strukturen rekommenderar vi den söta (pun-avsedda) skildringen av den dubbla helixen gjord av gummy bears och lakrits, i 2018 Frontiers for Young Minds-artikeln om genetiken av hjärtsjukdom av Clark, Alibhai och Rutland !,

Så, hur många av dessa baser finns det? Tja, mänskligt DNA innehåller ~ 3 miljarder baser och cirka 99% av dessa baser är desamma hos alla människor . 1% skillnaden bidrar till alla de unika egenskaper och egenskaper, såsom ögonfärg eller hälsotillstånd, som varierar mellan dig och andra människor. Hur du skiljer dig från dina klasskamrater, vänner och syskon beror på att dina DNA-sekvenser skiljer sig från deras. Ungefär hälften av ditt DNA kommer från var och en av dina föräldrar., Mer än 1% skillnad i DNA innebär att en organism är en annan art än oss. Schimpans-DNA är mellan 1 och 2% annorlunda än humant DNA (vilket innebär att schimpans-DNA är 98-99% identiskt med humant DNA), vilket gör dem till våra närmaste släktingar i djurriket .

Vad är en Mutation?

nu när vi förstår några grunder om DNA kan vi prata om hur sekvensen kan förändras. Ibland ändras vår DNA-sekvens; detta kallas en mutation. Det finns olika typer av mutationer., Till exempel kan en bas ändras från vad det ursprungligen var tänkt att vara till en annan bas (substitution), en bas eller baser kan tas bort från DNA( deletion), en bas eller baser kan läggas till DNA (insättning), eller en bit DNA kan vändas (inversion) eller upprepas (duplicering) (se Figur 2).

medan mutationer alltid ändrar DNA-sekvensen, orsakar de inte alltid en förändring i det resulterande proteinet eller en uppenbar effekt på organismen. Detta kan uppstå eftersom de flesta aminosyror kan kodas av två eller flera olika kodon., Till exempel, DNA-sekvensen CAA koder för aminosyran valin, men det gör sekvensen CAG. Så, om en substitutionsmutation ändrar DNA-sekvensen från CAA till CAG, skulle en valin fortfarande tillsättas till proteinet. Mutationer som inte påverkar proteinet kallas tysta mutationer, eftersom DNA fortfarande gör samma protein som skulle förväntas, och en person med en tyst mutation skulle inte ens inse det. Andra gånger påverkar förändringen i DNA-sekvensen proteinet. Detta kan till exempel hända om DNA-sekvensen CTC ändras till CAC., I detta fall skulle aminosyran glutaminsyra ersättas med valin. Denna specifika sekvensändring är mutationen som finns hos de flesta personer med sicklecellanemi, vilket är ett mycket smärtsamt tillstånd. Andra gånger sätts en bas in i eller raderas i DNA-sekvensen, vilket förändrar hur kodon läses. Detta resulterar i att ett stort antal aminosyror förändras, vilket kallas en frameshiftmutation., Till exempel, om den ursprungliga sekvensen AAA-CCC-GGG har en T tillsatt efter den första A, skulle den nu läsas som ata-ACC-CGG-g…; detta skulle ändra aminosyrasekvensen från fenylalanin-glycin-prolin till tyrosin-tryptofan-alanin. Lägg märke till hur ingen av aminosyrorna i proteinet tillverkat av det muterade DNA är samma som den ursprungliga sekvensen. Detta skulle sannolikt ha en stor inverkan på proteinets funktion! En tredje möjlighet är att den muterade DNA-sekvensen gör att proteinproduktionen slutar tidigt, så att proteinet är kortare än normalt. Detta kallas en nonsensmutation., Om DNA-sekvensen AAA-ACC-AAA-AAA ändrades till AAA-ACT-AAA, skulle proteinsekvensen förändras från fenylalanin-tryptofan-fenylalanin-fenylalanin till en enda fenylalanin, eftersom sekvenslagen skulle fungera som en stoppkodon. Så, det resulterande proteinet skulle vara kortare än normalt och skulle inte fungera ordentligt.

mutationer kan överföras från moderen eller fadern till det utvecklande barnet, och dessa kallas ärvda mutationer., Till exempel, om din mamma hade en mutation som fick henne att vara mycket kortare än genomsnittet, kan du ärva hennes mutation och vara kortare än genomsnittet själv. Du kan berätta för dina vänner att du har din korta ställning från din mamma, eller att vara korta körningar på din mammas sida av familjen. Om en person med en ärftlig mutation har en bebis en dag, skulle den personen vidarebefordra mutationen till nästa generation., Med exemplet ovan, om du gav din son eller dotter den korta staturmutationen som din mamma gav dig, kan ditt barn säga att han är kort på grund av både dig och hans mormor (din mamma).

andra mutationer inträffar efter födseln, och dessa kallas förvärvade mutationer. Förvärvade mutationer beror vanligtvis på något i miljön och deras effekter är vanligtvis endast närvarande i cellerna som utsattes för den miljömässiga utlösaren. Så, vissa celler kommer att ha mutationen och andra celler kommer att ha den normala sekvensen., Till exempel, om du på något sätt fick en mutation i hudcellerna på knäet och sedan skrapade knäet och var tvungen att göra nya celler för att ersätta de som blev skadade, skulle de nya cellerna innehålla mutationen. Mutationen skulle dock inte vidarebefordras till din framtida avkomma, om du hade en bebis senare.

Vad är Mutationskällor och hur kan jag förhindra dem?

solljus

solljus är en sak som kan orsaka mutationer. Hur påverkar solljus vårt DNA?, Solljus skapar strukturer som kallas tymin dimerer, vilket innebär att två tymin (T) baser (T) på samma DNA-sträng blir anslutna på ett onormalt sätt, i stället för att korrekt fästa till den kompletterande basen adenin (a) på den motsatta strängen. Tymindimerer skapar kinks i DNA-formen (se Figur 3) . Dessa kinks gör DNA svårt att kopiera, vilket kan orsaka en mutation. För att undvika att tymindimerer utvecklas i våra celler är det mycket viktigt att använda solskyddsmedel för att blockera ultravioletta A-och B-strålar (UVA och UVB)., United States Food and Drug Agency (FDA) rekommenderar en solskyddsfaktor (SPF) på minst 15, för att skydda mot hudcancer och tidig hudåldring (se Tabell 1). Solskyddsmedel ska appliceras varje 2 h eller efter simning, svettning, badning eller med en handduk . Vissa individer som har särskilt känslig eller ljus hud bör överväga högre nivåer av UV-skydd och uppmuntras att konsultera en läkare som kallas en hudläkare, som är expert på att hålla huden frisk.,

röntgenstrålning

röntgenstrålning är den typ som används i röntgenstrålar (medicinska bilder) tagna av tänder, ben och andra hårda kroppsdelar. Röntgenstrålning har en mycket hög energinivå som kan skapa molekyler som kallas fria radikaler. Fria radikaler är mycket instabila, och för att bli stabilare kan de stjäla elektroner från DNA, vilket kan leda till mutationer ., Vi kan minska exponeringen för röntgenstrålning genom att använda andra former av medicinska bilder när det är möjligt och bära skyddsutrustning för att skydda kroppen när röntgenstrålning tas. Om du någonsin har gått till tandläkaren och hade en röntgen av dina tänder, kommer du förmodligen ihåg att ha ett tungt blyförkläde draperat över din kropp. Blyförklädet skyddar de delar av kroppen som tandläkaren inte tar bilder av. Att endast få röntgenstrålar vid behov är en god praxis för att förhindra överdrivna negativa effekter på ditt DNA (se Tabell 1)., Därför tas inte röntgenstrålar om en läkare är ganska säker på att en patient har sprained, inte trasig, en fotled.

cigaretter och andra tobaksvaror

hur leder rökning till cancer? Cigaretter och tobaksprodukter innehåller kemikalier som kallas cancerframkallande ämnen, som är mutagener som också är kända för att orsaka cancer. Alla cancerceller har DNA-mutationer, och det är cancerframkallande ämnen som orsakar mutationerna. Cancerframkallande ämnen orsakar mutationer genom att skada hur cellen reparerar DNA eller gör proteiner., Om cancercellen inte kan reparera denna DNA-skada, kommer den att fortsätta att dela för att skapa nya celler och kommer att vidarebefordra mutationen till alla nya celler som görs. Eftersom cancerceller växer och delas snabbare än normala celler, kan massor av dessa onormala celler, som kallas tumörer, bildas. Det bästa sättet att undvika dessa cancerframkallande ämnen är att inte röka eller använda tobaksvaror (se Tabell 1). Det är också viktigt att försöka begränsa passiv rökexponering, vilket innebär att man undviker andra som röker cigaretter .,

kemikalier

kemiska mutagener är kemikalier som har visat sig orsaka mutationer. Vissa kemikalier är också cancerframkallande och kan orsaka cancer hos människor, som de i cigarettrök diskuteras ovan . Några andra exempel på kemiska mutagener är bensen (en viktig del av bensin), vinylklorid (vanligt i rör) och arsenik (används i vissa insekticider och råttgift). Vissa kemiska mutagener har inte kopplats till cancer. Om de inte är 100% kända för att orsaka cancer, kallas dessa kemikalier bara mutagener, inte cancerframkallande ämnen., För att undvika mutationer måste vi begränsa exponeringen för dessa kemikalier genom att använda skyddsutrustning, som masker och handskar, när vi arbetar med dem. När dessa kemikalier inte längre används ska de kasseras på rätt sätt (se Tabell 1).

nitriter

ämnen som kallas nitriter förekommer i många bearbetade kött, såsom bacon, pastrami, salami, varmkorv och korv. Nitriter kombineras med proteinerna i köttet för att bilda andra föreningar ,som är kända för att vara cancerframkallande. Nu vet jag vad du tänker: måste jag ge upp min favoritmat helt och hållet?, Lyckligtvis är svaret nej. Du kan fortfarande äta bearbetat kött men att äta dem varje dag är förmodligen inte den bästa idén. För att skydda dig mot nitriter bör du begränsa din konsumtion av bearbetat kött och försöka inkludera hälsosamma val i din kost, som frukt, grönsaker och hela korn (se Tabell 1).,

slutsats

Nu när du vet vilka mutationer som är och hur förvärvade mutationer händer kan du vidta nödvändiga åtgärder för att förhindra att du får mutationer, och du kan lära dina vänner och familj om de steg de kan ta i sina dagliga liv för att undvika mutagener. Det finns fler orsaker till mutationer än vi har beskrivit här, och många av dem är bortom vår kontroll. Därför är det verkligen viktigt att förhindra så många mutationer som möjligt, så att vi begränsar de negativa effekterna av mutationer på vår hälsa., Ditt DNA är en sådan kritisk molekyl, det är värt att skydda det men du kan!

ordlista

deoxiribonukleinsyra (DNA): det molekylära ”receptet” som innehåller instruktionerna för en organism. DNA är gjord av fyra baser som hålls samman av en socker-fosfat bakgrund. DNA är närvarande i alla levande organismer och är ansvarig för att hjälpa till att vidarebefordra gener när celler delar sig.

Codon: en uppsättning av tre baser i DNA som kodar för en aminosyra.

mutationer: förändringar i en organisms DNA-sekvens som kan eller inte kan förändra proteiner.,

ärvda mutationer: en mutation som skickas ner från mamman eller fadern.

förvärvade mutationer: en mutation som orsakas av miljöfaktorer och påverkar inte celler som överförs till framtida avkommor.

Tymindimer: en mutation som uppträder på en enda sträng av DNA, när två tyminer blir kopplade till varandra, istället för till adeniner på den andra strängen av DNA.

cancerframkallande ämnen: ämnen / kemikalier som kan orsaka mutationer som kan leda till cancer.

mutagener: ämnen / kemikalier som orsakar förändringar i en organisms DNA-sekvens.,

intressekonflikt uttalande

författarna förklarar att forskningen genomfördes i avsaknad av kommersiella eller finansiella relationer som kan tolkas som en potentiell intressekonflikt.

Centers for Disease Control and Prevention (OSS), Nationellt Centrum för Kronisk Förebyggande av Sjukdomar och Främjande av Hälsa (OSS), och Kontor om Rökning och Hälsa (OSS). 2010. Hur tobaksrök orsakar sjukdom: biologi och beteendemässiga grund för rökning-hänförlig sjukdom: en rapport från kirurgen General. Atlanta, GA: Centers for Disease Control and Prevention (OSS)., Hämtad från: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53010/