Μια γνωριμία με το DNA

Αν έχουμε την απορία γιατί είμαστε ψηλοί ή κοντοί, γιατί έχουμε μάτια καστανά ή πράσινα και γενικά γιατί το σώμα μας έχει όλα τα χαρακτηριστικά που έχει, η απάντηση είναι ότι για όλα αυτά οι οδηγίες ( πληροφορίες ) είναι στο DNA μας.
Επειδή και στα ΜΜΕ γίνεται λόγος πολλές φορές για DNA, ας επιχειρήσουμε μια καλύτερη γνωριμία μ’ αυτό.
1. Που βρίσκεται το DNA μας ;Το σώμα μας αποτελείται από 10 τρισεκατομμύρια κύτταρα (πόσο μεγάλο είναι αυτό το νούμερο;). Σε κάθε ένα από τα κύτταρα αυτά και μέσα στον πυρήνα του ( ένα εσωτερικό δωμάτιο ) υπάρχουν 46 διπλές αλυσίδες που είναι το DNA μας ( γι’ αυτό λέμε ότι το DNA είναι δίκλωνο ). Αυτές οι διπλές αλυσίδες ανά δύο είναι όμοιες ( ζευγάρι ). Δηλ. μέσα στον πυρήνα υπάρχουν 23 ζευγάρια δίκλωνου DNA. Το μήκος αυτού του DNA ( του ενός κυττάρου ) είναι 2 μέτρα. Το να χωρέσει αυτό το DNA μέσα στον πυρήνα του κυττάρου, είναι σαν να μαζεύουμε μια πολύ λεπτή κλωστή μήκους 40 χιλιομέτρων μέσα σ’ ένα μπαλάκι του τένις. Από τα παραπάνω εξαιρούνται βέβαια τα γεννητικά κύτταρα ( σπερματοζωάρια και ωάρια ), που έχουν ακριβώς το μισό DNA ( 23 δίκλωνα DNA ). Αυτό γίνεται έτσι ώστε με την ένωση των δύο κατά την γονιμοποίηση, το ποσό του DNA να είναι το κανονικό.
2. Πως χωράει τόσο DNA μέσα στον πυρήνα του κυττάρου;Για να μπορέσει το DNA να μαζευτεί τόσο, το βοηθούν 60 εκατομμύρια μόρια πρωτεϊνών ( οι ιστόνες ). Το DNA τυλίγεται πολύ σφικτά 1,65 φορές γύρω από 8 ιστόνες. Προχωράει λίγο και ξανατυλίγεται γύρω από άλλες 8 ιστόνες κ.ο.κ. Το τόσο κουλουριασμένο DNA πρέπει να μπορεί να διπλασιαστεί, να μπορούν να διαβαστούν οι οδηγίες του για να φτιαχτούν πρωτεΐνες, πρέπει να είναι διαθέσιμο για επισκευές. Γιατί πρέπει να πούμε ότι το DNA παθαίνει βλάβες από ακτινοβολίες του περιβάλλοντος, από χημικά μόρια που συναντάει, από ατυχήματα κλπ. Μέχρι να διαβάσουμε μια σειρά στο άρθρο αυτό, 1 τρισεκατομμύριο βλάβες τουλάχιστον έχουν συμβεί σ’ όλο το DNA μας. Αν δεν υπήρχαν τα κυτταρικά συστήματα που παρακολουθούν, ελέγχουν και επισκευάζουν το DNA, είναι αμφίβολο αν θα μπορούσε καν να εμφανιστεί η ζωή. Το τόσο μαζεμένο DNA λοιπόν, είναι τακτοποιημένο μέσα στον πυρήνα με πολύ θαυμαστό τρόπο για να μπορούν να γίνουν όλες αυτές οι εργασίες.
3. Πως καθορίζει το DNA τα χαρακτηριστικά μας ;Η κάθε αλυσίδα του DNA φτιάχνεται από συνδυασμό 4 χημικών μορίων ( αζωτούχες βάσεις ): Α, T, G, C. Κατά μέσο όρο η κάθε αλυσίδα έχει 150 εκατομμύρια απ’ αυτά στη σειρά π.χ. AGGCCTAATG κλπ. Αν συνεχίσουμε το γράψιμο για το DNA του ενός κυττάρου μας, θα γεμίσουμε 1 εκατομμύριο σελίδες. Τμήματα αυτής της σειράς περιέχουν τις οδηγίες για την κατασκευή των « θαυματουργών » μορίων ( των πρωτεϊνών ), όπως επίσης και των διαφόρων μορίων RNA ( μόρια που μοιάζουν με το DNA και εργάζονται όπως οι πρωτεΐνες).Τα τμήματα αυτά του DNA τα λέμε γονίδια. Οι άνθρωποι έχουμε περίπου 30 χιλιάδες γονίδια. Οι πρωτεΐνες και τα RNA που φτιάχνονται με βάση αυτές τις οδηγίες, συνεργάζονται μεταξύ τους και δίνουν στο σώμα μας όλα του τα χαρακτηριστικά. Η σειρά των βάσεων στο κάθε γονίδιο είναι αυστηρά καθορισμένη. Και μια μόνο αλλαγή πιθανόν να είναι καταστροφική για το σώμα μας. Στους ασθενείς με δρεπανοκυτταρική αναιμία, στην σειρά των 500 βάσεων του γονίδιου της αιμοσφαιρίνης, σε μια θέση αντί για την βάση A που θα έπρεπε, υπάρχει η T ( μετάλλαξη ).
Τελειώνοντας, ας πούμε και αυτό. Μια από τις βλάβες που μπορεί να πάθει το DNA είναι να κοπεί. Και πως θα καταλάβει το κύτταρο μια αλυσίδα DNA αν είναι κανονική ή έχει κοπεί ; Γιατί αν έχει κοπεί θα πρέπει να την επισκευάσει. Γι’ αυτό στα άκρα τους οι αλυσίδες έχουν ειδικές ακολουθίες βάσεων, για να καταλάβει το κύτταρο ότι είναι η άκρη του DNA. « Ως εμεγαλύνθη τα έργα Σου Κύριε, πάντα εν σοφία εποίησας ! ».

Βιβλιογραφία : Αlberts κ.α., Essential cell biology, εκδ. Garland Science, New York & London, 2004.