Niin kuin se yksi voimasormus, joka on Tolkienin Sormusten herra,” deoksiribonukleiinihappo (DNA) on jokaisen solun päämolekyyli. Se sisältää elintärkeää tietoa, joka siirtyy jokaiselle seuraavalle sukupolvelle. Se koordinoi sekä itsensä että muiden molekyylien (proteiinien) valmistusta. Jos sitä muutetaan hiukan, seurauksena voi olla vakavia seurauksia. Jos se tuhoutuu korjauskelvottomaksi, solu kuolee.
mainonta
mainonta
Solujen solujen dna:ssä tapahtuvat muutokset saavat aikaan lajin ominaispiirteiden vaihtelun. Pitkän ajan kuluessa luonnonvalinta vaikuttaa näihin variaatioihin lajin kehittyessä tai muuttuessa.
DNA-todisteiden olemassaolo tai puuttuminen rikospaikalta voi merkitä eroa syyllisyystuomion ja vapauttavan päätöksen välillä. DNA on niin tärkeä, että Yhdysvaltain hallitus on käyttänyt valtavia summia rahaa ihmisen perimän DNA-sekvenssin selvittämiseen siinä toivossa, että monia geneettisiä sairauksia voitaisiin ymmärtää ja löytää niihin parannuskeinoja. Lopulta voimme kloonata yhden solun DNA:sta eläimen, kasvin tai ehkä jopa ihmisen.
Mutta mitä DNA on? Mistä sitä löytyy? Mikä tekee siitä niin erityisen? Miten se toimii? Tässä artikkelissa perehdymme syvälle DNA:n rakenteeseen ja selitämme, miten se muodostaa itsensä ja miten se määrittää kaikki ominaisuutesi. Katsotaan ensin, miten DNA löydettiin.
DNA kuuluu molekyylien luokkaan, jota kutsutaan nukleiinihapoiksi. Nukleiinihapot löysi alun perin vuonna 1868 sveitsiläinen biologi Friedrich Meischer, joka eristi DNA:ta sidekudoksella olevista märkäsoluista. Vaikka Meischer epäili, että nukleiinihapot saattaisivat sisältää geneettistä informaatiota, hän ei pystynyt vahvistamaan sitä.
Oswald Avery ja kollegat Rockefellerin yliopistossa osoittivat vuonna 1943, että bakteerista, Streptococcus pneumonia -bakteerista, otettu DNA saattoi saada ei-tarttuvat bakteerit muuttumaan tarttuviksi. Nämä tulokset osoittivat, että DNA oli solun informaatiota sisältävä molekyyli. DNA:n informaatiorooli sai lisää tukea vuonna 1952, kun Alfred Hershey ja Martha Chase osoittivat, että tehdäkseen uusia viruksia bakteriofaagivirus ruiskutti isäntäsoluun DNA:ta, ei proteiinia (katso lisätietoja kohdasta Miten virukset toimivat).
Tutkijat olivat siis jo pitkään teoretisoineet DNA:n informaatioroolista, mutta kukaan ei tiennyt, miten tämä informaatio koodataan ja välitetään. Monet tutkijat arvelivat, että molekyylin rakenne oli tärkeä tässä prosessissa. Vuonna 1953 James D. Watson ja Francis Crick löysivät DNA:n rakenteen Cambridgen yliopistossa. Tarina kuvattiin James Watsonin kirjassa ”The Double Helix” ja tuotiin valkokankaalle elokuvassa ”The Race for the Double Helix”. Pohjimmiltaan Watson ja Crick käyttivät molekyylimallinnustekniikoita ja muilta tutkijoilta (kuten Maurice Wilkinsiltä, Rosalind Franklinilta, Erwin Chargaffilta ja Linus Paulingilta) saatuja tietoja DNA:n rakenteen selvittämiseksi. Watson, Crick ja Wilkins saivat lääketieteen Nobel-palkinnon DNA:n rakenteen löytämisestä (Franklin, joka oli Wilkinsin yhteistyökumppani ja toimitti keskeisen tiedon, joka paljasti Watsonin ja Crickin rakenteen, kuoli ennen palkinnon myöntämistä).