DNA, eller deoxiribonukleinsyra, är det universella genetiska materialet som lagrar och överför den ärftliga information som är nödvändig för livet. Det är ritningen för varje protein som din kropp producerar och grunden för all biologisk mångfald.
DNA är en lång polymer av nukleotider. Varje nukleotid innehåller ett socker med fem kolatomer (deoxiribos), en fosfatgrupp och en kvävebas. De fyra baserna – adenin (A), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T) – är uppdelade i puriner (A, G) med två ringar och pyrimidiner (C, T) med en ring.
I naturen existerar DNA som två komplementära strängar som parar sig via vätebindningar för att bilda den klassiska dubbelhelixen. Helixens två strängar löper antiparallellt, vilket innebär att en sträng löper 5'→3' medan den andra löper 3'→5'.
Adenin parar uteslutande med tymin (A–T) och cytosin parar uteslutande med guanin (C–G). Denna en-till-en-parning säkerställer att om en strängs sekvens är känd kan den komplementära sekvensen härledas.
I prokaryoter är DNA fritt i cytoplasman; i eukaryoter finns den i kärnan, organiserad i 46 kromosomer (23 från varje förälder). Kromosomerna är synliga i mikroskop och är numrerade 1–22, plus könskromosomer X och Y. Motsvarande kromosomer från varje förälder är homologa.
Både mitokondrier och kloroplaster innehåller sitt eget DNA, vilket återspeglar deras bakteriella härkomst. Mitokondriellt DNA (mtDNA) ärvs uteslutande från modern, eftersom det förpackas i äggcellen.
Före celldelning replikeras varje DNA-molekyl på ett semikonservativt sätt:dubbelspiralen lindas upp och varje sträng fungerar som mall för en ny komplementär sträng. Resultatet är två identiska DNA-molekyler, som var och en innehåller en original och en nysyntetiserad sträng.
Gener består av exoner (kodande sekvenser) och introner (icke-kodande sekvenser). Under transkription syntetiseras en sträng av budbärar-RNA (mRNA) från DNA-mallen, som ersätter tymin med uracil.
Innan translation genomgår pre-mRNA splitsning:introner avlägsnas och exoner sammanfogas för att producera ett moget, kodande mRNA som kan översättas till ett protein.
Transkription sker i kärnan, där RNA-polymeras binder till en promotorregion och syntetiserar en komplementär RNA-sträng. Det mogna mRNA:t lämnar kärnan och binder till en ribosom, där translation omvandlar nukleotidsekvensen till en polypeptidkedja.
Den ikoniska dubbelhelixmodellen föreslogs av James Watson och Francis Crick 1953, baserad på nyckeldata från Erwin Chargaff (bas-parförhållanden), Rosalind Franklin (röntgendiffraktionsbilder) och många andra forskare. Deras syntes av experimentella bevis och teoretiska modelleringar belyste strukturen som ligger till grund för ärftlighet.
Att förstå DNA:s struktur och funktion är fortfarande en hörnsten inom genetik, bioteknik och medicin.
