Dezoksiribonukleīnskābe (DNS), vācu valodā pazīstama arī kā DNS, ir biomolekula (bioloģiski aktīvi savienojumi vai molekulas atrodams dzīvās būtnēs) ar gēnu pārnēsāšanas īpašību un to iedzimtām īpašībām. Tas ir sastopams visās organizētajās vienībās ar vielmaiņas, reprodukcijas, aizkaitināmības, augšanas un evolūcijas spējām, kā arī dažu veidu vīrusi. DNS struktūra ir dubultās spirāles formā (sava veida spirāle, bet kurā tinuma motīvs parādās divreiz). Divkāršo spirāli cirkulē paralēli viens otram ar diviem DNS pavedieniem. Šīs divas DNS virknes sauc par polinukleotīdiem, jo tās sastāv no tā sauktajiem nukleotīdiem. Nukleotīda sastāvdaļas ir viena no četrām slāpekļa nukleīnvielām bāzes, kas ir vai nu adenīns, citozīns, guanīns vai timīns, bieži saīsināti ar to sākotnējiem burtiem. Turklāt nukleotīdus veido ogļhidrātu dezoksiriboze un a fosfāts atliekas. Izmantojot molekulāro saiti, nukleotīdi ir savstarpēji saistīti pārmaiņus cukurs-fosfāts ķēde. Saskaņā ar dubultās spirāles principu adenozīns (nukleozīds, kuram ir adenīna nukleīnais pamats) vienmēr veido a ūdeņradis saite ar timidīnu (nukleozīds, kuram ir timīna nukleīnais pamats). Guanozīns (nukleozīds ar nukleīno bāzes guanīnu) savukārt veido a ūdeņradis saikne ar citidīnu (nukleozīds ar nukleīnās bāzes citozīnu). DNS spēj sevi atjaunot, ko sauc par DNS replikāciju. Šajā procesā abi DNS pavedieni ir atdalīti viens no otra. To katalizē enzīma helikāze, un DNS, kas jāpapildina no attiecīgās virknes, tiek jaunizveidota (DNS sintēze). Par šo procesu ir atbildīgs enzīms no DNS polimerāzes grupas, kā arī RNS primer, kas kalpo kā polimerāzes sākuma punkts. Šis process ir būtisks, īpaši šūnu dalīšanās laikā. Dažos gadījumos var rasties DNS bojājumi. To izraisa tā sauktie mutagēni, kas ir ķīmiski (piemēram, ar rentgena vai ultravioletajiem stariem) vai fiziski. Viņi vadīt uz izmaiņām DNS secībā. Atkarībā no mutagēna notiek dažādas DNS bojājumu formas. Visvairāk kaitējumu rada oksidēšanās, kas ietver brīvos radikāļus vai ūdeņradis peroksīdi. Tie var izraisīt kaitīgas bāzes modifikācijas (izmaiņas nukleīnajā bāzē), bet tās var izraisīt arī daudz bīstamākas un bieži vēzis-izraisošās punktu mutācijas, piemēram, delēcijas (DNS secības zudums) vai pat ievietošanas (viena vai vairāku bāzes pāru jauns ieguvums DNS secībā), kā arī hromosomu translokācijas (hromosomu anomālijas, ko izraisa pārkārtošanās).
Mitohondriju DNS
iekšā mitohondriji ir mitohondriju DNS, saukta arī par mtDNS vai mDNS, kas ir līdzīgi DNS, bet slēgta gredzenā. The mitohondriji atjaunot ar enerģiju bagāto molekulu adenozīns trifosfāts (universāls un uzreiz pieejams enerģijas nesējs šūnās un svarīgs enerģijas ražošanas procesu regulators) caur elpošanas ķēdi. Turklāt viņi pilda būtiskus šūnas uzdevumus. Mitohondriju DNS satur tikai 37 gēnus, no kuriem 13 kodē proteīni lokalizēts uz elpošanas ķēdes. Pārējais tiek pārrakstīts tRNS, kā arī rRNS, kas ļauj kodēt 13 minētos gēnus. MtDNS tiek mantota tikai no mātes, ti, no mātes. Mitohondriju DNS pastāv gan augos, gan dzīvniekos. Tā ir evolucionāras izcelsmes un cēlusies no cirkulārajiem genomiem baktērijas.
Evolūcijas vēsture
1869. gadā ārsts no Šveices Frīdrihs Mīsers no mikroskopiskas vielas izdalīja a strutas ekstrakts, kas nāca no limfocītu kodola. To viņš sauca par nukleīnu. 1878. gadā vācu bioķīmiķis no nukleīna izdalīja nukleīnskābi un vēlāk tās četrus nukleīnus bāzes. 1919. Gadā lietuviešu bioķīmiķis Fēbs Lēvens atklāja cukurs dezoksiriboze un fosfāts DNS atlikumi. 1937. gadā Viljams Astburijs pirmo reizi izmantoja rentgenstarus, lai vizualizētu regulāru DNS struktūru. Faktu, ka DNS ir svarīga loma iedzimtībā, apstiprināja ģenētiķi Alfrēds Dei Heršijs un Marta Čeiss 1952. gadā, pamatojoties uz viņu atklājumu, ka DNS ir ģenētiskais materiāls. Gadu vēlāk Džeimss Vatsons kopā ar Frensisu Kriku žurnālā Nature iepazīstināja ar to, kas tagad tiek uzskatīts par pirmo pareizo DNS struktūras dubultās spirāles modeli. To darot, viņu molekulārā dubultās spirāles modeļa pamati nāca no Rentgenstūris 1952. gada maijā uzņēmis Rosalinds Franklins.
