Deoksüribonukleiinhape (DNA), saksa keeles tuntud ka kui DNA, on biomolekul (bioloogiliselt aktiivsed ühendid või molekulid leidub elusolenditest), millel on geenide kandmise omadus ja nende pärilikud omadused. Seda leidub kõigis organiseeritud üksustes, millel on ainevahetuse, paljunemise, ärrituvuse, kasvu ja evolutsiooni võimed, samuti teatud tüüpi viirused. DNA struktuur on kahekordse spiraali kujul (omamoodi spiraal, kuid milles kerimismotiiv ilmub kaks korda). Kahekordset spiraali ringlevad kaks DNA-ahelat üksteisega paralleelselt. Neid kahte DNA-ahelat nimetatakse polünukleotiidideks, kuna need koosnevad nn nukleotiididest. Nukleotiidi komponendid on üks neljast lämmastikulisest nukleiinist alused, mis on kas adeniin, tsütosiin, guaniin või tümiin, mida sageli lühendatakse nende algustähtedega. Lisaks koosnevad nukleotiidid süsivesikute desoksüriboosist ja a fosfaat jääk. Molekulaarse sidumise kaudu ühendatakse nukleotiidid vaheldumisi suhkur-fosfaat kett. Vastavalt topeltheeliksi põhimõttele adenosiin (nukleosiid, millel on nukleiinne alus adeniin) moodustab alati a vesinik side tümidiiniga (nukleosiid, millel on tümiini nukleiinne alus). Guanosiin (nukleosiid koos nukleiinse aluse guaniiniga) moodustab seevastu a vesinik side tsütidiiniga (nukleosiid nukleiinaluse tsütosiiniga). DNA on võimeline ennast uuendama, mida nimetatakse DNA replikatsiooniks. Selles protsessis eraldatakse kaks DNA ahelat üksteisest. Seda katalüüsib ensüümi helikaas ja vastsest ahelast täiendatav DNA luuakse äsja (DNA süntees). Selle protsessi eest vastutab nii DNA polümeraasi rühma ensüüm kui ka RNA praimer, mis on polümeraasi lähtepunkt. See protsess on hädavajalik, eriti rakkude jagunemise ajal. Teatud juhtudel võib DNA kahjustuda. Selle põhjustavad nn mutageenid, mis on keemilise (nt röntgenkiirte või ultraviolettkiirte) või füüsikalise päritoluga. Nemad viima muutustele DNA järjestuses. Sõltuvalt mutageenist tekivad DNA kahjustuse erinevad vormid. Enamiku kahjustusi põhjustavad oksüdatsioonid, mille hulka kuuluvad vabad radikaalid või vesinik peroksiidid. Need võivad põhjustada kahjulikke aluse modifikatsioone (muutusi nukleiinbaasis), kuid võivad põhjustada ka palju ohtlikumaid ja sageli vähk- põhjustavad punktmutatsioone nagu deletsioonid (DNA järjestuse kadumine) või isegi insertsioonid (ühe või mitme aluspaari uus juurdekasv DNA järjestuses), samuti kromosoomide translokatsioonid (ümberkorraldusest tingitud kromosomaalsed kõrvalekalded).
Mitokondriaalne DNA
sees mitokondrid on mitokondriaalne DNA, mida nimetatakse ka mtDNA või mDNA, mis on kaheahelaline nagu DNA, kuid suletud ringiks. The mitokondrid uuendada energiarikas molekul adenosiin trifosfaat (rakkudes universaalne ja koheselt kättesaadav energiakandja ning energiat tootvate protsesside oluline reguleerija) hingamisteede ahela kaudu. Lisaks täidavad nad raku jaoks olulisi ülesandeid. Mitokondriaalne DNA sisaldab ainult 37 geeni, millest 13 kodeerivad valgud lokaliseeritud hingamisahelas. Ülejäänud osa transkribeeritakse nii tRNA-ks kui ka rRNA-ks, mis võimaldavad kodeerida 13 mainitud geeni. MtDNA on pärandatud ainult emalt, st emalt. Mitokondriaalne DNA eksisteerib nii taimedes kui ka loomades. See on evolutsioonilist päritolu ja pärineb bakterid.
Evolutsiooniline ajalugu
1869. aastal eraldas Šveitsist pärit arst Friedrich Miescher mikroskoopilise aine a mäda ekstrakt, mis pärines lümfotsüüdi tuumast. Seda nimetas ta nukleiiniks. 1878. aastal eraldas Saksa biokeemik nukleiinhappe nukleiinilt ja hiljem selle neli nukleiinhapet alused. 1919. aastal avastas leedu biokeemik Phoebus Levene suhkur desoksüriboos ja fosfaat DNA jääk. 1937. aastal kasutas William Astbury röntgenikiirte abil tavalise DNA struktuuri esmakordset visualiseerimist. Seda, et DNA-l on pärilikkuses oluline roll, kinnitasid geneetikud Alfred Day Hershey ja Martha Chase 1952. aastal, tuginedes nende avastusele, et DNA on geneetiline materjal. Aasta hiljem esitas James Watson koos Francis Crickiga ajakirjas Nature seda, mida peetakse nüüd DNA-struktuuri esimeseks korrektseks topeltheeliksi mudeliks. Seda tehes tulid nende molekulaarse topeltheliksi mudeli alused Röntgen võttis mais 1952 Rosalind Franklin.
