DNS jeb dezoksiribonukleīnskābe ir molekula, kas glabā visu dzīvo organismu ģenētisko informāciju.
DNS visvieglāk ir uztvert kā instrukciju grāmatu, piemēram, pavārgrāmatu. Mūsu DNS nosaka, kā organisms izskatīsies un funkcionēs. Tajā ir "apraksts" par to, kā izveidot organisma dažādās daļas, piemēram, matu struktūru, ausu formu, kāju skaitu (pavārgrāmatā apraksta, kā pagatavot dažādus ēdienus). DNS atrodas katras šūnas kodolā (eikariotiem) vai šūnas citoplazmā (prokariotiem) un ir veidota no diviem spirālveida pavedieniem, kas kopā veido dubultspirāli.
DNS dubultspirāles savijoties jeb kondensējoties veido hromosomas. Cilvēkam katras šūnas kodolā ir 46 hromosomas, bet, piemēram, vistai ir 78 hromosomas, kaķim 38 hromosomas, bet asarim ir 48 hromosomas.
Cilvēkiem ir 46 hromosomas jeb 23 hromosomu pāri, pēdējais pāris atšķiras sievietēm un vīriešiem
Gēns ir neliels DNS posms, kas satur informāciju par kādas konkrētas olbaltumvielas veidošanos (piemēram, viena no pavārgrāmatas lapaspusēm, kas pasaka, kā pagatavot tikai vienu konkrētu ēdienu). Olbaltumvielas (proteīni) ir būtiski visām organisma funkcijām – tie veido šūnu struktūru, nodrošina vielmaiņu un palīdz organismam augt un attīstīties.
Šūnas kodolā ir hromosomas, kas ir veidotas no DNS, kas kodē dažādus gēnus
DNS sastāv no mazām vienībām, ko sauc par nukleotīdiem. Ir četru veidu nukleotīdi - A (adenīns), T (timīns), C (citozīns), G (guanīns). Šie četri nukleotīdi dažādās secībās veido daudzu miljonu garas virtenes. Katrā nukleotīdu virtenē ir "ierakstīts" kādas aminoskābes ir jāražo organismam, lai izveidotu noteiktas olbaltumvielas (pavārgrāmatā soli pa solim ir aprakstīts, kādi produkti kopā jāsavieno, lai radītu noteiktus ēdienus). Katram dzīvajam organismam šīs nukleotīdu secības ir unikālas, tomēr jo tuvāk radniecīgi organismi, jo līdzīgākas ir nukleotīdu secības. Piemēram, māsai un brālim ir ļoti līdzīgi DNS, tikai daļa atšķiras. Ja salīdzina cilvēku DNS ar suņiem vai sliekām, lielāka sakritība DNS nukleotīdu secībai ir ar suņiem.
1990. gadā tika uzsākts Cilvēka genoma projekts, kura mērķis bija pilnībā kartēt cilvēka DNS jeb izveidot gēnu karti - aprakstīts, kurā hromosomā, kurā vietā ir kāds gēns, par ko tas ir atbildīgs. Tas tika pabeigts 2003. gadā.
DNS dubultspirāle sastāv no nukleotīdiem, kas dažādā secībā sakārtoti nosaka veidojamās olbaltumvielas
Katram organismam ir sava konkrēta DNS secība. Tomēr dažreiz organisma DNS rodas "kļūdas" jeb mutācijas.
Mutācijas ir izmaiņas DNS secībā.
Tās var notikt nejauši (organisma šūnām vairojoties, tiek nepareizi nokopēts DNS) vai arī ārēju faktoru ietekmē, piemēram, radiācijas vai kaitīgu ķīmisko vielu dēļ. Mutācijas var būt:
- nekaitīgas, jo tās nerada nekādas izmaiņas organisma darbībā.
- kaitīgas, jo izraisa slimības vai traucē organisma normālu darbību.
- izdevīgas, jo dažreiz tās var dot organismam kādas priekšrocības un veicināt evolūciju.
Mutācijas DNS nukleotīdu secībā noved pie izmainītām organisma īpašībām, slimībām
1953. gadā tika atklāta DNS dubultspirāle. Bija nepieciešami 30 gadi, lai izstrādātu metodi, kas ļautu, izmantojot DNS, identificēt cilvēkus pēc viņu DNS. 1986. gadā DNS analīzes pirmo reizi tika izmantotas kriminālistikā, lai palīdzētu identificēt noziedznieku. Mūsdienās DNS analīzes izmanto daudzās jomās.
- Medicīnā nosaka ģenētiskas slimības vai riskus saslimt ar kādu slimību.
- Kriminālistikā identificē cilvēkus pēc viņu DNS, lai noteiktu vainīgo pastrādātajā noziegumā.
- Radniecības noteikšana, kad cilvēkie vēlas noteikt, vai ir radinieki, piemēram, paternitātes testos (tēvs nosaka, vai konkrētais bērns ir viņa bērns).
- Sistemātikā zinātnieki nosaka dažādu sugu radniecību, piemēram, atklājot, ka dažas sugas, kas ir pēc izskata gandrīz vienādas, tomēr ir divas dažādas sugas.
Tiesu medicīnas eksperts nozieguma vietā ievāc DNS paraugus pierādījumiem
DNS testi mūsdienās kļūst arvien pieejamāki un palīdz cilvēkiem uzzināt vairāk par savu izcelsmi un veselības riskiem. Piemēram, katrs var pasūtīt DNS testu, kuru nosūtot atpakaļ uz laboratoriju, saņem rezultātus par saviem priekštečiem un etnisko piederību.
Etniskās piederības un priekšteču izpētes DNS tests, ko var veikt mājās - savācot mutes epitēlijaudus