Forside / Biologi / Koden

Koden Byg et gen

Alt levende på Jorden er skrevet med de samme fire bogstaver. Et træ, en bakterie, en blåhval og dig. Forskellen er rækkefølgen.

10 trinBiologi Arv og gener

Fire klodser

Inde i næsten hver celle i din krop ligger en opskrift. Den hedder DNA, og den er skrevet med fire slags klodser: A, T, C og G. Klodserne hedder baser.

Byg en streng. Tryk på klodserne. Der er ingen regler endnu, så rækkefølgen er lige det, du vil.

Med bare ti klodser er der over en million muligheder. Din egen opskrift er cirka tre milliarder baser lang. Skrevet ud ville den fylde omkring tusind tykke bøger.

DNA ligger i cellekernen, pakket i kromosomer. Du har seksogfyrre, treogtyve fra din mor og treogtyve fra din far. DNA er en forkortelse for deoxyribonukleinsyre.

Parret

DNA ligger ikke som én streng, men som to, der holder fast i hinanden. Her er den eneste regel, du skal kunne udenad i hele forløbet:

A T

A og T er kærester. De findes aldrig med andre. De holder fast i hinanden med to arme.

C G

C og G er kærester. Også dem, altid. Men de holder fast med tre arme, og derfor er det par sværere at rive fra hinanden.

A og G er store baser. T og C er små. En stor sidder altid over for en lille, og derfor er DNA lige bredt hele vejen.

Prøv selv. Byg den øverste streng, eller tryk bland tilfældigt. Tryk så på et spørgsmålstegn i den nederste række og på den base, der skal sidde dér. Du kan også trække klodsen ned i hullet.

Først når hele den nederste streng er fyldt, og du trykker tjek, får du at vide, hvordan det gik. Prøv med vilje at sætte et A over for et G.

Det er også det, der gør, at DNA kan kopieres: har du den ene streng, kan du regne den anden ud.

Spiralen og genet

Stigen ligger ikke fladt. Den er snoet som en vindeltrappe, og derfor kaldes DNA en dobbeltspiral. En hel omgang tager cirka ti trin.

Sådan er den bygget. Rullet ud, så du kan se parrene.
Sådan ser den ud. De samme par, snoet om hinanden.

Stigen er den model, man tegner for at forstå DNA. Spiralen er den form, det har.

Det var ikke et gæt. I 1952 tog Rosalind Franklin et røntgenbillede af DNA, kendt som Foto 51. Krydset midt i billedet kan kun opstå, hvis molekylet er snoet.

Året efter offentliggjorde Watson og Crick strukturen. Franklins billede var med i afgørelsen, uden at hun havde givet lov. Hun døde i 1958, syvogtredive år gammel, og Nobelprisen for DNA blev uddelt i 1962. Den kan ikke gives til afdøde. Læs om Rosalind Franklin under Forskerne.

Hvad står der så i spiralen?

Det meste af de tre milliarder baser er mellemrum og gentagelser. Men nogle stykker betyder noget, og sådan et stykke kalder man et gen.

Et gen er en opskrift på ét bestemt protein. Proteiner er kroppens maskiner: de farver dine øjne, fordøjer din mad og bærer ilt rundt i blodet. Du har omkring tyve tusind gener, og en banan har cirka lige så mange.

Byg et gen. Det er starten på et rigtigt gen fra dig selv, og du møder det igen senere. Den nederste streng skriver sig selv, for du kender reglen nu.

Aflæsningen

DNA'et bliver i cellekernen. I stedet bliver der taget en kopi af det ene gen, cellen har brug for. Kopien hedder mRNA, og den kan komme ud af kernen. Det er som at skrive én opskrift af på en seddel i stedet for at tage hele kogebogen med.

Kopien laves base for base efter parringsreglen, langs den ene DNA-streng, kaldet skabelonen. Med én forskel: i RNA findes T ikke. Der sidder U i stedet.

De fem bogstaver

Bogstaverne er forkortelser for rigtige navne, og navnene dukker op i alt, hvad du læser om DNA.

BogstavNavnFindes i Sidder over for
AadeninDNA og RNA T i DNA, U i RNA
Tthyminkun DNA A
Uuracilkun RNA A
CcytosinDNA og RNA G
GguaninDNA og RNA C

T og U gør det samme arbejde: begge sidder over for A. Der er altså kun ét sted, du skal passe på, og det er over for et A.

Hvorfor er T skiftet ud med U?

C går nogle gange i stykker af sig selv og bliver til et U. Det sker tusindvis af gange i døgnet i hver af dine celler.

Var U normalt i DNA, kunne cellen ikke se, om et U hørte til, eller om det var en ødelagt C. Men i DNA er U forbudt, så ethvert U i DNA er en fejl, og det bliver rettet med det samme.

Thymin er det samme molekyle som uracil med et lille ekstra håndtag på. En mRNA-kopi lever kun nogle timer, og uracil er billigere at lave, så dér bruger cellen den enkle udgave.

Prøv det

Her er en skabelonstreng. Skriv den mRNA-kopi, cellen ville lave. Går du i stå, kan du få vist et eksempel.

Oversættelsen

Nu skal opskriften bygges. Det gør en maskine, der hedder et ribosom. Den kravler hen ad mRNA-kopien og læser tre bogstaver ad gangen.

Hvad er et kodon?

Et kodon er tre baser i træk. Ribosomet deler mRNA-strengen op i klumper af tre og går videre en klump ad gangen:

AUGGUACAUUGA
bliver læst som AUG   GUA   CAU   UGA
altså fire kodoner.

Hvert kodon betyder én aminosyre, og oversættelsen er den samme i alt levende:

GUA betyder valin.
CAU betyder histidin.
AAA betyder lysin.
Så bliver GUA CAU AAA til perlerne valin, histidin, lysin.

Der findes tyve aminosyrer i alt, og alt levende bruger de samme tyve.

De fire særlige kodoner

Fire af de fireogtres kodoner siger også noget om selve læsningen: hvor den begynder, og hvor den holder op.

AUG

Det ene startkodon. Ribosomet begynder ved det første AUG og læser tre og tre derfra. AUG betyder også methionin, så hvert protein begynder med methionin.

UAAUAGUGA

De tre stopkodoner. De står ikke for nogen aminosyre. De betyder: her er proteinet færdigt, og ribosomet slipper strengen.

Læser man AUG GUA CAU UGA, sker der altså det her:
AUG start, og methionin på snoren → GUA valin → CAU histidin → UGA stop.
Proteinet er tre perler langt: methionin, valin, histidin.

Hvorfor det er vigtigt, hvor man begynder

Skubber man startstedet én plads, bliver alle klumperne forskudt, og resten bliver læst forkert:

AUG GUA CAU bliver til methionin, valin, histidin.
A UGG UAC AU bliver til tryptofan, tyrosin. Samme bogstaver, et helt andet protein.

Derfor skal der stå et startkodon. Uden det ved cellen ikke, hvor den første streg skal sættes.

Kodonhjulet

Alle fireogtres kodoner kan stå på ét hjul. Du læser det indefra og ud, ligesom ribosomet: første bogstav i midten, så det andet og det tredje. Yderst står aminosyren.

Læs strengen selv

Her er et lille gen skrevet som mRNA, med startkodon og stopkodon. Sig selv, hvad hvert kodon betyder, før du får det at vide. Du kan hente hjulet herned, så du ikke skal rulle.

Og se den kravle

Byg til sidst din egen streng, og se hele kæden på én gang: DNA, kopien og proteinet. Hvad sker der, hvis du sætter et stopkodon ind midt i?

Perlerne

Et protein er en snor med perler på. Hver perle er en aminosyre, og snoren folder sig bagefter sammen til en form, der gør arbejdet. Genet bestemmer kun, hvilke perler der kommer på, og i hvilken rækkefølge.

Du har kun bogstaverne, så du må bygge hver perle af tre baser. Ingen kan huske fireogtres kodoner udenad, så hent hjulet frem, når du har brug for det.

Læg mærke til, at der som regel er flere rigtige svar. Der er fireogtres kodoner og kun tyve aminosyrer, så flere kodoner må betyde det samme.

Ét bogstav

Genet herunder er ægte. Det hedder HBB og er opskriften på en del af hæmoglobin, proteinet i dine røde blodlegemer, der bærer ilt rundt. Her står dets treogtredive første baser.

Du kan kun gøre det, naturen selv gør: lave én base om. Tryk på en klods, så skifter den til den næste base. Hold øje med proteinet og beskeden nedenunder.

Nogle gange sker der ingenting, fordi flere kodoner betyder den samme aminosyre. Det kaldes en stum mutation. Andre gange skifter én aminosyre, eller du rammer et stopkodon, og så stopper proteinet midt i.

Én af ændringerne er særlig. Den sidder på plads 20 og er den mest kendte enkeltbogstavsmutation, der findes. Se, om du kan finde den.

Mutationer sker også hele tiden, mens du lever, i celler der deler sig. Det er det, kræft handler om, og det er næste trin.

Cellen der ikke stopper

Du har lige lavet en mutation med vilje. I virkeligheden sker de af sig selv: hver gang en celle deler sig, skal tre milliarder baser kopieres, og der bliver lavet skrivefejl.

Det går næsten altid godt. Det meste af DNA er ikke gener, og cellen har reparationsgener, der læser korrektur og retter langt de fleste fejl.

Speederen og bremserne

En celle deler sig ikke, når den har lyst. Den bliver styret af to slags gener:

speeder

Gener, der sætter delingen i gang, for eksempel når et sår skal hele. Går sådan et gen i stykker på den forkerte måde, kan det sidde fast i bund.

bremse

Gener, der stopper delingen igen, hvis noget er galt. Du har to udgaver af hvert gen, én fra hver forælder, så begge skal ødelægges, før stoppet forsvinder.

Kræft er ikke én fejl. I den samme celle skal speederen sidde fast, og begge bremser skal være væk. Derfor er alder den største risikofaktor: jo flere delinger, jo flere chancer for, at fejlene samler sig i én celle.

Prøv det

Herunder deler du en celle. Hver deling laver et par skrivefejl, og en gang imellem rammer en fejl et gen, der betyder noget. Slå risikofaktorer til, og se, hvad de gør ved tallene.

Hold øje med reparationsgenerne. Hvad sker der med de næste fejl, når de går i stykker?

Én kørsel beviser ingenting. Kør den samme celle to gange, og du får to forskellige tal. Derfor er der en knap, der kører tyve celler og tager gennemsnittet.

Rygning og sol laver ikke en ny slags fejl, men flere af de samme. Prøv også arvelig fejl i en bremse: man er ikke syg, men begynder med én brik mindre at miste. Det er den slags, gentest som BRCA leder efter.

Det, du skal tage med

Kræft smitter ikke, og det er ikke noget, man fortjener. De fleste, der får det, har ikke gjort noget særligt. Det begyndte som en skrivefejl i den kode, du har bygget.

To mennesker med kræft samme sted i kroppen kan have fejl i vidt forskellige gener. I dag læser man tit tumorens DNA og vælger medicinen efter det.

Tallene i modellen er skruet op. En rigtig celle deler sig langt flere gange, og fejlene er langt sjældnere. Modellen viser mekanismen rigtigt og hastigheden forkert.

I tre dimensioner

Alt, hvad du har bygget, har ligget fladt. Her er den samme model i rummet, og du kan gå hele vejen rundt om den.

Læg mærke til gelænderet, sukker-fosfat-skelettet. Det er det samme hele vejen. Kun trinnene indeni skifter, og det er dem, der er opskriften. Prøv også knappen se lige ned gennem den.

Opgaverne står under molekylet. Vælg byg modstrengen for at øve DNA eller byg mRNA for at øve kopien med U. Molekylet vokser, mens du bygger.

Fem rigtige i træk giver en fuld stjernerække. En enkelt fejl starter forfra, for pointen er at kunne det, ikke at ramme en gang imellem.

Modellen er pænere end virkeligheden. Her sidder de to strenge præcis over for hinanden. I en rigtig dobbeltspiral er de forskudt, og derfor har den en bred og en smal fure.

Evaluering

Nu ved du, hvad der står i dig. Her kan du tjekke, om det sidder fast.