Desoxyribonukleinsyra (DNA) är det arvliga materialet i nästan alla organismer. Dess dubbelheliksstruktur, upptäckt 1953, kodar instruktionerna för att bygga och reglera varje protein i kroppen.
Molekylär arkitektur
- Nukleotider: Desoxyribos + fosfat + kvävebas (A, T, G, C).
- Basparning: A↔T (2 vätebindningar), G↔C (3 vätebindningar) – Chargaffs regler.
- Antiparallella strängar: 5'→3' direktionalitet; komplementär sekvens möjliggör replikation & transkription.
- Kromatinorganisation: DNA + histoner → nukleosomer → 30-nm-fiber → loopar → kromosomer (46 i mänskliga somatiska celler).
Central dogma
DNA → (transkription) → pre-mRNA → (splicing) → mogen mRNA → (translation) → polypeptid → funktionellt protein.
- Genetisk kod: 64 kodoner → 20 aminosyror + stop; degenererad, universell (mindre mitokondriella variationer).
- Reglering: promotorer, enhancers, silencers, transkriptionsfaktorer, epigenetiska märken (metylering, histonmodifikationer).
DNA-replikation
- Semi-konservativ (Meselson-Stahl): varje dotter-duplex behåller en föräldrasträng.
- Replikationsursprung → helicase viker upp → primase lägger RNA-primer → DNA-pol δ/ε förlänger → ligas förseglagar Okazaki-fragment (fördröjd sträng).
- Proofreading (3'→5' exonukleas) + mismatch-reparation → felrater ~10⁻⁹/bas.
Mutationer & reparation
- Typer: Substitution (missense, nonsense, silent), indel, CNV, translokation, trinukleotid-repets-expansion.
- Reparationsvägar: BER, NER, MMR, HR, NHEJ, FA – defekter orsakar cancerpredisposition (t.ex. BRCA1/2 → HR-defekt).
- Somatisk vs. germlinje: Somatisk = cancer/evolution; germlinje = ärftlig sjukdom.
Kliniska tillämpningar
- Diagnostik: NGS-paneler, exom/genom-sekvensering, PCR, FISH, microarray.
- Farmakogenomik: CYP2C19, DPYD, TPMT, HLA-B*57:01 vägled dosering.
- Reproduktiv: Bärartestning, PGT-A/M/SR, NIPT (cfDNA).
- Onkologi: Tumörprofilering (MSI, TMB, actionbara mutationer), vätskebiopsi (ctDNA).
- Forensik: STR-profilering (CODIS), SNP-paneler, investigativ genetisk genealogi.
- Genteknik: AAV-vektorer, CRISPR-Cas9, bas-/prime-redigering (kliniska prövningar).
DNA är inte en statisk "ritning" utan en dynamisk, reglerad, reparerbar molekyl – central för biologi, medicin och identitet.
