Kilalang-kilala na ang lahat ng anyo ng nabubuhay na bagay, mula sa mga virus hanggang sa napakaorganisadong mga hayop (kabilang ang mga tao), ay may kakaibang namamanang kagamitan. Ito ay kinakatawan ng mga molekula ng dalawang uri ng mga nucleic acid: deoxyribonucleic at ribonucleic. Sa mga organikong sangkap na ito, ang impormasyon ay naka-encode na ipinadala mula sa mga magulang na indibidwal sa mga supling sa panahon ng pagpaparami. Sa gawaing ito, pag-aaralan natin ang parehong istraktura at mga function ng DNA at RNA sa cell, at isasaalang-alang din ang mga mekanismong pinagbabatayan ng mga proseso ng paglilipat ng mga namamana na katangian ng buhay na bagay.
Sa nangyari, ang mga katangian ng mga nucleic acid, bagama't mayroon silang ilang karaniwang mga tampok, gayunpaman ay naiiba sa maraming paraan. Samakatuwid, ihahambing natin ang mga pag-andar ng DNA at RNA na isinasagawa ng mga biopolymer na ito sa mga selula ng iba't ibang grupo ng mga organismo. Ang talahanayan na ipinakita sa trabaho ay makakatulong upang maunawaan kung ano ang kanilang pangunahing pagkakaiba.
Nucleic acids –kumplikadong biopolymer
Mga pagtuklas sa larangan ng molecular biology na naganap sa simula ng ika-20 siglo, sa partikular, ang pag-decode ng istruktura ng deoxyribonucleic acid, ay nagsilbing impetus para sa pagbuo ng modernong cytology, genetics, biotechnology at genetic engineering. Mula sa pananaw ng organikong kimika, ang DNA at RNA ay mga macromolecular na sangkap na binubuo ng paulit-ulit na paulit-ulit na mga yunit - mga monomer, na tinatawag ding nucleotides. Alam na ang mga ito ay magkakaugnay, na bumubuo ng mga kadena na may kakayahang spatial na self-organization.
Ang ganitong mga DNA macromolecule ay kadalasang nagbubuklod sa mga espesyal na protina na may mga espesyal na katangian na tinatawag na histones. Ang mga kumplikadong nucleoprotein ay bumubuo ng mga espesyal na istruktura - mga nucleosome, na, sa turn, ay bahagi ng mga chromosome. Ang mga nucleic acid ay matatagpuan sa nucleus at sa cytoplasm ng cell, na nasa ilang organelles nito, gaya ng mitochondria o chloroplasts.
Spatial na istraktura ng sangkap ng pagmamana
Upang maunawaan ang mga function ng DNA at RNA, kailangan mong maunawaan nang detalyado ang mga tampok ng kanilang istraktura. Tulad ng mga protina, ang mga nucleic acid ay may ilang antas ng organisasyon ng mga macromolecule. Ang pangunahing istraktura ay kinakatawan ng mga polynucleotide chain, ang pangalawang at tertiary na mga pagsasaayos ay kumplikado sa sarili dahil sa umuusbong na covalent na uri ng bono. Ang isang espesyal na papel sa pagpapanatili ng spatial na hugis ng mga molekula ay kabilang sa mga bono ng hydrogen, pati na rin ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng van der Waals. Ang resulta ay isang compactang istraktura ng DNA, na tinatawag na supercoil.
Nucleic acid monomers
Ang istraktura at mga function ng DNA, RNA, mga protina at iba pang mga organikong polimer ay nakadepende sa parehong qualitative at quantitative na komposisyon ng kanilang mga macromolecules. Ang parehong uri ng mga nucleic acid ay binubuo ng mga bloke ng gusali na tinatawag na nucleotides. Tulad ng nalalaman mula sa kurso ng kimika, ang istraktura ng isang sangkap ay kinakailangang nakakaapekto sa mga pag-andar nito. Ang DNA at RNA ay walang pagbubukod. Lumalabas na ang uri ng acid mismo at ang papel nito sa cell ay nakasalalay sa komposisyon ng nucleotide. Ang bawat monomer ay naglalaman ng tatlong bahagi: isang nitrogenous base, isang carbohydrate, at isang residue ng phosphoric acid. Mayroong apat na uri ng nitrogenous base para sa DNA: adenine, guanine, thymine at cytosine. Sa mga molekula ng RNA, sila ay magiging, ayon sa pagkakabanggit, adenine, guanine, cytosine at uracil. Ang carbohydrate ay kinakatawan ng iba't ibang uri ng pentose. Ang ribonucleic acid ay naglalaman ng ribose, habang ang DNA ay naglalaman ng kanyang deoxygenated form, na tinatawag na deoxyribose.
Mga tampok ng deoxyribonucleic acid
Una, titingnan natin ang istruktura at mga function ng DNA. Ang RNA, na may mas simpleng spatial configuration, ay pag-aaralan namin sa susunod na seksyon. Kaya, ang dalawang polynucleotide strands ay pinagsama-sama sa pamamagitan ng paulit-ulit na paulit-ulit na mga bono ng hydrogen na nabuo sa pagitan ng mga nitrogenous na base. Sa pares na "adenine - thymine" ay may dalawa, at sa pares na "guanine - cytosine" ay mayroong tatlong hydrogen bond.
Ang konserbatibong pagsusulatan ng purine at pyrimidine base aynatuklasan ni E. Chargaff at tinawag na prinsipyo ng complementarity. Sa isang solong kadena, ang mga nucleotide ay pinagsama-sama ng mga phosphodiester bond na nabuo sa pagitan ng pentose at ang orthophosphoric acid na nalalabi ng mga katabing nucleotides. Ang helical form ng parehong chain ay pinananatili ng hydrogen bonds na nangyayari sa pagitan ng hydrogen at oxygen atoms na bahagi ng nucleotides. Ang mas mataas - tertiary structure (supercoil) - ay katangian ng nuclear DNA ng eukaryotic cells. Sa form na ito, ito ay naroroon sa chromatin. Gayunpaman, ang bakterya at mga virus na naglalaman ng DNA ay may deoxyribonucleic acid na hindi nauugnay sa mga protina. Ito ay kinakatawan ng isang hugis-singsing na anyo at tinatawag na plasmid.
Ang DNA ng mitochondria at mga chloroplast, mga organel ng mga selula ng halaman at hayop, ay may parehong hitsura. Susunod, malalaman natin kung paano naiiba ang mga pag-andar ng DNA at RNA sa bawat isa. Ipapakita sa atin ng talahanayan sa ibaba ang mga pagkakaibang ito sa istruktura at katangian ng mga nucleic acid.
Ribonucleic acid
Ang molekula ng RNA ay binubuo ng isang polynucleotide strand (ang exception ay ang double-stranded na istruktura ng ilang mga virus), na maaaring matatagpuan sa nucleus at sa cell cytoplasm. Mayroong ilang mga uri ng ribonucleic acid, na naiiba sa istraktura at mga katangian. Kaya, ang messenger RNA ay may pinakamataas na molekular na timbang. Ito ay synthesize sa cell nucleus sa isa sa mga gene. Ang gawain ng mRNA ay maglipat ng impormasyon tungkol sa komposisyon ng protina mula sa nucleus patungo sa cytoplasm. Ang anyo ng transportasyon ng nucleic acid ay nakakabit ng mga monomer ng protina– amino acids - at inihahatid ang mga ito sa lugar ng biosynthesis.
Sa wakas, ang ribosomal RNA ay nabuo sa nucleolus at kasangkot sa synthesis ng protina. Tulad ng makikita mo, ang mga function ng DNA at RNA sa cellular metabolism ay magkakaiba at napakahalaga. Sila ay nakasalalay, una sa lahat, sa mga selula kung saan ang mga organismo ay naglalaman ng mga molekula ng sangkap ng pagmamana. Kaya, sa mga virus, ang ribonucleic acid ay maaaring kumilos bilang isang carrier ng namamana na impormasyon, habang sa mga cell ng eukaryotic organisms, ang deoxyribonucleic acid lamang ang may ganitong kakayahan.
Mga pag-andar ng DNA at RNA sa katawan
Ayon sa kanilang kahalagahan, ang mga nucleic acid, kasama ng mga protina, ang pinakamahalagang organic compound. Pinapanatili at ipinapadala nila ang mga namamana na katangian at katangian mula sa magulang hanggang sa mga supling. Tukuyin natin ang pagkakaiba sa pagitan ng mga function ng DNA at RNA. Ipapakita ng talahanayan sa ibaba ang mga pagkakaibang ito nang mas detalyado.
| Tingnan | Ilagay sa hawla | Configuration | Function |
| DNA | core | superspiral | pagpapanatili at paghahatid ng namamana na impormasyon |
| DNA |
mitochondria chloroplasts |
circular (plasmid) | lokal na paghahatid ng namamana na impormasyon |
| iRNA | cytoplasm | linear | pag-alis ng impormasyon mula sa gene |
| tRNA | cytoplasm | pangalawang | transportasyon ng mga amino acid |
| rRNA | core atcytoplasm | linear | formation of ribosomes |
Ano ang mga katangian ng substance ng heredity ng mga virus?
Ang mga nucleic acid ng mga virus ay maaaring nasa anyo ng parehong single-stranded at double-stranded helice o ring. Ayon sa klasipikasyon ni D. B altimore, ang mga bagay na ito ng microcosm ay naglalaman ng mga molekula ng DNA na binubuo ng isa o dalawang kadena. Kasama sa unang grupo ang mga herpes pathogen at adenovirus, at ang pangalawa ay kinabibilangan, halimbawa, mga parvovirus.
Ang mga tungkulin ng mga virus ng DNA at RNA ay tumagos ng kanilang sariling namamana na impormasyon sa cell, magsagawa ng mga reaksyon ng pagtitiklop ng mga molekula ng nucleic acid ng viral at mag-ipon ng mga particle ng protina sa mga ribosom ng host cell. Bilang resulta, ang buong metabolismo ng cellular ay ganap na napapailalim sa mga parasito, na, mabilis na dumarami, humahantong sa cell sa kamatayan.
RNA virus
Sa virology, kaugalian na hatiin ang mga organismong ito sa ilang grupo. Kaya, ang una ay kinabibilangan ng mga species na tinatawag na single-stranded (+) RNA. Ang kanilang nucleic acid ay gumaganap ng parehong mga function bilang ang messenger RNA ng mga eukaryotic cell. Kasama sa isa pang grupo ang mga single-stranded (-) RNAs. Una, nangyayari ang transkripsyon kasama ng kanilang mga molekula, na humahantong sa paglitaw ng (+) mga molekula ng RNA, at ang mga iyon naman, ay nagsisilbing template para sa pag-iipon ng mga viral protein.
Batay sa naunang nabanggit, para sa lahat ng mga organismo, kabilang ang mga virus, ang mga pag-andar ng DNA at RNA ay maikling nailalarawan tulad ng sumusunod: pag-iimbak ng mga namamana na katangian at katangian ng organismo at ang kanilang karagdagang paghahatid sa mga supling.
