Sa artikulong ito matututunan mo ang biological na papel ng DNA. Kaya, ang pagdadaglat na ito ay pamilyar sa lahat mula sa bangko ng paaralan, ngunit hindi lahat ay may ideya kung ano ito. Pagkatapos ng kurso sa biology sa paaralan, ang kaunting kaalaman sa genetika at pagmamana ay nananatili sa memorya, dahil ang mga bata ay binibigyan ng kumplikadong paksang ito nang mababaw lamang. Ngunit ang kaalamang ito (ang biyolohikal na papel ng DNA, ang epekto nito sa katawan) ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang.
Magsimula tayo sa katotohanan na ang mga nucleic acid ay gumaganap ng isang mahalagang function, ibig sabihin, tinitiyak nila ang pagpapatuloy ng buhay. Ang mga macromolecule na ito ay ipinakita sa dalawang anyo:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Sila ay mga tagapaghatid ng genetic plan para sa istraktura at paggana ng mga selula ng katawan. Pag-usapan natin sila nang mas detalyado.
DNA at RNA
Magsimula tayo sa kung anong sangay ng agham ang tumatalakay sa ganitong kumplikadomga tanong tulad ng:
- pag-aaral ng mga prinsipyo ng pag-iimbak ng namamana na impormasyon;
- implementasyon nito;
- transmission;
- pag-aaral ng istruktura ng mga biopolymer;
- kanilang mga function.
Lahat ng ito ay pinag-aaralan ng molecular biology. Sa sangay na ito ng biological sciences makikita ang sagot sa tanong kung ano ang biological role ng DNA at RNA.
Ang mga macromolecular compound na ito na nabuo mula sa mga nucleotide ay tinatawag na "nucleic acids". Dito nakaimbak ang impormasyon tungkol sa katawan, na tumutukoy sa pag-unlad ng indibidwal, paglaki at pagmamana.
Ang pagkatuklas ng deoxyribonucleic at ribonucleic acid ay bumagsak noong 1868. Pagkatapos ay nakita ng mga siyentipiko ang mga ito sa nuclei ng mga leukocytes at spermatozoa ng elk. Ang kasunod na pag-aaral ay nagpakita na ang DNA ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng kalikasan ng halaman at hayop. Ang modelo ng DNA ay ipinakita noong 1953 at ang Nobel Prize para sa pagtuklas ay iginawad noong 1962.
DNA
Simulan natin ang seksyong ito sa katotohanang mayroong 3 uri ng macromolecule sa kabuuan:
- deoxyribonucleic acid;
- ribonucleic acid;
- proteins.
Ngayon ay titingnan natin ang istraktura, ang biological na papel ng DNA. Kaya, ang biopolymer na ito ay nagpapadala ng data sa pagmamana, mga tampok sa pag-unlad hindi lamang ng carrier, kundi pati na rin ng lahat ng nakaraang henerasyon. Ang DNA monomer ay isang nucleotide. Kaya, ang DNA ang pangunahing bahagi ng mga chromosome, na naglalaman ng genetic code.
Paano ang transmission nitoimpormasyon? Ang buong punto ay nakasalalay sa kakayahan ng mga macromolecule na ito na magparami ng kanilang mga sarili. Ang kanilang bilang ay walang hanggan, na maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng kanilang malaking sukat, at bilang isang resulta, sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng iba't ibang mga nucleotide sequence.
DNA structure
Upang maunawaan ang biological na papel ng DNA sa isang cell, kailangang maging pamilyar sa istruktura ng molekulang ito.
Magsimula tayo sa pinakasimple, lahat ng nucleotide sa kanilang istraktura ay may tatlong bahagi:
- nitrogenous base;
- pentose sugar;
- phosphate group.
Ang bawat indibidwal na nucleotide sa molekula ng DNA ay naglalaman ng isang nitrogenous base. Maaari itong maging alinman sa apat na posible:
- A (adenine);
- G (guanine);
- C (cytosine);
- T (thymine).
Ang A at G ay mga purine, at ang C, T at U (uracil) ay mga pyramidin.
May ilang mga panuntunan para sa ratio ng nitrogenous bases, na tinatawag na Chargaff's rules.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) maaari naming ilipat ang lahat ng hindi alam sa kaliwang bahagi at makakuha ng: (A + G) / (T + C)=1 (ang formula na ito ang pinaka-maginhawa kapag nilulutas ang mga problema sa biology).
- A + C=G + T.
- Ang halaga ng (A + C)/(G + T) ay pare-pareho. Sa mga tao, ito ay 0.66, ngunit, halimbawa, sa bacteria, ito ay mula 0.45 hanggang 2.57.
Ang istraktura ng bawat molekula ng DNA ay kahawig ng isang double twisted helix. Tandaan na ang mga polynucleotide chain ay antiparallel. Iyon ay, ang lokasyon ng nucleotideang mga pares sa isang strand ay nasa reverse order kaysa sa mga nasa kabilang strand. Ang bawat pagliko ng helix na ito ay naglalaman ng hanggang 10 pares ng nucleotide.
Paano pinagsama ang mga tanikala na ito? Bakit malakas ang isang molekula at hindi nasisira? Ang lahat ay tungkol sa hydrogen bond sa pagitan ng nitrogenous bases (sa pagitan ng A at T - dalawa, sa pagitan ng G at C - tatlo) at hydrophobic interaction.
Sa dulo ng seksyon, gusto kong banggitin na ang DNA ang pinakamalaking organikong molekula, ang haba nito ay nag-iiba mula 0.25 hanggang 200 nm.
Complementarity
Suriin nating mabuti ang mga pairwise bond. Nasabi na namin na ang mga pares ng nitrogenous base ay nabuo hindi sa isang magulong paraan, ngunit sa isang mahigpit na pagkakasunud-sunod. Kaya, ang adenine ay maaari lamang magbigkis sa thymine, at ang guanine ay maaari lamang magbigkis sa cytosine. Ang sunud-sunod na pagsasaayos ng mga pares sa isang strand ng isang molekula ay nagdidikta ng kanilang pagkakaayos sa isa pa.
Kapag nagrereplika o nagdodoble upang bumuo ng bagong molekula ng DNA, ang panuntunang ito, na tinatawag na "complementarity", ay kinakailangang sundin. Mapapansin mo ang sumusunod na pattern, na binanggit sa buod ng mga panuntunan ni Chargaff - ang bilang ng mga sumusunod na nucleotide ay pareho: A at T, G at C.
Replikasyon
Ngayon ay pag-usapan natin ang biological na papel ng DNA replication. Magsimula tayo sa katotohanan na ang molekula na ito ay may kakaibang kakayahang magparami mismo. Ang terminong ito ay tumutukoy sa synthesis ng isang molekulang anak.
Noong 1957, tatlong modelo ng prosesong ito ang iminungkahi:
- konserbatibo (ang orihinal na molekula ay napanatili at may nabuong bago);
- semi-conservative(paghihiwa ng orihinal na molekula sa mga monochain at pagdaragdag ng mga pantulong na base sa bawat isa sa kanila);
- dispersed (molecular decay, fragment replication at random collection).
May tatlong hakbang ang proseso ng pagtitiklop:
- initiation (pag-unwinding ng mga seksyon ng DNA gamit ang helicase enzyme);
- pagpahaba (pagpapahaba ng kadena sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga nucleotide);
- pagwawakas (naabot ang kinakailangang haba).
Ang kumplikadong prosesong ito ay may espesyal na tungkulin, iyon ay, isang biyolohikal na tungkulin - upang matiyak ang tumpak na paghahatid ng genetic na impormasyon.
RNA
Sinabi kung ano ang biological na papel ng DNA, ngayon iminumungkahi namin na magpatuloy sa pagsasaalang-alang ng ribonucleic acid (iyon ay, RNA).
Simulan natin ang seksyong ito sa pagsasabi na ang molekula na ito ay kasinghalaga ng DNA. Maaari nating makita ito sa ganap na anumang organismo, prokaryotic at eukaryotic cells. Ang molekula na ito ay naoobserbahan pa nga sa ilang mga virus (pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga virus na naglalaman ng RNA).
Ang isang natatanging tampok ng RNA ay ang pagkakaroon ng isang solong chain ng mga molekula, ngunit, tulad ng DNA, ito ay binubuo ng apat na nitrogenous base. Sa kasong ito, ito ay:
- adenine (A);
- uracil (U);
- cytosine (C);
- guanine (G).
Lahat ng RNA ay nahahati sa tatlong grupo:
- matrix, na karaniwang tinatawag na informational (posible ang pagbawas sa dalawang anyo: mRNA o mRNA);
- transportasyon (tRNA);
- ribosomal (rRNA).
Mga Paggana
Napag-usapan ang biological na papel ng DNA, ang istraktura at mga tampok nito ng RNA, iminumungkahi naming magpatuloy sa mga espesyal na misyon (function) ng ribonucleic acid.
Magsimula tayo sa mRNA o mRNA, ang pangunahing gawain nito ay ang paglipat ng impormasyon mula sa molekula ng DNA patungo sa cytoplasm ng nucleus. Gayundin, ang mRNA ay isang template para sa synthesis ng protina. Kung tungkol sa porsyento ng ganitong uri ng mga molekula, ito ay medyo mababa (mga 4%).
At ang porsyento ng rRNA sa cell ay 80. Kinakailangan ang mga ito, dahil sila ang batayan ng mga ribosom. Ang ribosomal RNA ay kasangkot sa synthesis ng protina at pagpupulong ng polypeptide chain.
Adapter na bumubuo ng mga amino acid ng chain - tRNA na naglilipat ng mga amino acid sa lugar ng synthesis ng protina. Ang porsyento sa cell ay humigit-kumulang 15%.
Biological role
Upang buod: ano ang biyolohikal na papel ng DNA? Sa panahon ng pagkatuklas ng molekulang ito, walang malinaw na impormasyon ang maibibigay sa bagay na ito, ngunit kahit ngayon ay hindi pa alam ang lahat tungkol sa kahalagahan ng DNA at RNA.
Kung pag-uusapan natin ang pangkalahatang biological na kahalagahan, kung gayon ang kanilang tungkulin ay ilipat ang namamana na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, synthesis ng protina at coding ng mga istruktura ng protina.
Marami ang nagpapahayag ng sumusunod na bersyon: ang mga molekula na ito ay konektado hindi lamang sa biyolohikal, kundi pati na rin sa espirituwal na buhay ng mga nabubuhay na nilalang. Kung naniniwala ka sa opinyon ng mga metaphysician, naglalaman ang DNA ng karanasan ng mga nakaraang buhay at banal na enerhiya.
