Ang mga nucleic acid ay may mahalagang papel sa cell, na tinitiyak ang mahalagang aktibidad at pagpaparami nito. Ginagawang posible ng mga katangiang ito na tawagin silang pangalawang pinakamahalagang biyolohikal na molekula pagkatapos ng mga protina. Maraming mga mananaliksik ang naglagay ng DNA at RNA sa unang lugar, na nagpapahiwatig ng kanilang pangunahing kahalagahan sa pag-unlad ng buhay. Gayunpaman, sila ay nakatakdang kumuha ng pangalawang lugar pagkatapos ng mga protina, dahil ang batayan ng buhay ay tiyak na polypeptide molecule.
Ang mga nucleic acid ay ibang antas ng buhay, mas kumplikado at kawili-wili dahil sa katotohanan na ang bawat uri ng molekula ay gumagawa ng isang partikular na trabaho para dito. Dapat itong tingnan nang mas detalyado.
Ang konsepto ng mga nucleic acid
Lahat ng nucleic acid (DNA at RNA) ay biological heterogeneous polymer na naiiba sa bilang ng mga chain. Ang DNA ay isang double-stranded polymer molecule na naglalaman nggenetic na impormasyon ng mga eukaryotic na organismo. Ang mga pabilog na molekula ng DNA ay maaaring naglalaman ng namamana na impormasyon ng ilang mga virus. Ang mga ito ay HIV at adenovirus. Mayroon ding 2 espesyal na uri ng DNA: mitochondrial at plastid (matatagpuan sa mga chloroplast).
Ang
RNA, sa kabilang banda, ay marami pang uri, dahil sa iba't ibang function ng nucleic acid. Mayroong nuclear RNA, na naglalaman ng namamana na impormasyon ng bakterya at karamihan sa mga virus, matrix (o messenger RNA), ribosomal at transportasyon. Ang lahat ng mga ito ay kasangkot alinman sa pag-iimbak ng namamana na impormasyon o sa pagpapahayag ng gene. Gayunpaman, kailangang maunawaan nang mas detalyado kung ano ang mga function na ginagawa ng mga nucleic acid sa cell.
Double stranded DNA molecule
Ang ganitong uri ng DNA ay isang perpektong sistema ng imbakan para sa namamana na impormasyon. Ang isang double-stranded na molekula ng DNA ay isang solong molekula na binubuo ng mga heterogenous na monomer. Ang kanilang gawain ay upang bumuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nucleotide ng isa pang kadena. Ang DNA monomer mismo ay binubuo ng isang nitrogenous base, isang orthophosphate residue, at isang limang-carbon monosaccharide deoxyribose. Depende sa kung anong uri ng nitrogenous base ang sumasailalim sa isang partikular na DNA monomer, mayroon itong sariling pangalan. Mga uri ng DNA monomer:
- deoxyribose na may orthophosphate residue at adenyl nitrogenous base;
- thymidine nitrogenous base na may deoxyribose at orthophosphate residue;
- cytosine nitrogen base, deoxyribose at orthophosphate residue;
- orthophosphate na may deoxyribose at guanine nitrogenous residue.
Sa pagsulat, upang gawing simple ang scheme ng istruktura ng DNA, ang adenyl residue ay itinalaga bilang "A", ang guanine residue ay itinalaga bilang "G", ang thymidine residue ay "T", at ang cytosine residue ay "C ". Mahalaga na ang genetic na impormasyon ay inilipat mula sa double-stranded na molekula ng DNA patungo sa messenger RNA. Ito ay may kaunting pagkakaiba: dito, bilang isang carbohydrate residue, walang deoxyribose, ngunit ribose, at sa halip na thymidyl nitrogenous base, ang uracil ay nangyayari sa RNA.
Structure at function ng DNA
Ang
DNA ay binuo sa prinsipyo ng isang biological polymer, kung saan ang isang chain ay nilikha nang maaga ayon sa isang ibinigay na template, depende sa genetic na impormasyon ng parent cell. Ang mga nucleotide ng DNA ay konektado dito sa pamamagitan ng mga covalent bond. Pagkatapos, ayon sa prinsipyo ng complementarity, ang iba pang mga nucleotide ay nakakabit sa mga nucleotide ng single-stranded molecule. Kung sa isang solong-stranded na molekula ang simula ay kinakatawan ng nucleotide adenine, pagkatapos ay sa pangalawang (komplementaryong) chain ito ay tumutugma sa thymine. Ang guanine ay pantulong sa cytosine. Kaya, nabuo ang isang double-stranded na molekula ng DNA. Ito ay matatagpuan sa nucleus at nag-iimbak ng namamana na impormasyon, na naka-encode ng mga codon - triplets ng mga nucleotides. Mga function ng double-stranded DNA:
- pagpapanatili ng namamana na impormasyong natanggap mula sa parent cell;
- expression ng gene;
- pag-iwas sa mga pagbabagong mutational.
Ang kahalagahan ng mga protina at nucleic acid
Ito ay pinaniniwalaan na ang mga function ng mga protina at nucleic acid ay karaniwan, katulad:sila ay kasangkot sa pagpapahayag ng gene. Ang nucleic acid mismo ay ang kanilang lugar ng imbakan, at ang protina ay ang resulta ng pagbabasa ng impormasyon mula sa gene. Ang gene mismo ay isang seksyon ng isang mahalagang molekula ng DNA, na naka-pack sa isang chromosome, kung saan ang impormasyon tungkol sa istruktura ng isang partikular na protina ay naitala sa pamamagitan ng mga nucleotide. Isang gene code para sa amino acid sequence ng isang protina lamang. Ito ang protina na magpapatupad ng namamana na impormasyon.
Pag-uuri ng mga uri ng RNA
Ang mga pag-andar ng mga nucleic acid sa cell ay lubhang magkakaibang. At ang mga ito ay pinakamarami sa kaso ng RNA. Gayunpaman, ang multifunctionality na ito ay kamag-anak pa rin, dahil ang isang uri ng RNA ay responsable para sa isa sa mga function. Sa kasong ito, mayroong mga sumusunod na uri ng RNA:
- nuclear RNA ng mga virus at bacteria;
- matrix (impormasyon) RNA;
- ribosomal RNA;
- messenger RNA plasmid (chloroplast);
- Chloroplast ribosomal RNA;
- mitochondrial ribosomal RNA;
- mitochondrial messenger RNA;
- ilipat ang RNA.
RNA Function
Ang klasipikasyong ito ay naglalaman ng ilang uri ng RNA, na nahahati depende sa lokasyon. Gayunpaman, sa functional terms, dapat silang nahahati sa 4 na uri lamang: nuclear, informational, ribosomal at transport. Ang function ng ribosomal RNA ay protina synthesis batay sa nucleotide sequence ng messenger RNA. Kung saanang mga amino acid ay "dinala" sa ribosomal RNA, "sinabay" sa messenger RNA, sa pamamagitan ng isang transport ribonucleic acid. Ito ay kung paano nagpapatuloy ang synthesis sa anumang organismo na mayroong mga ribosom. Ang istraktura at paggana ng mga nucleic acid ay nagbibigay ng parehong pangangalaga ng genetic na materyal at ang paglikha ng mga proseso ng synthesis ng protina.
Mitochondrial nucleic acid
Kung halos lahat ay alam tungkol sa mga function sa cell na ginagampanan ng mga nucleic acid na matatagpuan sa nucleus o cytoplasm, kung gayon mayroon pa ring kaunting impormasyon tungkol sa mitochondrial at plastid DNA. Ang mga partikular na ribosomal at messenger RNA ay natagpuan din dito. Ang mga nucleic acid na DNA at RNA ay naroroon dito kahit na sa karamihan ng mga autotrophic na organismo.
Marahil ang nucleic acid ay pumasok sa cell sa pamamagitan ng symbiogenesis. Ang landas na ito ay itinuturing ng mga siyentipiko bilang ang pinaka-malamang dahil sa kakulangan ng mga alternatibong paliwanag. Ang proseso ay isinasaalang-alang bilang mga sumusunod: isang symbiotic autotrophic bacterium ang nakapasok sa loob ng cell sa isang tiyak na panahon. Bilang resulta, ang nuclear-free na cell na ito ay naninirahan sa loob ng cell at nagbibigay ito ng enerhiya, ngunit unti-unting bumababa.
Sa mga unang yugto ng ebolusyonaryong pag-unlad, malamang, isang symbiotic na non-nuclear bacterium ang nagpalipat ng mga proseso ng mutation sa nucleus ng host cell. Pinahintulutan nito ang mga gene na responsable para sa pag-iimbak ng impormasyon tungkol sa istraktura ng mga protina ng mitochondrial na maipasok sa nucleic acid ng host cell. Gayunpaman, sa ngayon, kung anong mga pag-andar sa cell ang ginagawa ng mga nucleic acid ng mitochondrial na pinagmulan,walang gaanong impormasyon.
Marahil, ang ilang mga protina ay na-synthesize sa mitochondria, ang istraktura nito ay hindi pa naka-encode ng nuclear DNA o RNA ng host. Malamang din na ang cell ay nangangailangan ng sarili nitong mekanismo ng synthesis ng protina dahil lamang sa maraming mga protina na na-synthesize sa cytoplasm ang hindi makadaan sa double membrane ng mitochondria. Kasabay nito, ang mga organel na ito ay gumagawa ng enerhiya, at samakatuwid, kung mayroong isang channel o isang partikular na carrier para sa protina, ito ay magiging sapat para sa paggalaw ng mga molekula at laban sa gradient ng konsentrasyon.
Plasmid DNA at RNA
Ang
Plastids (chloroplasts) ay mayroon ding sariling DNA, na malamang na responsable para sa pagpapatupad ng mga katulad na function, tulad ng kaso sa mitochondrial nucleic acids. Mayroon din itong sariling ribosomal, messenger at transfer RNA. Bukod dito, ang mga plastid, na hinuhusgahan sa bilang ng mga lamad, at hindi sa bilang ng mga biochemical na reaksyon, ay mas kumplikado. Ito ay nangyayari na maraming plastid ay may 4 na layer ng lamad, na ipinaliwanag ng mga siyentipiko sa iba't ibang paraan.
Isang bagay ang malinaw: ang mga function ng mga nucleic acid sa cell ay hindi pa ganap na pinag-aralan. Hindi alam kung ano ang kahalagahan ng mitochondrial protein-synthesizing system at ang analogous chloroplastic system. Hindi rin lubos na malinaw kung bakit kailangan ng mga cell ng mitochondrial nucleic acid kung ang mga protina (malinaw na hindi lahat) ay naka-encode na sa nuclear DNA (o RNA, depende sa organismo). Bagama't pinipilit tayo ng ilang mga katotohanan na sumang-ayon na ang sistema ng pag-synthesize ng protina ng mitochondria at mga chloroplast ay may pananagutan para sa parehong mga function bilangat DNA ng nucleus at RNA ng cytoplasm. Nag-iimbak sila ng namamana na impormasyon, pinaparami ito at ipinapasa sa mga daughter cell.
CV
Mahalagang maunawaan kung anong mga function sa cell ang gumaganap ng mga nucleic acid na nuclear, plastid at mitochondrial na pinagmulan. Nagbubukas ito ng maraming mga prospect para sa agham, dahil ang mekanismo ng symbiotic, ayon sa kung saan lumitaw ang maraming mga autotrophic na organismo, ay maaaring kopyahin ngayon. Ito ay magiging posible upang makakuha ng isang bagong uri ng cell, marahil kahit isang tao. Bagama't masyadong maaga upang pag-usapan ang tungkol sa mga prospect para sa pagpapakilala ng multi-membrane plastid organelles sa mga cell.
Mas mahalagang maunawaan na ang mga nucleic acid ay may pananagutan sa halos lahat ng proseso sa isang cell. Ito ay parehong protina biosynthesis at ang pangangalaga ng impormasyon tungkol sa istraktura ng cell. Bukod dito, mas mahalaga na ang mga nucleic acid ay gumanap ng tungkulin ng paglilipat ng namamana na materyal mula sa mga selulang magulang patungo sa mga selulang anak. Ginagarantiyahan nito ang karagdagang pag-unlad ng mga proseso ng ebolusyon.
