Elke lewende organisme in ons wêreld is anders. Nie net mense verskil van mekaar nie. Diere en plante van dieselfde spesie het ook verskille. Die rede hiervoor is nie net verskillende lewensomstandighede en lewenservaring nie. Die individualiteit van elke organisme word daarin neergelê met behulp van genetiese materiaal.
Belangrike en interessante vrae oor nukleïensure
Selfs voor geboorte het elke organisme sy eie stel gene, wat absoluut alle strukturele kenmerke bepaal. Dit is byvoorbeeld nie net die kleur van die jas of die vorm van die blare nie. Belangriker eienskappe word in gene neergelê. 'n Hamster kan immers nie vir 'n kat gebore word nie, en 'n kremetart kan nie uit koringsade groei nie.
En nukleïensure - RNA en DNA-molekules - is verantwoordelik vir al hierdie groot hoeveelheid inligting. Hulle belangrikheid is baie moeilik om te oorskat. Hulle stoor immers nie net inligting deur die lewe nie, hulle help om dit met behulp van proteïene te verwesenlik, en boonop gee hulle dit oor na die volgende generasie. Hoe doen hulle dit, hoe kompleks is die struktuur van die DNA- en RNA-molekules? Hoe is hulle soortgelyk en wat is hul verskille? In dit alles is onsen ons sal dit in die volgende hoofstukke van die artikel uitvind.
Ons sal al die inligting stuk vir stuk ontleed, begin met die heel basiese beginsels. Eerstens sal ons leer wat nukleïensure is, hoe hulle ontdek is, dan sal ons praat oor hul struktuur en funksies. Aan die einde van die artikel wag ons vir 'n vergelykende tabel van RNA en DNA, waarna jy enige tyd kan verwys.
Wat is nukleïensure
Nukleinsure is organiese verbindings met 'n hoë molekulêre gewig, is polimere. In 1869 is hulle die eerste keer beskryf deur Friedrich Miescher, 'n Switserse biochemikus. Hy het 'n stof, wat fosfor en stikstof insluit, uit etterselle geïsoleer. As ons aanvaar dat dit net in die kerne geleë is, het die wetenskaplike dit nukleïen genoem. Maar wat oorgebly het ná die skeiding van proteïene, is nukleïensuur genoem.
Die monomere daarvan is nukleotiede. Hulle getal in 'n suurmolekule is individueel vir elke spesie. Nukleotiede is molekules wat uit drie dele bestaan:
- monosakkaried (pentose), kan van twee tipes wees - ribose en deoksiribose;
- stikstofbasis (een van vier);
- fosforsuurresidu.
Volgende, ons sal kyk na die verskille en ooreenkomste tussen DNA en RNA, die tabel heel aan die einde van die artikel sal opsom.
Struktuurkenmerke: pentoses
Die heel eerste ooreenkoms tussen DNA en RNA is dat hulle monosakkariede bevat. Maar vir elke suur is hulle anders. Afhangende van watter pentose in die molekule is, word nukleïensure in DNA en RNA verdeel. DNA bevat deoksiribose, terwyl RNA bevatribose. Beide pentoses kom slegs in sure in die β-vorm voor.
Deoksiribose het geen suurstof by die tweede koolstofatoom (aangedui as 2'). Wetenskaplikes stel voor dat die afwesigheid daarvan:
- verkort die skakel tussen C2 en C3;
- maak die DNA-molekule sterker;
- skep die toestande vir kompakte DNS-verpakking in die kern.
Bouvergelyking: stikstofbasisse
Vergelykende karakterisering van DNA en RNA is nie maklik nie. Maar die verskille is van die begin af sigbaar. Stikstofbasisse is die belangrikste boustene in ons molekules. Hulle dra die genetiese inligting. Meer presies, nie die basisse self nie, maar hul volgorde in die ketting. Hulle is purien en pirimidien.
Die samestelling van DNA en RNA verskil reeds op die vlak van monomere: in deoksiribonukleïensuur kan ons adenien, guanien, sitosien en timien vind. Maar RNA bevat uracil in plaas van timien.
Hierdie vyf basisse is die hoof (hoof), hulle maak die meeste van die nukleïensure uit. Maar behalwe hulle, is daar ander. Dit gebeur baie selde, sulke basisse word klein genoem. Albei word in albei sure gevind - dit is nog 'n ooreenkoms tussen DNA en RNA.
Die volgorde van hierdie stikstofbasisse (en, dienooreenkomstig, nukleotiede) in die DNS-ketting bepaal watter proteïene 'n gegewe sel kan sintetiseer. Watter molekules op 'n gegewe oomblik geskep sal word hang af van die behoeftes van die liggaam.
Gaan navlakke van organisasie van nukleïensure. Om die vergelykende eienskappe van DNA en RNA so volledig en objektief moontlik te maak, sal ons die struktuur van elk oorweeg. DNS het vier van hulle, en die aantal vlakke van organisasie in RNA hang af van die tipe daarvan.
Ontdekking van die struktuur van DNA, beginsels van struktuur
Alle organismes word in prokariote en eukariote verdeel. Hierdie klassifikasie is gebaseer op die ontwerp van die kern. Albei het DNA in die sel in die vorm van chromosome. Dit is spesiale strukture waarin deoksiribonukleïensuurmolekules met proteïene geassosieer word. DNS het vier vlakke van organisasie.
Die primêre struktuur word verteenwoordig deur 'n ketting van nukleotiede, waarvan die volgorde streng waargeneem word vir elke individuele organisme en wat onderling verbind is deur fosfodiesterbindings. Enorme suksesse in die studie van die DNA-stringstruktuur is deur Chargaff en sy medewerkers behaal. Hulle het vasgestel dat die verhoudings van stikstofbasisse sekere wette gehoorsaam.
Hulle is die Chargaff-reëls genoem. Die eerste hiervan stel dat die som van die purienbasisse gelyk moet wees aan die som van die pirimidiene. Dit sal duidelik word nadat jy met die sekondêre struktuur van DNS kennis gemaak het. Die tweede reël volg uit sy kenmerke: die molêre verhoudings A / T en G / C is gelyk aan een. Dieselfde reël geld vir die tweede nukleïensuur - dit is nog 'n ooreenkoms tussen DNA en RNA. Slegs die tweede het oral urasil in plaas van timien.
Baie wetenskaplikes het ook begin om die DNA van verskillende spesies volgens 'n groter aantal basisse te klassifiseer. As die som "A+T" ismeer as "G + C", word sulke DNS AT-tipe genoem. As dit andersom is, dan het ons te doen met die GC-tipe DNA.
Die sekondêre struktuurmodel is in 1953 deur wetenskaplikes Watson en Crick voorgestel, en dit word vandag steeds algemeen aanvaar. Die model is 'n dubbelheliks, wat uit twee antiparallelle kettings bestaan. Die hoofkenmerke van die sekondêre struktuur is:
- die samestelling van elke DNS-string is streng spesifiek vir die spesie;
- die binding tussen die kettings is waterstof, gevorm volgens die beginsel van komplementariteit van stikstofbasisse;
- polinukleotiedkettings vou om mekaar en vorm 'n regshandige heliks genaamd "heliks";
- fosforsuurreste is buite die heliks geleë, stikstofbasisse is binne.
Verder, digter, harder
Die tersiêre struktuur van DNS is 'n supergedraaide struktuur. Dit wil sê, nie net draai twee kettings met mekaar in 'n molekule nie, vir groter kompaktheid word DNS om spesiale proteïene - histone - gewikkel. Hulle word in vyf klasse verdeel, afhangende van die inhoud van lisien en arginien daarin.
Die laaste vlak van DNS is die chromosoom. Om te verstaan hoe styf die draer van genetiese inligting daarin gepak is, stel jou die volgende voor: as die Eiffeltoring deur al die stadiums van verdigting gegaan het, soos DNA, kan dit in 'n vuurhoutjiedosie geplaas word.
Chromosome is enkel (bestaan uit een chromatied) en dubbel (bestaan uit twee chromatiede). Hulle bied veilige berginggenetiese inligting, en indien nodig, kan hulle omdraai en toegang tot die gewenste area oopmaak.
Tipes RNA, strukturele kenmerke
Benewens die feit dat enige RNA in sy primêre struktuur van DNA verskil (gebrek aan timien, teenwoordigheid van uracil), verskil die volgende vlakke van organisasie ook:
- Oordrag-RNA (tRNA) is 'n enkelstrengige molekule. Om sy funksie te vervul om aminosure na die plek van proteïensintese te vervoer, het dit 'n baie ongewone sekondêre struktuur. Dit word "klawerblaar" genoem. Elkeen van sy lusse verrig sy eie funksie, maar die belangrikste is die aanvaarderstam ('n aminosuur kleef daaraan) en die antikodon (wat moet ooreenstem met die kodon op boodskapper-RNA). Die tersiêre struktuur van tRNA is min bestudeer, want dit is baie moeilik om so 'n molekule te isoleer sonder om die hoë vlak van organisasie te versteur. Maar wetenskaplikes het inligting. Byvoorbeeld, in gis is die oordrag-RNA gevorm soos die letter L.
- Boodschapper-RNA (ook genoem inligting) voer die funksie uit om inligting van DNA na die plek van proteïensintese oor te dra. Sy vertel watter soort proteïen op die ou end sal uitkom, ribosome beweeg daarlangs in die proses van sintese. Sy primêre struktuur is 'n enkelstrengige molekule. Die sekondêre struktuur is baie kompleks, wat nodig is vir die korrekte bepaling van die begin van proteïensintese. mRNA word gevou in die vorm van haarnaaldjies, aan die punte waarvan daar plekke is vir die begin en einde van proteïenverwerking.
- Ribosomale RNA word in ribosome aangetref. Hierdie organelle bestaan uit twee subdeeltjies, wat elkgasheer vir sy eie rRNA. Hierdie nukleïensuur bepaal die plasing van alle ribosomale proteïene en funksionele sentrums van hierdie organel. Die primêre struktuur van rRNA word verteenwoordig deur 'n volgorde van nukleotiede, soos in vorige suurvariëteite. Dit is bekend dat die finale stadium van rRNA-vou die paring van die terminale dele van een string is. Die vorming van sulke blaarstele lewer 'n bykomende bydrae tot die verdigting van die hele struktuur.
DNA-funksies
Deoksiribonukleïensuur dien as 'n bewaarplek van genetiese inligting. Dit is in die volgorde van sy nukleotiede dat al die proteïene van ons liggaam "versteek" is. In DNA word hulle nie net gestoor nie, maar ook goed beskerm. En selfs as 'n fout tydens kopiëring voorkom, sal dit reggestel word. Sodoende sal alle genetiese materiaal behoue bly en die nageslag bereik.
Om inligting aan afstammelinge oor te dra, het DNA die vermoë om te verdubbel. Hierdie proses word replikasie genoem. 'n Vergelykende tabel van RNA en DNA sal ons wys dat 'n ander nukleïensuur dit nie kan doen nie. Maar dit het baie ander funksies.
RNA-funksies
Elke tipe RNA het sy eie funksie:
- Vervoer ribonukleïensuur lewer aminosure aan ribosome, waar dit in proteïene gemaak word. tRNA bring nie net boumateriaal nie, dit is ook betrokke by kodonherkenning. En hoe korrek die proteïen gebou sal word, hang af van sy werk.
- Boodskap RNA lees inligting vanDNA en dra dit na die plek van proteïensintese. Daar heg dit aan die ribosoom en dikteer die volgorde van die aminosure in die proteïen.
- Ribosomale RNA verseker die integriteit van die struktuur van die organel, reguleer die werk van alle funksionele sentrums.
Hier is nog 'n ooreenkoms tussen DNA en RNA: hulle sorg albei vir die genetiese inligting wat die sel dra.
Vergelyking van DNA en RNA
Om al die bogenoemde inligting te organiseer, kom ons skryf dit alles in 'n tabel neer.
| DNA | RNA | |
| Hokligging | Kern, chloroplaste, mitochondria | Kern, chloroplaste, mitochondria, ribosome, sitoplasma |
| monomeer | Deoksiribonukleotiede | Ribonukleotiede |
| Struktuur | Dubbelstring-heliks | Enkelketting |
| Nukleotiede | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Kenmerke | Stabiel, in staat tot replisering | Labiel, kan nie verdubbel nie |
| Functions | berging en oordrag van genetiese inligting | Oordrag van oorerflike inligting (mRNA), strukturele funksie (rRNA, mitochondriale RNA), deelname aan proteïensintese (mRNA, tRNA, rRNA) |
Ons het dus kortliks gepraat oor die ooreenkomste tussen DNA en RNA. Die tafel sal 'n onontbeerlike assistent in die eksamen wees of 'n eenvoudige herinnering.
Benewens wat ons reeds vroeër geleer het, het verskeie feite in die tabel verskyn. Byvoorbeeld, die vermoë van DNAduplisering is nodig vir seldeling sodat beide selle die korrekte genetiese materiaal ten volle ontvang. Terwyl vir RNA, verdubbeling geen sin maak nie. As 'n sel nog 'n molekule benodig, sintetiseer dit dit vanaf die DNA-sjabloon.
Die kenmerke van DNA en RNA was kort, maar ons het al die kenmerke van die struktuur en funksies gedek. Die proses van translasie - proteïensintese - is baie interessant. Nadat jy daarmee kennis gemaak het, word dit duidelik hoe groot 'n rol RNA in die lewe van 'n sel speel. En die proses van DNA-duplisering is baie opwindend. Wat is die moeite werd om die dubbelheliks te breek en elke nukleotied te lees!
Leer elke dag iets nuuts. Veral as hierdie nuwe ding in elke sel van jou liggaam gebeur.
