Struktur og funksjon av DNA og RNA (Tabell)

Det er velkjent at alle former for levende materie,alt fra virus til høyorganiserte dyr (inkludert mennesker), har et unikt arvelig apparat. Det er representert av molekyler av to typer nukleinsyrer: deoksyribonukleinsyre og ribonukleinsyre. I disse organiske stoffene er informasjon som overføres fra foreldre til avkom under reproduksjon kodet. I dette papiret vil vi studere både DNA-RNAs struktur og funksjoner i en celle, og også vurdere mekanismene som ligger til grunn for prosessene for overføring av arvelige egenskaper til levende materie.

Som det viste seg, egenskapene til nukleinsyrer, selv omog har noen vanlige trekk, likevel varierer i mange henseender hverandre. Derfor sammenligner vi funksjonene til DNA og RNA, utført av disse biopolymerene i cellene i forskjellige grupper av organismer. Tabellen som presenteres i papiret, vil bidra til å forstå hva som er deres grunnleggende forskjell.

Nukleinsyrer - komplekse biopolymerer

Oppdagelser innen molekylærbiologi,som skjedde tidlig i det tjuende århundre, spesielt dekoding av strukturen av deoksyribonukleinsyre, tjente som en drivkraft for utviklingen av moderne cytologi, genetikk, bioteknologi og genteknologi. Fra et synspunkt av organisk kjemi er DNA og RNA høymolekylære stoffer som består av gjentatte repeterende enheter - monomerer, også kalt nukleotider. Det er kjent at de er koblet til hverandre, og danner kjeder som er i stand til romlig selvorganisasjon.

Slike makromolekyler av DNA bindes ofte tilspesielle proteiner, som har spesielle egenskaper og kalles histoner. Nukleoproteinkomplekser danner spesielle strukturer - nukleosomer, som igjen er en del av kromosomene. Nukleinsyrer kan finnes både i kjernen og i cytoplasmaet til cellen, som er tilstede i noen av dets organeller, for eksempel mitokondrier eller kloroplaster.

Romlig struktur av arvelighetens substans

For å forstå funksjonene til DNA og RNA, trenger du detaljerå forstå egenskapene til deres struktur. Som proteiner, nukleinsyrer, er flere nivåer av organisering av makromolekyler iboende. Den primære strukturen er representert ved polynukleotidkjeder, den sekundære og tertiære konfigurasjonen selvkontrakt på grunn av den fremvoksende kovalente bindingstype. En spesiell rolle for å opprettholde den romlige formen til molekylene tilhører hydrogenbindinger, samt van der Waals-krefter av interaksjon. Som et resultat dannes en kompakt DNA struktur, kalt super-helix.

Monomerer av nukleinsyrer

Strukturen og funksjonen til DNA, RNA, proteiner og andreOrganiske polymerer avhenger både av den kvalitative og kvantitative sammensetningen av deres makromolekyler. Begge typer nukleinsyrer består av strukturelle elementer kalt nukleotider. Som kjent fra kjemiforløpet påvirker strukturen av et stoff nødvendigvis sin funksjon. DNA og RNA er ikke noe unntak. Det viser seg at typen av syre selv og dens rolle i cellen er avhengig av nukleotidsammensetningen. Hver monomer inneholder tre deler: en nitrogenholdig base, en karbohydrat og en ortofosforsyrerest. Det finnes fire typer nitrogenholdige baser for DNA: adenin, guanin, tymin og cytosin. I RNA-molekyler vil de være henholdsvis adenin, guanin, cytosin og uracil. Karbohydrat representeres av ulike typer pentose. I ribonukleinsyre er ribose og i DNA - dets deoksygenform, kalt deoksyribose.

Egenskaper av deoksyribonukleinsyre

Først skal vi se på DNA-strukturen og funksjonene. RNA, som har en enklere romlig konfigurasjon, vil bli studert av oss i neste avsnitt. Således holdes to polynukleotidstrenger sammen ved gjentatte ganger gjentatte hydrogenbindinger dannet mellom nitrogenbasisene. I paret "adenin-tymin" er det to, og i paret "guanin-cytosin" - tre hydrogenbindinger.

Konservativ overensstemmelse med purin ogpyrimidinbaser ble oppdaget av E. Chargaff og ble kalt komplementaritetsprinsippet. I en enkelt kjede er nukleotidene koblet sammen av fosfodiesterbindinger dannet mellom pentosen og ortofosforsyreresten i en rekke lokaliserte nukleotider. Spiralformen av begge kjedene opprettholdes av hydrogenbindinger som oppstår mellom hydrogen og oksygenatomer i nukleotidet. Høyere tertiær struktur (supercoiled) - er karakteristisk for atomenergi av eukaryotiske celler. I denne formen er den tilstede i kromatinet. Imidlertid har bakterier og DNA-holdige virus deoksyribonukleinsyre, ikke forbundet med proteiner. Den er representert av en ringform og kalles et plasmid.

Den samme typen DNA har mitokondrier og kloroplaster- organeller av plante- og dyreceller. Deretter finner vi ut hva som er forskjellen mellom funksjonene til DNA og RNA. Tabellen under viser oss disse forskjellene i strukturen og egenskapene til nukleinsyrer.

Ribonukleinsyre

RNA-molekylet består av ett polynukleotidgarn (unntatt dobbeltrådet struktur av noen virus) som kan være både i kjernen og i cellens cytoplasma. Det finnes flere typer ribonukleinsyrer, som varierer i struktur og egenskaper. Dermed har informasjons-RNA den største molekylvekten. Det er syntetisert i kjernen til en celle på et av gener. Oppgaven med mRNA er å overføre informasjon om proteinsammensetningen fra kjernen til cytoplasma. Transport skjema nukleinsyre settes monomere proteiner - aminosyrer - og leverer dem til setet for biosyntese.

Endelig dannes ribosomalt RNA i nukleolus ogdeltar i proteinsyntese. Som du kan se, er funksjonene til DNA og RNA i cellulær metabolisme varierte og svært viktige. De vil først og fremst avhenge av hvilke celler organismer er molekyler av arvelighetens substans. I virus kan ribonukleinsyre således virke som bærer av arvelig informasjon, mens i celler av eukaryote organismer har denne evnen bare deoksyribonukleinsyre.

Funksjoner av DNA og RNA i kroppen

Med sin verdi, nukleinsyrer, sammen medproteiner, er de viktigste organiske forbindelsene. De bevare og overføre arvelige egenskaper og attributter fra foreldre til avkom. La oss bestemme forskjellen mellom funksjonene til DNA og RNA. Tabellen nedenfor viser disse forskjellene mer detaljert.

Hva er kjennetegnene for virusets substans av arvelighet?

Nukleinsyrer av virus kan være av formenenkelt- og dobbeltstrengede spiraler eller ringer. Ifølge D. Baltimores klassifisering inneholder disse objektene fra microworld DNA-molekyler som består av en eller to kjeder. Den første gruppen inkluderer herpespatogener og adenovirus, og den andre gruppen inkluderer for eksempel parvovirus.

Funksjonene til DNA og RNA-virus erpenetrasjon av egen arvelig informasjon i cellen, gjennomføring av replikasjonsreaksjoner av virale nukleinsyremolekyler og montering av proteinpartikler i ribosomene til vertscellen. Som et resultat er hele cellemetabolismen helt underordnet parasittene, som raskt multipliserer, fører cellen til døden.

RNA-inneholdende virus

I virologi, delingen av disse organismerpå flere grupper. Dermed inkluderer den første arten kalt enkeltstrenget (+) RNA. De nukleinsyre utfører de samme funksjonene som informasjonen RNA av eukaryotiske celler. Den andre gruppen inkluderer enkeltstrenget (-) RNA. For det første, med sine molekyler, opptrer transkripsjon, noe som fører til utseendet av molekyler (+) RNA, og de tjener i sin tur som en matrise for samling av virale proteiner.

Basert på det ovenfor, for alleorganismer, inkludert virus, er funksjonene til DNA og RNA kort karakterisert som følger: lagring av arvelige egenskaper og egenskaper av organismen og videre overføring til deres avkom.