מבנה ותפקוד של DNA ו- RNA (לוח)

העובדה ידועה היא כי כל צורות חי משנה, מפני וירוסים וכלה בבעלי חיים גבוהים יותר (כולל בני אדם) יש להן מנגנון תורשתי ייחודי. הוא מיוצג על ידי מולקולות של שני סוגים של חומצות גרעין: דוקסיריבונוקלאית ו ריבונוקלאית. בשנת חומרים אורגניים אלה מקודדים מידע זה עובר מהורה יחידים הצאצאים ברבייה. במאמר זה, אנו לומדים כיצד המבנה והתפקוד של DNA ו- RNA בתא, כמו גם לשקול את המנגנונים העומדים בבסיס תהליכי ההעברה תורשתי מאפיינים של חומר חי.

כפי שהתברר, את המאפיינים של חומצות גרעין, למרות שיש להן כמה מאפיינים משותפים, אולם שונה מאוד ביניהם לבין עצמם. לכן אנו משווים את הפונקציות DNA ו- RNA שביצעו biopolymers אלה בתאים של קבוצות שונות של אורגניזמים. הטבלה המוצגת הנייר תעזור לך להבין מה את ההבדלים המהותיים ביניהם.

חומצות גרעין - biopolymers מורכב

תגליות בתחום הביולוגיה המולקולרית שהתרחשו במאה העשרים, בפרט, תמליל של מבנה של חומצה דוקסיריבונוקלאית, את הדחיפה לפיתוח ציטולוגיה המודרנית, גנטיקה, ביוטכנולוגיה והנדסה גנטית. מנקודת המבט של ה- DNA וה- RNA בכימיה האורגני הם חומר מולקולרי גבוה המורכב מיחידות חוזרות - מונומרים, הנקראים גם נוקלאוטידים. זה ידוע כי הם קשורים ליצירת מעגל מסוגל ארגון עצמי מרחבית.

מקרומולקולות DNA כזה משויכים בדרך כלל חלבונים ספציפיים בעלי תכונות ספציפיות היסטונים שנקרא. מתחמי nucleoprotein ליצור מבנים מיוחדים - נוקלאוזום, אשר, בתורו, הם חלק כרומוזום. חומצות גרעין עשויות להיות גם בגרעין בציטופלסמה של תאים, להיות נוכחים בהרכב של כמה אברוניו, כגון המיטוכונדריה או כלורופלסטים.

המבנה המרחבי של תורשת החומר

כדי להבין את הפונקציה של ה- DNA וה- RNA, יש צורך להבין בפירוט את הייחוד של המבנה שלהם. כמו חלבונים, חומצות גרעין מאופיינות בכמה רמות הארגון של מקרומולקולות. המבנה העיקרי מיוצג שרשרות polynucleotide, samouslozhnyayutsya תצורה משני ושלישוני נובעים דרך סוג חיבור קוולנטי. תפקיד מיוחד בשמירה על הצורה המרחבית של המולקולות שייכות קשרי מימן, כוחות ואן דר ואלס ואינטראקציות. התוצאה היא מבנה קומפקטי של דנ"א, הנקרא superspiral.

מונומרים חומצות גרעין

המבנה והתפקוד של DNA, RNA, חלבונים, פולימרים אורגניים אחרים תלויים הן על הרכב איכותי וכמותי של מקרומולקולות שלהם. שני הסוגים של חומצות גרעין מורכבי אלמנטים מבניים שנקראים נוקלאוטידים. כידוע מהקורס של כימיה, מבנה החומר בהכרח להשפיע על התפקוד שלה. DNA ו- RNA אינם יוצאי דופן. מתברר כי על הרכב נוקלאוטיד תלוי בצורה של חומצה עצמה ותפקידה התא. מונומר אחד מורכב משלושה חלקים: בסיס חנקני, פחמימה ואת השאריות של חומצה זרחתית. ישנם ארבעה סוגים של בסיסים חנקניים של DNA: אדנין, גואנין, תימין ו ציטוזין. בשנת מולקולות רנ"א, הם, בהתאמה, אדנין, גואנין, ציטוזין אורציל. פחמימות מיוצגות על ידי סוגים שונים של פנטוז. החומצה ריבונוקלאית הוא ריבוז וב DNA - בצורתו deoxygenated, שנקרא deoxyribose.

תכונות של חומצה דאוקסיריבונוקלאית

ראשית נבחן את המבנה והתפקוד של DNA. RNA בעל תצורה מרחבית פשוטה, ייבחן בפרק הבא. אז, שני גדילי polynucleotide מתקיימים בין קשרי מימן חוזרים שוב ושוב נוצרו בין בסיסי החנקן. בעוד כמה "אדנין - תימין," ישנם שני, ובשנת זוג "גואנין - ציטוזין" - שלושה קשרי מימן.

בסיסי purine ו pyrimidine קו השמרני התגלו על ידי א Chargaff ו נודעו בשם עיקרון ההשלמה. הנוקליאוטידים השרשרת האחת קשור קשר פוספודיאסטרי כי נוצרים בין שאריות פנטוז של חומצה זרחתית ו נוקלאוטידים סמוכים. הצורה הספירלית של שניהם שרשראות מתוחזק על ידי קשרי מימן המתרחשות בין אטומי מימן וחמצן שהם חלק נוקלאוטידים. עליון - מבנה שליישונים (supercoil) - מאפיין את ה- DNA הגרעיני של תאים איקריוטיים. בצורה זו היא נוכחת הכרומטין. עם זאת, חיידקים ווירוסים המכילים DNA יש חומצה דאוקסיריבונוקלאית אינו משויך חלבונים. הוא מיוצג על ידי טופס בצורת טבעת והוא נקרא פלסמיד.

יש לו את ה- DNA בצורה הזהה של מיטוכונדריה כלורופלסטים - אברונים, צמח ותאי בעלי חיים. ואז נגלינו, מה ההבדל בין פונקציה של DNA ו- RNA. הטבלה שלהלן, להראות לנו את ההבדלים במבנה ובתכונות של חומצות גרעין.

חומצה ריבונוקלאית

מולקולת RNA מורכב גדיל polynucleotide יחיד (למעט מבנה דו-גדילי של כמה וירוסים) כי יכול להיות גם בגרעין בציטופלסמה של התא. ישנם מספר סוגים של רנ"א להשתנות בין מבנה ותכונות. לפיכך, RNA שליח בעל המשקל המולקולרי הגבוה ביותר. הוא מסונתז בגרעין התא באחד הגנים. משימת mRNA - להעביר מידע על רכב החלבון מהגרעין אל הציטופלסמה. תחבורת טופס חומצות גרעין וחלבונים מצרפת מונומרים - חומצות אמינו - ומספקת אותם לאתר של ביוסינתזה.

לבסוף, רנ"א ריבוזומלי נוצר ב לגרעין והוא מעורב סינתזת החלבון. כפי שאתה יכול לראות, פונקציות DNA ו- RNA חילוף חומרים תאיים הן מגוונות מאוד חשובות. הם יהיו תלויים בעיקר על תאים של אורגניזמים אשר הם חומרי מולקולה של תורשה. לכן, חומצה ריבונוקלאית הווירוס עלול להיות נשא של מידע גנטי, ואילו בתאים של אורגניזמים איקריוטיים היכולת הזו יש חומצה דאוקסיריבונוקלאית בלבד.

פונקציה של DNA ו- RNA בגוף

בשנת חומצות גרעין הערך שלו, יחד עם חלבונים כי הם תרכובות אורגניות חיוניות. הם לשמר ולהעביר תכונות תורשתיות ותכונות מההורה אל אנשים לצאצאים. בואו להגדיר את ההבדלים בין כל פונקציות אחרות של DNA ו- RNA. הטבלה להלן מציגה את ההבדלים ביתר פירוט.

מהם המאפיינים של חומר וירוסי תורשה?

חומצות גרעין וירוס יכול להתבטא בצורה של שתי ספירלות חד פעמיים גדיל או טבעות. על פי סיווג D.Baltimora, חפצים אלה מיקרוקוסמוס מכילות מולקולות DNA מורכבות מעגלים אחד או שניים. הקבוצה הראשונה כוללת פתוגנים של הרפס אדנו-וירוסים, והשנייה כוללת, למשל, parvovirus.

הפונקציות של נגיפי DNA ו- RNA מורכבות מידע גנטי חדירה עצם לתוך תא, מולקולות תגובות שכפולות נושאות חומצות גרעין ויראלית, ואת ההרכבה של חלקיקי חלבון הריבוזומים של התא המארח. כתוצאה מכך, חילוף החומרים בתא כולו כפוף לחלוטין הטפילים כי מתרבים במהירות, מה שמוביל מוות של תאים.

וירוסי RNA המכיל

לוירולוגיה עשה את ההפרדה של אורגניזמים אלה לכמה קבוצות. אז, המין הראשון נקרא חד-גדילים (+) RNA. הם חומצות גרעין מבצעת אותן פונקציות כמו רנ"א שליח של תאים איקריוטיים. בקבוצה אחרת כוללת חד-גדילי (-) RNA. ראשית, תעתיק המולקולות שלהם מתרחש, שמוביל להופעת מולקולות (+) RNA, ואלה בתורם, לשמש תבנית החלבונים הנגיפיים.

בהתבסס על האמור לעיל, עבור כל האורגניזמים, כולל וירוסים, DNA ו- RNA פונקציות מאופיינת בקצרה כמו: תכונות תורשתיות אחסון ומאפיינים של אורגניזם לבין שידור נוסף של צאצאיהם.