W tym artykule możesz poznać biologiczną rolę DNA. Tak więc ten skrót jest znany wszystkim ze szkolnej ławki, ale nie każdy ma pojęcie, co to jest. Po szkolnym kursie biologii minimalna wiedza z zakresu genetyki i dziedziczności pozostaje w pamięci, ponieważ dzieci otrzymują ten złożony temat tylko powierzchownie. Ale ta wiedza (biologiczna rola DNA, jego wpływ na organizm) może być niezwykle użyteczna.
Zacznijmy od tego, że kwasy nukleinowe pełnią ważną funkcję, a mianowicie zapewniają ciągłość życia. Te makrocząsteczki są prezentowane w dwóch formach:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Są przekaźnikami planu genetycznego dla struktury i funkcjonowania komórek ciała. Porozmawiajmy o nich bardziej szczegółowo.
DNA i RNA
Zacznijmy od tego, jaka gałąź nauki zajmuje się takim kompleksempytania typu:
- badanie zasad przechowywania informacji dziedzicznych;
- jego wdrożenie;
- transmisja;
- badanie struktury biopolimerów;
- ich funkcje.
Wszystko to jest badane przez biologię molekularną. To właśnie w tej gałęzi nauk biologicznych można znaleźć odpowiedź na pytanie, jaka jest biologiczna rola DNA i RNA.
Te wielkocząsteczkowe związki utworzone z nukleotydów nazywane są „kwasami nukleinowymi”. To tutaj przechowywane są informacje o ciele, które determinują rozwój jednostki, wzrost i dziedziczność.
Odkrycie kwasu dezoksyrybonukleinowego i rybonukleinowego przypada na rok 1868. Następnie naukowcom udało się wykryć je w jądrach leukocytów i plemników łosia. Kolejne badania wykazały, że DNA można znaleźć we wszystkich komórkach natury roślinnej i zwierzęcej. Model DNA został zaprezentowany w 1953 roku, a Nagroda Nobla za odkrycie została przyznana w 1962 roku.
DNA
Zacznijmy tę sekcję od tego, że w sumie istnieją 3 rodzaje makrocząsteczek:
- kwas dezoksyrybonukleinowy;
- kwas rybonukleinowy;
- białka.
Teraz przyjrzymy się bliżej strukturze, biologicznej roli DNA. Tak więc ten biopolimer przekazuje dane dotyczące dziedziczności, cech rozwojowych nie tylko nosiciela, ale także wszystkich poprzednich pokoleń. Monomer DNA jest nukleotydem. Zatem DNA jest głównym składnikiem chromosomów, zawierającym kod genetyczny.
Jak przebiega transmisja tegoInformacja? Cała rzecz tkwi w zdolności tych makrocząsteczek do samoreprodukowania. Ich liczba jest nieskończona, co można wytłumaczyć ich dużym rozmiarem, a co za tym idzie ogromną liczbą różnych sekwencji nukleotydowych.
Struktura DNA
Aby zrozumieć biologiczną rolę DNA w komórce, konieczne jest zapoznanie się ze strukturą tej cząsteczki.
Zacznijmy od najprostszego, wszystkie nukleotydy w swojej strukturze składają się z trzech składników:
- podstawa azotowa;
- cukier pentozowy;
- grupa fosforanowa.
Każdy pojedynczy nukleotyd w cząsteczce DNA zawiera jedną zasadę azotową. Może to być absolutnie dowolna z czterech możliwych:
- A (adenina);
- G (guanina);
- C (cytozyna);
- T (tymina).
A i G to puryny, a C, T i U (uracyl) to piramidyny.
Istnieje kilka zasad dotyczących proporcji zasad azotowych, zwanych zasadami Chargaffa.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) możemy przenieść wszystkie niewiadome na lewą stronę i otrzymać: (A + G) / (T + C)=1 (ten wzór jest najwygodniejszy przy rozwiązywaniu problemów w biologia).
- A + C=G + T.
- Wartość (A + C)/(G + T) jest stała. U ludzi wynosi 0,66, ale na przykład u bakterii wynosi od 0,45 do 2,57.
Struktura każdej cząsteczki DNA przypomina podwójnie skręconą helisę. Zauważ, że łańcuchy polinukleotydowe są antyrównoległe. To znaczy lokalizacja nukleotydupary na jednej nitce są w odwrotnej kolejności niż na drugiej. Każdy obrót tej helisy zawiera aż 10 par nukleotydów.
Jak te łańcuchy są ze sobą połączone? Dlaczego cząsteczka jest silna i nie rozpada się? Chodzi o wiązanie wodorowe między zasadami azotowymi (między A i T - dwa, między G i C - trzy) oraz oddziaływanie hydrofobowe.
Na końcu tego rozdziału chciałbym wspomnieć, że DNA jest największą cząsteczką organiczną, której długość waha się od 0,25 do 200 nm.
Komplementarność
Przyjrzyjmy się bliżej obligacjom parami. Powiedzieliśmy już, że pary zasad azotowych powstają nie w sposób chaotyczny, ale w ścisłej kolejności. Tak więc adenina może wiązać się tylko z tyminą, a guanina może wiązać się tylko z cytozyną. Ten sekwencyjny układ par w jednej nici cząsteczki dyktuje ich układ w drugiej.
Podczas replikacji lub podwojenia w celu utworzenia nowej cząsteczki DNA, ta zasada zwana „komplementarnością” jest koniecznie przestrzegana. Można zauważyć następujący wzór, o którym wspomniano w podsumowaniu reguł Chargaffa - liczba następujących nukleotydów jest taka sama: A i T, G i C.
Replikacja
Teraz porozmawiajmy o biologicznej roli replikacji DNA. Zacznijmy od tego, że ta cząsteczka ma wyjątkową zdolność do samoreprodukowania. Termin ten odnosi się do syntezy cząsteczki potomnej.
W 1957 roku zaproponowano trzy modele tego procesu:
- konserwatywny (pierwotna cząsteczka zostaje zachowana i powstaje nowa);
- półkonserwatywny(rozbicie oryginalnej cząsteczki na monołańcuchy i dodanie komplementarnych zasad do każdego z nich);
- rozproszenie (rozpad molekularny, replikacja fragmentów i losowe zbieranie).
Proces replikacji składa się z trzech kroków:
- inicjacja (odwijanie odcinków DNA przy użyciu enzymu helikazy);
- elongacja (wydłużenie łańcucha poprzez dodanie nukleotydów);
- zakończenie (osiągnięcie wymaganej długości).
Ten złożony proces ma specjalną funkcję, to znaczy biologiczną rolę - aby zapewnić dokładne przekazywanie informacji genetycznej.
RNA
Powiedzialiśmy już, jaka jest biologiczna rola DNA, teraz sugerujemy przejście do rozważenia kwasu rybonukleinowego (czyli RNA).
Zacznijmy tę sekcję od stwierdzenia, że ta cząsteczka jest tak samo ważna jak DNA. Możemy go wykryć w absolutnie każdym organizmie, komórkach prokariotycznych i eukariotycznych. Ta cząsteczka jest nawet obserwowana w niektórych wirusach (mówimy o wirusach zawierających RNA).
Charakterystyczną cechą RNA jest obecność pojedynczego łańcucha cząsteczek, ale podobnie jak DNA składa się z czterech zasad azotowych. W tym przypadku jest to:
- adenina (A);
- uracyl (U);
- cytozyna (C);
- guanina (G).
Wszystkie RNA są podzielone na trzy grupy:
- macierz, która jest powszechnie nazywana informacyjną (redukcja jest możliwa w dwóch postaciach: mRNA lub mRNA);
- transport (tRNA);
- rybosom (rRNA).
Funkcje
Zajmując się biologiczną rolą DNA, jego strukturą i cechami RNA, proponujemy przejść do specjalnych misji (funkcji) kwasów rybonukleinowych.
Zacznijmy od mRNA lub mRNA, których głównym zadaniem jest przeniesienie informacji z cząsteczki DNA do cytoplazmy jądra. Ponadto mRNA jest matrycą do syntezy białek. Jak na procent tego typu cząsteczek, to jest on dość niski (około 4%).
A procent rRNA w komórce wynosi 80. Są one niezbędne, ponieważ stanowią podstawę rybosomów. Rybosomalny RNA bierze udział w syntezie białek i montażu łańcucha polipeptydowego.
Adapter budujący łańcuch aminokwasów – tRNA przenoszący aminokwasy w obszar syntezy białek. Procent w komórce wynosi około 15%.
Rola biologiczna
Podsumowując: jaka jest biologiczna rola DNA? W momencie odkrycia tej cząsteczki nie można było podać żadnych oczywistych informacji w tej sprawie, ale nawet teraz nie wiadomo wszystkiego o znaczeniu DNA i RNA.
Jeśli mówimy o ogólnym znaczeniu biologicznym, ich rolą jest przekazywanie informacji dziedzicznych z pokolenia na pokolenie, synteza białek i kodowanie struktur białkowych.
Wielu wyraża następującą wersję: te cząsteczki są związane nie tylko z biologicznym, ale także duchowym życiem istot żywych. Jeśli wierzysz opinii metafizyków, to DNA zawiera doświadczenia z poprzednich wcieleń i boską energię.
