DNR ir RNR struktūra ir funkcija (lentelė)

Gerai žinoma, kad visos gyvybės formos,nuo virusų iki labai organizuotų gyvūnų (įskaitant žmones), turi unikalų paveldimą aparatą. Ją atstovauja dviejų tipų nukleino rūgščių molekulės: dezoksiribonukleinis ir ribonukleinis. Šiose organinėse medžiagose užkoduota informacija, kurią tėvai siunčia palikuonims reprodukcijos metu. Šiame darbe mes ištirti DNR ir RNR struktūrą ir funkcijas ląstelėje, taip pat apsvarstysime procesus, kuriais remiantis perduodamos paveldimos gyvosios medžiagos savybės.

Kaip paaiškėjo, nors ir nukleino rūgščių savybėsir turi keletą bendrų bruožų, tačiau daugeliu atžvilgių skiriasi tarpusavyje. Todėl mes palyginame DNR ir RNR funkcijas, kurias šie biopolimerai atlieka skirtingų organizmų grupių ląstelėse. Pateiktoje lentelėje bus lengviau suprasti, koks yra jų esminis skirtumas.

Nukleino rūgštys - kompleksiniai biopolimerai

Atradimai molekulinės biologijos srityje,kuris įvyko XX a. pradžioje, ypač deoksiribonukleino rūgšties struktūros dekodavimas, paskatino šiuolaikinę citologiją, genetiką, biotechnologiją ir genų inžineriją. Organinės chemijos požiūriu, DNR ir RNR yra didelės molekulinės medžiagos, susidedančios iš pakartotinai kartojančių vienetų - monomerų, dar vadinamų nukleotidais. Žinoma, jie yra sujungti vienas su kitu, sudarantys tinklus, galinčius erdvinei savimonei organizuoti.

Tokios DNR makromolekulės dažnai prisijungia priespecialūs baltymai, kurie turi ypatingų savybių ir vadinami histonais. Nukleoproteinų kompleksai sudaro specialias struktūras - nukleozomus, kurie savo ruožtu yra chromosomų dalis. Nukleino rūgštys gali būti tiek ląstelės branduolyje, tiek citoplazmoje, esančios kai kuriose jo organelėse, pavyzdžiui, mitochondrijose ar chloroplastose.

Paveldimumo medžiagos erdvinė struktūra

Norint suprasti DNR ir RNR funkcijas, reikia išsamiai apibūdintisuprasti jų struktūros ypatumus. Be baltymų, nukleino rūgščių, būdingi keli makromolekulių organizavimo lygiai. Pirminę struktūrą sudaro polinukleotidų grandinės, antrinės ir tretinės sudedamosios dalys yra savarankiškos dėl atsiradusio kovalentinių ryšių tipo. Ypatingas vaidmuo išlaikant molekulių erdvinę formą priklauso vandenilio ryšiui, taip pat ir van der Waalso sąveikos jėgoms. Dėl to susidaro kompaktiška DNR struktūra, vadinama superspiraliu.

Nukleino rūgščių monomerai

DNR, RNR, baltymų ir kt. Struktūra ir funkcijaorganiniai polimerai priklauso tiek nuo jų makromolekulių kokybinės, tiek kiekybinės sudėties. Abi nukleino rūgšties rūšys susideda iš struktūrinių elementų, vadinamų nukleotidais. Kaip žinoma iš chemijos krypties, cheminės medžiagos struktūra būtinai turi įtakos jo funkcijai. DNR ir RNR nėra išimtis. Pasirodo, pati rūgšties rūšis ir jos vaidmuo ląstelėje priklauso nuo nukleotidų kompozicijos. Kiekviename monomeryje yra trys dalys: azoto bazė, angliavandeniai ir ortofosforo rūgšties likutis. DNR yra keturių tipų azoto bazės: adeninas, guaninas, timinas ir citozinas. RNR molekulėse jie bus, atitinkamai, adeninas, guaninas, citozinas ir uracilas. Angliavandeniai yra įvairių rūšių pentozės. Ribonukleino rūgštyje yra ribose, o DNR - deoksigenuota forma, vadinama dezoksiribozė.

Dezoksiribonukleino rūgšties ypatybės

Pirma, mes pažvelgsime į DNR struktūrą ir funkcijas. RNR, kuri turi paprastesnę erdvinę konfigūraciją, bus nagrinėjama kitame skyriuje. Taigi, dvi polinukleotido gijos laikomos kartu pakartotinai kartojant vandenilio ryšius, susidariusius tarp azoto bazių. Poroje "adeninas - timinas" yra du, poroje - "guaninas - citozinas" - trys vandenilio jungtys.

Konservatyvaus purino ir vaisto laikymasispirimidino bazes atrado E. Chargaffas ir pavadintas papildomumo principu. Vienoje grandinėje nukleotidai sujungiami fosfodiesterio ryšiais, susietais tarp pentozės ir nukleotidų serijos ortofosforo rūgšties likučių. Abiejų grandinių spiralinę formą palaiko vandenilio ryšys, susidarantis tarp nukleotidų vandenilio ir deguonies atomų. Aukštesnė - tretinė struktūra (superkaitis) - būdinga eukariotinių ląstelių branduolinei DNR. Šioje formoje ji yra chromatine. Tačiau bakterijos ir DNR turinčios virusai turi dezoksiribonukleino rūgštį, nesusijusią su baltymėmis. Jis yra žiedinės formos ir vadinamas plazmidžiu.

Tas pats DNR tipas turi mitochondrijas ir chloroplastas- augalų ir gyvūnų ląstelių organelai. Toliau mes sužinome, koks skirtumas tarp DNR ir RNR funkcijų. Toliau esanti lentelė parodys mums šiuos nukleino rūgščių struktūros ir savybių skirtumus.

Ribonukleino rūgštis

RNR molekulė susideda iš vieno polinukleotidoTemos (dvigubos kai kurių virusų struktūros yra išimtis), kurias galima rasti ir branduolio, ir ląstelių citoplazmoje. Yra keletas ribonukleino rūgščių rūšių, kurios skiriasi savo struktūra ir savybėmis. Taigi, informacijos RNR turi didžiausią molekulinę masę. Jis sintezuojamas ląstelių branduolyje viename iš genų. MRNR uždavinys - perkelti informaciją apie baltymų kompoziciją iš branduolio į citoplazmą. Nukleino rūgšties transportavimo forma prideda baltymų monomerus - amino rūgštis - ir pateikia juos į biosintezės vietą.

Galiausiai, ribosominė RNR susidaro branduolyje irdalyvauja baltymų sintezėje. Kaip matote, DNR ir RNR funkcijos ląstelių metabolizme yra įvairios ir labai svarbios. Jie pirmiausia priklausys nuo ląstelių, kurių organizmai yra paveldimos medžiagos molekulės. Taigi, virusais, ribonukleino rūgštis gali veikti kaip paveldimos informacijos vežėjas, o eukariotinių organizmų ląstelėse šis gebėjimas turi tik dezoksiribonukleino rūgštį.

DNR ir RNR funkcijos kūne

Pagal savo vertę nukleino rūgštys kartu subaltymai yra svarbiausi organiniai junginiai. Jie saugo ir perduoda paveldimus savybes ir atributus iš tėvų palikuonims. Nustatysime skirtumą tarp DNR ir RNR funkcijų. Toliau pateiktoje lentelėje šie skirtumai bus išsamiau išdėstyti.

Kokios yra virusų paveldimumo medžiagos savybės?

Virusų nukleino rūgštys gali būti tokios formosviengubos ir dvigubos spiralės arba žiedai. Pagal D. Baltimore'o klasifikaciją, mikrobangų objektuose yra DNR molekulių, sudarytų iš vienos ar dviejų grandžių. Pirmoje grupėje yra herpeso patogenai ir adenovirusai, o antroji grupė apima, pavyzdžiui, parvovirusus.

DNR ir RNR viruso funkcijos yraį savo ląstelę įsiskverbia paveldima nuosavybė, atliekamos virusinių nukleino rūgšties molekulių replikacijos reakcijos ir baltymo dalelių surinkimas šeimininko ląstelių ribosomose. Kaip rezultatas, visas ląstelių metabolizmas yra visiškai priklausomas nuo parazitų, kurie, greitai dauginantis, veda ląstelę į mirtį.

RNR turinčius virusus

Virusologijoje yra šių organizmų suskaidymaskeliose grupėse. Taigi, pirmoji apima rūšis, vadinamas viengubu (+) RNR. Jos nukleino rūgštis atlieka tas pačias funkcijas kaip ir eukariotinių ląstelių informacijos RNR. Kitoje grupėje yra viengubos (-) RNR. Pirma, su jų molekulėmis atsiranda transkripcija, dėl kurios atsiranda molekulių (+) RNR, o jos, savo ruožtu, yra viruso baltymų surinkimo matrica.

Remiantis aukščiau nurodytu, visiemsorganizmai, įskaitant virusus, DNR ir RNR funkcijos trumpai apibūdinamos taip: paveldimų savybių ir organizmo savybių saugojimas bei tolesnis pernešimas į jų palikuonis.