Adalah diketahui umum bahawa semua bentuk jirim hidup, daripada virus kepada haiwan yang sangat teratur (termasuk manusia), mempunyai alat keturunan yang unik. Ia diwakili oleh molekul dua jenis asid nukleik: deoksiribonukleik dan ribonukleik. Dalam bahan organik ini, maklumat dikodkan yang dihantar daripada individu induk kepada anak semasa pembiakan. Dalam kerja ini, kami akan mengkaji kedua-dua struktur dan fungsi DNA dan RNA dalam sel, dan juga mempertimbangkan mekanisme yang mendasari proses pemindahan sifat keturunan bahan hidup.
Nampaknya, sifat asid nukleik, walaupun mempunyai beberapa ciri umum, namun berbeza dalam banyak cara. Oleh itu, kita akan membandingkan fungsi DNA dan RNA yang dijalankan oleh biopolimer ini dalam sel pelbagai kumpulan organisma. Jadual yang dibentangkan dalam kerja akan membantu memahami perbezaan asas mereka.
Asid nukleik –biopolimer kompleks
Penemuan dalam bidang biologi molekul yang berlaku pada awal abad ke-20, khususnya, penyahkodan struktur asid deoksiribonukleik, berfungsi sebagai dorongan untuk pembangunan sitologi moden, genetik, bioteknologi dan genetik kejuruteraan. Dari sudut pandangan kimia organik, DNA dan RNA adalah bahan makromolekul yang terdiri daripada unit berulang berulang - monomer, juga dipanggil nukleotida. Adalah diketahui bahawa ia saling berkaitan, membentuk rantai yang mampu mengatur diri ruang.
Makromolekul DNA sebegini sering mengikat protein khas dengan sifat istimewa yang dipanggil histon. Kompleks nukleoprotein membentuk struktur khas - nukleosom, yang, seterusnya, adalah sebahagian daripada kromosom. Asid nukleik boleh ditemui dalam nukleus dan dalam sitoplasma sel, terdapat dalam beberapa organelnya, seperti mitokondria atau kloroplas.
Struktur ruang bagi bahan keturunan
Untuk memahami fungsi DNA dan RNA, anda perlu memahami secara terperinci ciri-ciri strukturnya. Seperti protein, asid nukleik mempunyai beberapa peringkat organisasi makromolekul. Struktur primer diwakili oleh rantai polinukleotida, konfigurasi sekunder dan tertier adalah rumit sendiri disebabkan oleh jenis ikatan kovalen yang muncul. Peranan khas dalam mengekalkan bentuk spatial molekul tergolong dalam ikatan hidrogen, serta daya interaksi van der Waals. Hasilnya adalah padatstruktur DNA, dipanggil supercoil.
monomer asid nukleik
Struktur dan fungsi DNA, RNA, protein dan polimer organik lain bergantung pada komposisi kualitatif dan kuantitatif makromolekulnya. Kedua-dua jenis asid nukleik terdiri daripada blok binaan yang dipanggil nukleotida. Seperti yang diketahui dari kursus kimia, struktur bahan semestinya mempengaruhi fungsinya. DNA dan RNA tidak terkecuali. Ternyata jenis asid itu sendiri dan peranannya dalam sel bergantung pada komposisi nukleotida. Setiap monomer mengandungi tiga bahagian: asas nitrogen, karbohidrat, dan sisa asid fosforik. Terdapat empat jenis bes nitrogen untuk DNA: adenine, guanin, timin dan sitosin. Dalam molekul RNA, mereka akan, masing-masing, adenine, guanin, sitosin dan urasil. Karbohidrat diwakili oleh pelbagai jenis pentosa. Asid ribonukleik mengandungi ribosa, manakala DNA mengandungi bentuk terdeoksigennya, dipanggil deoksiribosa.
Ciri asid deoksiribonukleik
Pertama, kita akan melihat struktur dan fungsi DNA. RNA, yang mempunyai konfigurasi spatial yang lebih mudah, akan dikaji oleh kami dalam bahagian seterusnya. Jadi, dua helai polinukleotida diikat bersama dengan berulang kali mengulangi ikatan hidrogen yang terbentuk antara bes nitrogen. Dalam pasangan "adenine - timin" terdapat dua, dan dalam pasangan "guanine - sitosin" terdapat tiga ikatan hidrogen.
Korespondensi konservatif asas purin dan pirimidin ialahditemui oleh E. Chargaff dan dipanggil prinsip saling melengkapi. Dalam rantai tunggal, nukleotida dihubungkan bersama oleh ikatan fosfodiester yang terbentuk antara pentosa dan sisa asid ortofosforik nukleotida bersebelahan. Bentuk heliks kedua-dua rantai dikekalkan oleh ikatan hidrogen yang berlaku di antara atom hidrogen dan oksigen yang merupakan sebahagian daripada nukleotida. Yang lebih tinggi - struktur tertier (supercoil) - adalah ciri DNA nuklear sel eukariotik. Dalam bentuk ini, ia terdapat dalam kromatin. Walau bagaimanapun, bakteria dan virus yang mengandungi DNA mempunyai asid deoksiribonukleik yang tidak dikaitkan dengan protein. Ia diwakili oleh bentuk berbentuk cincin dan dipanggil plasmid.
DNA mitokondria dan kloroplas, organel sel tumbuhan dan haiwan, mempunyai rupa yang sama. Seterusnya, kita akan mengetahui bagaimana fungsi DNA dan RNA berbeza antara satu sama lain. Jadual di bawah akan menunjukkan kepada kita perbezaan dalam struktur dan sifat asid nukleik ini.
Asid ribonukleik
Molekul RNA terdiri daripada satu untai polinukleotida (pengecualian adalah struktur untai dua bagi sesetengah virus), yang boleh terletak dalam nukleus dan dalam sitoplasma sel. Terdapat beberapa jenis asid ribonukleik, yang berbeza dalam struktur dan sifat. Oleh itu, RNA messenger mempunyai berat molekul tertinggi. Ia disintesis dalam nukleus sel pada salah satu gen. Tugas mRNA adalah untuk memindahkan maklumat tentang komposisi protein dari nukleus ke sitoplasma. Bentuk pengangkutan asid nukleik melekatkan monomer protein– asid amino - dan menghantarnya ke tempat biosintesis.
Akhir sekali, RNA ribosom terbentuk dalam nukleolus dan terlibat dalam sintesis protein. Seperti yang anda lihat, fungsi DNA dan RNA dalam metabolisme selular adalah pelbagai dan sangat penting. Mereka akan bergantung, pertama sekali, pada sel yang mana organisma mengandungi molekul bahan keturunan. Jadi, dalam virus, asid ribonukleik boleh bertindak sebagai pembawa maklumat keturunan, manakala dalam sel organisma eukariotik, hanya asid deoksiribonukleik yang mempunyai keupayaan ini.
Fungsi DNA dan RNA dalam badan
Mengikut kepentingannya, asid nukleik, bersama-sama dengan protein, adalah sebatian organik yang paling penting. Mereka memelihara dan menghantar sifat dan sifat keturunan daripada ibu bapa kepada anak. Mari kita tentukan perbezaan antara fungsi DNA dan RNA. Jadual di bawah akan menunjukkan perbezaan ini dengan lebih terperinci.
| Lihat | Letak dalam sangkar | Konfigurasi | Fungsi |
| DNA | teras | superspiral | pemeliharaan dan penghantaran maklumat keturunan |
| DNA |
mitokondria kloroplas |
bulatan (plasmid) | pengiriman tempatan maklumat keturunan |
| iRNA | sitoplasma | linear | penyingkiran maklumat daripada gen |
| tRNA | sitoplasma | menengah | pengangkutan asid amino |
| rRNA | teras dansitoplasma | linear | pembentukan ribosom |
Apakah ciri-ciri bahan keturunan virus?
Asid nukleik virus boleh dalam bentuk heliks atau gelang untai tunggal dan untai dua. Menurut klasifikasi D. B altimore, objek mikrokosmos ini mengandungi molekul DNA yang terdiri daripada satu atau dua rantai. Kumpulan pertama termasuk patogen herpes dan adenovirus, dan yang kedua termasuk, sebagai contoh, parvovirus.
Fungsi virus DNA dan RNA adalah untuk menembusi maklumat keturunan mereka sendiri ke dalam sel, menjalankan tindak balas replikasi molekul asid nukleik virus dan menghimpunkan zarah protein dalam ribosom sel perumah. Akibatnya, seluruh metabolisme selular sepenuhnya tertakluk kepada parasit, yang, dengan cepat membiak, membawa sel kepada kematian.
virus RNA
Dalam virologi, adalah kebiasaan untuk membahagikan organisma ini kepada beberapa kumpulan. Jadi, yang pertama termasuk spesies yang dipanggil single-stranded (+) RNA. Asid nukleik mereka melakukan fungsi yang sama seperti RNA penghantar sel eukariotik. Kumpulan lain termasuk RNA beruntai tunggal (-). Pertama, transkripsi berlaku dengan molekulnya, yang membawa kepada kemunculan (+) molekul RNA, dan seterusnya, berfungsi sebagai templat untuk memasang protein virus.
Berdasarkan perkara di atas, untuk semua organisma, termasuk virus, fungsi DNA dan RNA secara ringkas dicirikan seperti berikut: penyimpanan ciri dan sifat keturunan organisma dan penghantaran selanjutnya kepada anak.
