Dalam artikel ini anda boleh mempelajari peranan biologi DNA. Jadi, singkatan ini biasa kepada semua orang dari bangku sekolah, tetapi tidak semua orang tahu apa itu. Selepas kursus biologi sekolah, pengetahuan minimum tentang genetik dan keturunan kekal dalam ingatan, kerana kanak-kanak diberi topik yang kompleks ini hanya secara dangkal. Tetapi pengetahuan ini (peranan biologi DNA, kesannya pada badan) boleh menjadi sangat berguna.
Mari kita mulakan dengan fakta bahawa asid nukleik melaksanakan fungsi penting, iaitu memastikan kesinambungan kehidupan. Makromolekul ini dibentangkan dalam dua bentuk:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Mereka adalah penghantar pelan genetik untuk struktur dan fungsi sel badan. Mari bercakap tentang mereka dengan lebih terperinci.
DNA dan RNA
Mari kita mulakan dengan cabang sains yang berurusan dengan kompleks sedemikiansoalan seperti:
- mempelajari prinsip menyimpan maklumat keturunan;
- pelaksanaannya;
- transmisi;
- mengkaji struktur biopolimer;
- fungsi mereka.
Semua ini dikaji oleh biologi molekul. Dalam cabang sains biologi inilah jawapan kepada persoalan apakah peranan biologi DNA dan RNA boleh ditemui.
Sebatian makromolekul yang terbentuk daripada nukleotida ini dipanggil "asid nukleik". Di sinilah maklumat tentang badan disimpan, yang menentukan perkembangan individu, pertumbuhan dan keturunan.
Penemuan asid deoksiribonukleik dan ribonukleik jatuh pada tahun 1868. Kemudian saintis berjaya mengesan mereka dalam nukleus leukosit dan spermatozoa rusa. Kajian seterusnya menunjukkan bahawa DNA boleh ditemui dalam semua sel tumbuhan dan haiwan. Model DNA telah dibentangkan pada tahun 1953 dan Hadiah Nobel untuk penemuan telah dianugerahkan pada tahun 1962.
DNA
Mari mulakan bahagian ini dengan fakta bahawa terdapat 3 jenis makromolekul secara keseluruhan:
- asid deoksiribonukleik;
- asid ribonukleik;
- protein.
Sekarang kita akan melihat lebih dekat pada struktur, peranan biologi DNA. Jadi, biopolimer ini menghantar data mengenai keturunan, ciri pembangunan bukan sahaja pembawa, tetapi juga semua generasi sebelumnya. Monomer DNA ialah nukleotida. Oleh itu, DNA ialah komponen utama kromosom, yang mengandungi kod genetik.
Bagaimanakah penghantaran inimaklumat? Intinya terletak pada keupayaan makromolekul ini untuk membiak sendiri. Bilangan mereka tidak terhingga, yang boleh dijelaskan oleh saiznya yang besar, dan sebagai hasilnya, oleh sejumlah besar jujukan nukleotida yang banyak.
struktur DNA
Untuk memahami peranan biologi DNA dalam sel, adalah perlu untuk membiasakan diri dengan struktur molekul ini.
Mari kita mulakan dengan yang paling mudah, semua nukleotida dalam strukturnya mempunyai tiga komponen:
- asas nitrogen;
- gula pentosa;
- kumpulan fosfat.
Setiap nukleotida individu dalam molekul DNA mengandungi satu bes nitrogen. Ia boleh menjadi salah satu daripada empat kemungkinan:
- A (adenine);
- G (guanine);
- C (sitosin);
- T (thymine).
A dan G ialah purin, dan C, T dan U (urasil) ialah piramid.
Terdapat beberapa peraturan untuk nisbah bes nitrogen, dipanggil peraturan Chargaff.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) kita boleh memindahkan semua yang tidak diketahui ke sebelah kiri dan mendapatkan: (A + G) / (T + C)=1 (formula ini adalah yang paling mudah apabila menyelesaikan masalah dalam biologi).
- A + C=G + T.
- Nilai (A + C)/(G + T) adalah malar. Pada manusia, ia adalah 0.66, tetapi, sebagai contoh, dalam bakteria, ia adalah dari 0.45 hingga 2.57.
Struktur setiap molekul DNA menyerupai heliks berpintal berganda. Perhatikan bahawa rantai polinukleotida adalah antiselari. Iaitu, lokasi nukleotidapasangan pada satu helai adalah dalam susunan terbalik daripada yang lain. Setiap pusingan heliks ini mengandungi sebanyak 10 pasangan nukleotida.
Bagaimanakah rantai ini diikat bersama? Mengapa molekul kuat dan tidak pecah? Ini semua tentang ikatan hidrogen antara bes nitrogen (antara A dan T - dua, antara G dan C - tiga) dan interaksi hidrofobik.
Di penghujung bahagian, saya ingin menyebut bahawa DNA ialah molekul organik terbesar, yang panjangnya berbeza dari 0.25 hingga 200 nm.
Pelengkap
Mari kita lihat lebih dekat pada ikatan berpasangan. Kami telah mengatakan bahawa pasangan bes nitrogen terbentuk bukan dengan cara yang huru-hara, tetapi dalam urutan yang ketat. Jadi, adenine hanya boleh mengikat timin, dan guanin hanya boleh mengikat sitosin. Susunan berurutan pasangan dalam satu untai molekul menentukan susunan mereka dalam satu lagi.
Apabila mereplikasi atau menggandakan untuk membentuk molekul DNA baharu, peraturan ini, yang dipanggil "pelengkap", semestinya dipatuhi. Anda boleh perhatikan corak berikut, yang disebut dalam ringkasan peraturan Chargaff - bilangan nukleotida berikut adalah sama: A dan T, G dan C.
Replikasi
Sekarang mari kita bercakap tentang peranan biologi replikasi DNA. Mari kita mulakan dengan fakta bahawa molekul ini mempunyai keupayaan unik ini untuk membiak sendiri. Istilah ini merujuk kepada sintesis molekul anak perempuan.
Pada tahun 1957, tiga model proses ini telah dicadangkan:
- konservatif (molekul asal dikekalkan dan molekul baru terbentuk);
- separa konservatif(memecahkan molekul asal kepada rantai tunggal dan menambah asas pelengkap pada setiap satu daripadanya);
- terserak (pereputan molekul, replikasi serpihan dan pengumpulan rawak).
Proses replikasi mempunyai tiga langkah:
- permulaan (membubarkan bahagian DNA menggunakan enzim helikase);
- pemanjangan (pemanjangan rantai dengan menambahkan nukleotida);
- penamatan (mencapai panjang yang diperlukan).
Proses kompleks ini mempunyai fungsi khas, iaitu peranan biologi - untuk memastikan penghantaran maklumat genetik yang tepat.
RNA
Beritahu tentang peranan biologi DNA, kini kami cadangkan beralih kepada pertimbangan asid ribonukleik (iaitu, RNA).
Mari mulakan bahagian ini dengan mengatakan bahawa molekul ini sama pentingnya dengan DNA. Kita boleh mengesannya sama sekali dalam mana-mana organisma, sel prokariotik dan eukariotik. Molekul ini juga diperhatikan dalam sesetengah virus (kita bercakap tentang virus yang mengandungi RNA).
Ciri tersendiri RNA ialah kehadiran rantai tunggal molekul, tetapi, seperti DNA, ia terdiri daripada empat bes nitrogen. Dalam kes ini ialah:
- adenine (A);
- uracil (U);
- sitosin (C);
- guanine (G).
Semua RNA dibahagikan kepada tiga kumpulan:
- matriks, yang biasanya dipanggil maklumat (pengurangan boleh dilakukan dalam dua bentuk: mRNA atau mRNA);
- pengangkutan (tRNA);
- ribosomal (rRNA).
Fungsi
Setelah menangani peranan biologi DNA, struktur dan ciri RNAnya, kami mencadangkan untuk meneruskan kepada misi (fungsi) khas asid ribonukleik.
Mari kita mulakan dengan mRNA atau mRNA, tugas utamanya adalah untuk memindahkan maklumat daripada molekul DNA ke sitoplasma nukleus. Juga, mRNA ialah templat untuk sintesis protein. Bagi peratusan molekul jenis ini, ia agak rendah (kira-kira 4%).
Dan peratusan rRNA dalam sel ialah 80. Ia adalah perlu, kerana ia adalah asas ribosom. RNA ribosom terlibat dalam sintesis protein dan pemasangan rantai polipeptida.
Penyesuai yang membina asid amino rantai - tRNA yang memindahkan asid amino ke kawasan sintesis protein. Peratusan dalam sel adalah kira-kira 15%.
Peranan biologi
Untuk meringkaskan: apakah peranan biologi DNA? Pada masa penemuan molekul ini, tiada maklumat jelas boleh diberikan mengenai perkara ini, tetapi sehingga kini tidak semuanya diketahui tentang kepentingan DNA dan RNA.
Jika kita bercakap tentang kepentingan biologi umum, maka peranan mereka adalah untuk memindahkan maklumat keturunan dari generasi ke generasi, sintesis protein dan pengekodan struktur protein.
Banyak yang menyatakan versi berikut: molekul ini disambungkan bukan sahaja dengan biologi, tetapi juga dengan kehidupan rohani makhluk hidup. Jika anda mempercayai pendapat ahli metafizik, maka DNA mengandungi pengalaman kehidupan lampau dan tenaga ketuhanan.
