Setiap organisma hidup di dunia kita adalah berbeza. Bukan sahaja orang berbeza antara satu sama lain. Haiwan dan tumbuhan daripada spesies yang sama juga mempunyai perbezaan. Sebabnya bukan sahaja keadaan hidup dan pengalaman hidup yang berbeza. Keperibadian setiap organisma ditetapkan di dalamnya dengan bantuan bahan genetik.
Soalan penting dan menarik tentang asid nukleik
Walaupun sebelum lahir, setiap organisma mempunyai set gennya sendiri, yang menentukan secara mutlak semua ciri struktur. Ia bukan hanya warna kot atau bentuk daun, sebagai contoh. Ciri yang lebih penting ditetapkan dalam gen. Lagipun, hamster tidak boleh dilahirkan oleh kucing, dan baobab tidak boleh tumbuh dari biji gandum.
Dan asid nukleik - molekul RNA dan DNA - bertanggungjawab untuk semua maklumat yang banyak ini. Kepentingan mereka sangat sukar untuk dipandang tinggi. Lagipun, mereka bukan sahaja menyimpan maklumat sepanjang hayat, mereka membantu merealisasikannya dengan bantuan protein, dan selain itu, mereka menyampaikannya kepada generasi akan datang. Bagaimanakah mereka melakukannya, betapa kompleksnya struktur molekul DNA dan RNA? Bagaimanakah mereka serupa dan apakah perbezaannya? Dalam semua ini kitadan kami akan memikirkannya dalam bab seterusnya artikel.
Kami akan menganalisis semua maklumat sekeping demi sekeping, bermula dengan yang paling asas. Pertama, kita akan belajar apa itu asid nukleik, bagaimana ia ditemui, kemudian kita akan bercakap tentang struktur dan fungsinya. Pada penghujung artikel, kami sedang menunggu jadual perbandingan RNA dan DNA, yang boleh anda rujuk pada bila-bila masa.
Apakah itu asid nukleik
Asid nukleik ialah sebatian organik dengan berat molekul yang tinggi, adalah polimer. Pada tahun 1869 mereka pertama kali diterangkan oleh Friedrich Miescher, seorang ahli biokimia Switzerland. Dia mengasingkan bahan, yang termasuk fosforus dan nitrogen, daripada sel nanah. Dengan mengandaikan bahawa ia hanya terletak di dalam nukleus, saintis memanggilnya nuklein. Tetapi apa yang tinggal selepas pemisahan protein dipanggil asid nukleik.
Monomernya ialah nukleotida. Nombor mereka dalam molekul asid adalah individu untuk setiap spesies. Nukleotida ialah molekul yang terdiri daripada tiga bahagian:
- monosakarida (pentose), boleh terdiri daripada dua jenis - ribosa dan deoksiribosa;
- asas nitrogen (satu daripada empat);
- sisa asid fosforik.
Seterusnya, kita akan melihat perbezaan dan persamaan antara DNA dan RNA, jadual di hujung artikel akan meringkaskan.
Ciri struktur: pentosa
Persamaan pertama antara DNA dan RNA ialah ia mengandungi monosakarida. Tetapi untuk setiap asid mereka berbeza. Bergantung pada pentosa mana dalam molekul, asid nukleik dibahagikan kepada DNA dan RNA. DNA mengandungi deoksiribosa, manakala RNA mengandungiribosa. Kedua-dua pentosa berlaku dalam asid hanya dalam bentuk β.
Deoksiribosa tidak mempunyai oksigen pada atom karbon kedua (ditandakan sebagai 2'). Para saintis mencadangkan bahawa ketiadaannya:
- memendekkan pautan antara C2 dan C3;
- menjadikan molekul DNA lebih kuat;
- mencipta keadaan untuk pembungkusan DNA padat dalam nukleus.
Perbandingan Bangunan: Bes Nitrogen
Pencirian perbandingan DNA dan RNA bukanlah mudah. Tetapi perbezaannya kelihatan dari awal lagi. Bes nitrogen adalah blok binaan terpenting dalam molekul kita. Mereka membawa maklumat genetik. Lebih tepat lagi, bukan pangkalan itu sendiri, tetapi perintah mereka dalam rantai. Ia adalah purin dan pirimidin.
Komposisi DNA dan RNA sudah berbeza pada tahap monomer: dalam asid deoksiribonukleik kita boleh menemui adenine, guanina, sitosin dan timin. Tetapi RNA mengandungi urasil dan bukannya timin.
Lima bes ini adalah yang utama (utama), ia membentuk kebanyakan asid nukleik. Tetapi selain mereka, ada yang lain. Ini berlaku sangat jarang, asas sedemikian dipanggil kecil. Kedua-duanya terdapat dalam kedua-dua asid - ini adalah satu lagi persamaan antara DNA dan RNA.
Jujukan bes nitrogen ini (dan, oleh itu, nukleotida) dalam rantai DNA menentukan protein mana yang boleh disintesis oleh sel tertentu. Molekul manakah yang akan tercipta pada masa tertentu bergantung pada keperluan badan.
Pergi ketahap organisasi asid nukleik. Agar ciri perbandingan DNA dan RNA menjadi selengkap dan objektif yang mungkin, kami akan mempertimbangkan struktur setiap satu. DNA mempunyai empat daripadanya, dan bilangan tahap organisasi dalam RNA bergantung pada jenisnya.
Penemuan struktur DNA, prinsip struktur
Semua organisma dibahagikan kepada prokariot dan eukariota. Pengelasan ini adalah berdasarkan reka bentuk teras. Kedua-duanya mempunyai DNA dalam sel dalam bentuk kromosom. Ini adalah struktur khas di mana molekul asid deoksiribonukleik dikaitkan dengan protein. DNA mempunyai empat peringkat organisasi.
Struktur utama diwakili oleh rantaian nukleotida, urutannya dipatuhi dengan ketat untuk setiap organisma individu dan yang disambungkan oleh ikatan fosfodiester. Kejayaan besar dalam kajian struktur untai DNA telah dicapai oleh Chargaff dan rakan-rakannya. Mereka menentukan bahawa nisbah bes nitrogen mematuhi undang-undang tertentu.
Ia dipanggil peraturan Chargaff. Yang pertama menyatakan bahawa jumlah asas purin mestilah sama dengan jumlah pirimidin. Ini akan menjadi jelas selepas berkenalan dengan struktur sekunder DNA. Peraturan kedua mengikuti dari ciri-cirinya: nisbah molar A / T dan G / C adalah sama dengan satu. Peraturan yang sama berlaku untuk asid nukleik kedua - ini adalah satu lagi persamaan antara DNA dan RNA. Hanya yang kedua mempunyai urasil dan bukannya timin di mana-mana.
Selain itu, ramai saintis mula mengklasifikasikan DNA spesies berbeza mengikut bilangan bes yang lebih besar. Jika jumlahnya ialah "A+T"lebih daripada "G + C", DNA sedemikian dipanggil jenis AT. Jika sebaliknya, maka kita berhadapan dengan jenis DNA GC.
Model struktur sekunder telah dicadangkan pada tahun 1953 oleh saintis Watson dan Crick, dan ia masih diterima umum sehingga kini. Model ini adalah heliks berganda, yang terdiri daripada dua rantai antiselari. Ciri-ciri utama struktur sekunder ialah:
- komposisi setiap helai DNA adalah khusus untuk spesies;
- ikatan antara rantai ialah hidrogen, terbentuk mengikut prinsip pelengkap asas nitrogen;
- rantai polinukleotida melilit satu sama lain, membentuk heliks tangan kanan yang dipanggil "helix";
- sisa asid fosforik terletak di luar heliks, bes nitrogen berada di dalam.
Lebih jauh, lebih padat, lebih keras
Struktur tertier DNA ialah struktur bergelung super. Iaitu, bukan sahaja dua rantai berpusing antara satu sama lain dalam molekul, untuk kekompakan yang lebih besar, DNA dililitkan di sekeliling protein khas - histon. Mereka dibahagikan kepada lima kelas bergantung pada kandungan lisin dan arginin di dalamnya.
Tahap terakhir DNA ialah kromosom. Untuk memahami betapa ketatnya pembawa maklumat genetik dibungkus di dalamnya, bayangkan perkara berikut: jika Menara Eiffel melalui semua peringkat pemadatan, seperti DNA, ia boleh diletakkan di dalam kotak mancis.
Kromosom adalah tunggal (terdiri daripada satu kromatid) dan dua kali ganda (terdiri daripada dua kromatid). Mereka menyediakan storan yang selamatmaklumat genetik, dan jika perlu, mereka boleh berpatah balik dan membuka akses ke kawasan yang dikehendaki.
Jenis RNA, ciri struktur
Selain fakta bahawa mana-mana RNA berbeza daripada DNA dalam struktur utamanya (kekurangan timin, kehadiran urasil), tahap organisasi berikut juga berbeza:
- RNA Pemindahan (tRNA) ialah molekul beruntai tunggal. Untuk memenuhi fungsinya mengangkut asid amino ke tapak sintesis protein, ia mempunyai struktur sekunder yang sangat luar biasa. Ia dipanggil "daun semanggi". Setiap gelungnya menjalankan fungsinya sendiri, tetapi yang paling penting ialah batang penerima (asid amino melekat padanya) dan antikodon (yang mesti sepadan dengan kodon pada RNA messenger). Struktur tertier tRNA tidak banyak dikaji, kerana sangat sukar untuk mengasingkan molekul sedemikian tanpa mengganggu tahap organisasi yang tinggi. Tetapi saintis mempunyai beberapa maklumat. Contohnya, dalam yis, RNA pemindahan berbentuk seperti huruf L.
- RNA Messenger (juga dipanggil maklumat) melaksanakan fungsi memindahkan maklumat daripada DNA ke tapak sintesis protein. Dia memberitahu jenis protein apa yang akan dihasilkan pada akhirnya, ribosom bergerak bersamanya dalam proses sintesis. Struktur utamanya ialah molekul beruntai tunggal. Struktur sekunder adalah sangat kompleks, diperlukan untuk penentuan yang betul bagi permulaan sintesis protein. mRNA dilipat dalam bentuk jepit rambut, di hujungnya terdapat tapak untuk permulaan dan akhir pemprosesan protein.
- RNA Ribosom terdapat dalam ribosom. Organel ini terdiri daripada dua subzarah, setiap satunyamenjadi tuan rumah rRNA sendiri. Asid nukleik ini menentukan penempatan semua protein ribosom dan pusat fungsi organel ini. Struktur utama rRNA diwakili oleh urutan nukleotida, seperti dalam jenis asid sebelumnya. Adalah diketahui bahawa peringkat akhir lipatan rRNA adalah pasangan bahagian terminal satu helai. Pembentukan tangkai daun tersebut memberi sumbangan tambahan kepada pemadatan keseluruhan struktur.
fungsi DNA
Asid deoksiribonukleik bertindak sebagai repositori maklumat genetik. Ia adalah dalam urutan nukleotidanya bahawa semua protein badan kita "tersembunyi". Dalam DNA, mereka bukan sahaja disimpan, tetapi juga dilindungi dengan baik. Dan walaupun ralat berlaku semasa penyalinan, ia akan diperbetulkan. Oleh itu, semua bahan genetik akan dipelihara dan akan sampai kepada keturunan.
Untuk menghantar maklumat kepada keturunan, DNA mempunyai keupayaan untuk menggandakan. Proses ini dipanggil replikasi. Jadual perbandingan RNA dan DNA akan menunjukkan kepada kita bahawa asid nukleik lain tidak boleh melakukan ini. Tetapi ia mempunyai banyak fungsi lain.
Fungsi RNA
Setiap jenis RNA mempunyai fungsi tersendiri:
- Mengangkut asid ribonukleik menghantar asid amino ke ribosom, di mana ia dijadikan protein. tRNA bukan sahaja membawa bahan binaan, ia juga terlibat dalam pengecaman kodon. Dan seberapa betul protein akan dibina bergantung pada kerjanya.
- RNA mesej membaca maklumat daripadaDNA dan membawanya ke tapak sintesis protein. Di sana ia melekat pada ribosom dan menentukan susunan asid amino dalam protein.
- RNA ribosom memastikan integriti struktur organel, mengawal kerja semua pusat berfungsi.
Ini satu lagi persamaan antara DNA dan RNA: kedua-duanya menjaga maklumat genetik yang dibawa oleh sel.
Perbandingan DNA dan RNA
Untuk menyusun semua maklumat di atas, mari tulis semuanya dalam jadual.
| DNA | RNA | |
| Lokasi sangkar | Nukleus, kloroplas, mitokondria | Nukleus, kloroplas, mitokondria, ribosom, sitoplasma |
| Monomer | Deoxyribonucleotides | Ribonucleotides |
| Struktur | Heliks beruntai dua | Rantai tunggal |
| Nukleotida | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Ciri | Stabil, mampu mereplikasi | Labil, tidak boleh menggandakan |
| Fungsi | Penyimpanan dan penghantaran maklumat genetik | Pemindahan maklumat keturunan (mRNA), fungsi struktur (rRNA, RNA mitokondria), penyertaan dalam sintesis protein (mRNA, tRNA, rRNA) |
Oleh itu, kami bercakap secara ringkas tentang persamaan antara DNA dan RNA. Meja itu akan menjadi pembantu yang sangat diperlukan dalam peperiksaan atau peringatan mudah.
Selain daripada apa yang telah kita pelajari sebelum ini, beberapa fakta muncul dalam jadual. Sebagai contoh, keupayaan DNAduplikasi adalah perlu untuk pembahagian sel supaya kedua-dua sel menerima bahan genetik yang betul sepenuhnya. Manakala untuk RNA, penggandaan tidak masuk akal. Jika sel memerlukan molekul lain, ia mensintesiskannya daripada templat DNA.
Ciri-ciri DNA dan RNA ternyata ringkas, tetapi kami merangkumi semua ciri struktur dan fungsi. Proses terjemahan - sintesis protein - sangat menarik. Selepas berkenalan dengannya, menjadi jelas betapa besar peranan RNA dalam kehidupan sel. Dan proses duplikasi DNA sangat mengujakan. Apa yang berbaloi untuk memecahkan heliks berganda dan membaca setiap nukleotida!
Belajar sesuatu yang baharu setiap hari. Lebih-lebih lagi jika perkara baharu ini berlaku dalam setiap sel badan anda.
