I den här artikeln kan du lära dig DNA:s biologiska roll. Så den här förkortningen är bekant för alla från skolbänken, men alla har inte en aning om vad det är. Efter en skolbiologikurs finns minimal kunskap om genetik och ärftlighet kvar i minnet, eftersom barn får detta komplexa ämne endast ytligt. Men denna kunskap (DNA:s biologiska roll, effekten det har på kroppen) kan vara otroligt användbar.
Låt oss börja med det faktum att nukleinsyror fyller en viktig funktion, nämligen att de säkerställer livets kontinuitet. Dessa makromolekyler presenteras i två former:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
De är sändare av den genetiska planen för kroppscellers struktur och funktion. Låt oss prata om dem mer i detalj.
DNA och RNA
Låt oss börja med vilken vetenskapsgren som sysslar med sådana komplexafrågor som:
- studerar principerna för att lagra ärftlig information;
- implementeringen;
- transmission;
- studerar strukturen hos biopolymerer;
- deras funktioner.
Allt detta studeras av molekylärbiologi. Det är inom denna gren av biologiska vetenskaper som svaret på frågan om vilken biologisk roll DNA och RNA kan hittas.
Dessa makromolekylära föreningar som bildas av nukleotider kallas "nukleinsyror". Det är här som information om kroppen lagras, vilket bestämmer individens utveckling, tillväxt och ärftlighet.
Upptäckten av deoxiribonukleinsyra och ribonukleinsyra inträffade 1868. Sedan lyckades forskare upptäcka dem i kärnorna av leukocyter och spermatozoer från älg. Efterföljande studie visade att DNA kan hittas i alla celler av växt- och djurnatur. DNA-modellen presenterades 1953 och Nobelpriset för upptäckt delades ut 1962.
DNA
Låt oss börja det här avsnittet med att det finns tre typer av makromolekyler tot alt:
- deoxiribonukleinsyra;
- ribonukleinsyra;
- proteiner.
Nu ska vi titta närmare på strukturen, den biologiska rollen av DNA. Så denna biopolymer överför data om ärftlighet, utvecklingsegenskaper inte bara hos bäraren utan också för alla tidigare generationer. DNA-monomeren är en nukleotid. Således är DNA huvudkomponenten i kromosomerna, som innehåller den genetiska koden.
Hur är överföringen av dettainformation? Hela poängen ligger i dessa makromolekylers förmåga att reproducera sig själva. Deras antal är oändligt, vilket kan förklaras av deras stora storlek och som ett resultat av ett stort antal olika nukleotidsekvenser.
DNA-struktur
För att förstå den biologiska rollen av DNA i en cell är det nödvändigt att bekanta sig med strukturen hos denna molekyl.
Låt oss börja med det enklaste, alla nukleotider i sin struktur har tre komponenter:
- kväveh altig bas;
- pentossocker;
- fosfatgrupp.
Varje enskild nukleotid i DNA-molekylen innehåller en kvävebas. Det kan vara absolut vilken som helst av fyra möjliga:
- A (adenin);
- G (guanin);
- C (cytosin);
- T (tymin).
A och G är puriner, och C, T och U (uracil) är pyramidiner.
Det finns flera regler för förhållandet mellan kväveh altiga baser, kallade Chargaffs regler.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) vi kan överföra alla okända till vänster sida och få: (A + G) / (T + C)=1 (denna formel är den mest bekväma när man löser problem i biologi).
- A + C=G + T.
- Värdet för (A + C)/(G + T) är konstant. Hos människor är det 0,66, men till exempel hos bakterier är det från 0,45 till 2,57.
Strukturen av varje DNA-molekyl liknar en dubbeltvinnad helix. Observera att polynukleotidkedjorna är antiparallella. Det vill säga platsen för nukleotidenparen på en sträng är i omvänd ordning än de på den andra. Varje varv av denna helix innehåller så många som 10 nukleotidpar.
Hur är dessa kedjor fästa ihop? Varför är en molekyl stark och bryts inte ner? Allt handlar om vätebindningen mellan kväveh altiga baser (mellan A och T - två, mellan G och C - tre) och hydrofob interaktion.
I slutet av avsnittet skulle jag vilja nämna att DNA är den största organiska molekylen, vars längd varierar från 0,25 till 200 nm.
komplementaritet
Låt oss titta närmare på parvisa obligationer. Vi har redan sagt att par av kväveh altiga baser inte bildas på ett kaotiskt sätt, utan i en strikt sekvens. Så, adenin kan bara binda till tymin, och guanin kan bara binda till cytosin. Detta sekventiella arrangemang av par i en sträng av en molekyl dikterar deras arrangemang i den andra.
När man replikerar eller fördubblar för att bilda en ny DNA-molekyl, är denna regel, som kallas "komplementaritet", nödvändigtvis iakttagen. Du kan lägga märke till följande mönster, som nämndes i sammanfattningen av Chargaffs regler - antalet följande nukleotider är detsamma: A och T, G och C.
Replication
Nu ska vi prata om den biologiska rollen av DNA-replikation. Låt oss börja med det faktum att denna molekyl har denna unika förmåga att reproducera sig själv. Denna term hänvisar till syntesen av en dottermolekyl.
1957 föreslogs tre modeller av denna process:
- konservativ (den ursprungliga molekylen bevaras och en ny bildas);
- halvkonservativ(bryta den ursprungliga molekylen i monokedjor och lägga till komplementära baser till var och en av dem);
- dispergerat (molekylärt sönderfall, replikering av fragment och slumpmässig insamling).
Replikeringsprocessen har tre steg:
- initiering (avlindning av DNA-sektioner med hjälp av helikasenzymet);
- förlängning (förlängning av kedjan genom att lägga till nukleotider);
- uppsägning (når önskad längd).
Denna komplexa process har en speciell funktion, det vill säga en biologisk roll - att säkerställa korrekt överföring av genetisk information.
RNA
Berättade vad DNA:s biologiska roll är, nu föreslår vi att vi går vidare till övervägandet av ribonukleinsyra (det vill säga RNA).
Låt oss börja det här avsnittet med att säga att den här molekylen är lika viktig som DNA. Vi kan upptäcka det i absolut vilken organism som helst, prokaryota och eukaryota celler. Denna molekyl observeras till och med i vissa virus (vi talar om RNA-innehållande virus).
Ett utmärkande drag för RNA är närvaron av en enda kedja av molekyler, men, liksom DNA, består den av fyra kvävebaser. I det här fallet är det:
- adenin (A);
- uracil (U);
- cytosin (C);
- guanine (G).
Alla RNA är indelade i tre grupper:
- matris, som vanligen kallas information (reduktion är möjlig i två former: mRNA eller mRNA);
- transport (tRNA);
- ribosom alt (rRNA).
Funktioner
Efter att ha behandlat DNA:s biologiska roll, dess struktur och egenskaper hos RNA, föreslår vi att vi går vidare till de speciella uppdragen (funktionerna) för ribonukleinsyror.
Låt oss börja med mRNA eller mRNA, vars huvuduppgift är att överföra information från DNA-molekylen till cytoplasman i kärnan. Dessutom är mRNA en mall för proteinsyntes. När det gäller andelen av denna typ av molekyler är den ganska låg (cirka 4%).
Och andelen rRNA i cellen är 80. De är nödvändiga, eftersom de är grunden för ribosomer. Ribosom alt RNA är involverat i proteinsyntes och sammansättning av polypeptidkedjan.
Adapter som bygger aminosyror i kedjan - tRNA som överför aminosyror till området för proteinsyntes. Procentandelen i cellen är cirka 15%.
Biologisk roll
För att sammanfatta: vad är DNA:s biologiska roll? Vid tidpunkten för upptäckten av denna molekyl kunde ingen uppenbar information ges om detta, men inte ens nu är allt känt om betydelsen av DNA och RNA.
Om vi talar om den allmänna biologiska betydelsen, då är deras roll att överföra ärftlig information från generation till generation, proteinsyntes och kodning av proteinstrukturer.
Många uttrycker följande version: dessa molekyler är förknippade inte bara med det biologiska utan också med levande varelsers andliga liv. Om du tror på metafysikers åsikter innehåller DNA upplevelsen av tidigare liv och gudomlig energi.
