U ovom članku možete naučiti biološku ulogu DNK. Dakle, ova skraćenica je svima poznata iz školske klupe, ali nemaju svi pojma šta je to. Nakon školskog kursa biologije ostaje u sjećanju minimalno znanje o genetici i naslijeđu, jer se ovoj kompleksnoj temi djeci daje samo površno. Ali ovo znanje (biološka uloga DNK, učinak koji ima na tijelo) može biti nevjerovatno korisno.
Počnimo s činjenicom da nukleinske kiseline obavljaju važnu funkciju, odnosno osiguravaju kontinuitet života. Ove makromolekule su predstavljene u dva oblika:
- DNA (DNK);
- RNA (RNA).
Oni su prenosioci genetskog plana za strukturu i funkcionisanje tjelesnih ćelija. Razgovarajmo o njima detaljnije.
DNK i RNA
Počnimo od toga koja se grana nauke bavi takvim kompleksompitanja poput:
- proučavanje principa pohranjivanja nasljednih informacija;
- njegova implementacija;
- prijenos;
- proučavanje strukture biopolimera;
- njihove funkcije.
Sve ovo proučava molekularna biologija. Upravo u ovoj grani bioloških nauka može se naći odgovor na pitanje kakva je biološka uloga DNK i RNK.
Ova makromolekularna jedinjenja nastala od nukleotida nazivaju se "nukleinske kiseline". Tu se pohranjuju informacije o tijelu koje određuju razvoj pojedinca, rast i naslijeđe.
Otkriće deoksiribonukleinske i ribonukleinske kiseline pada 1868. Tada su ih naučnici uspjeli otkriti u jezgrima leukocita i spermatozoida losova. Naknadna studija je pokazala da se DNK može naći u svim ćelijama biljne i životinjske prirode. Model DNK predstavljen je 1953., a Nobelova nagrada za otkriće dodijeljena je 1962.
DNA
Počnimo ovaj odjeljak činjenicom da postoje ukupno 3 vrste makromolekula:
- deoksiribonukleinska kiselina;
- ribonukleinska kiselina;
- proteini.
Sada ćemo pobliže pogledati strukturu, biološku ulogu DNK. Dakle, ovaj biopolimer prenosi podatke o naslijeđu, razvojnim karakteristikama ne samo nosioca, već i svih prethodnih generacija. DNK monomer je nukleotid. Dakle, DNK je glavna komponenta hromozoma, koja sadrži genetski kod.
Kako je prijenos ovogainformacije? Cijela poenta leži u sposobnosti ovih makromolekula da se same reproduciraju. Njihov broj je beskonačan, što se može objasniti njihovom velikom veličinom, a kao rezultatom, ogromnim brojem različitih nukleotidnih sekvenci.
struktura DNK
Da bismo razumjeli biološku ulogu DNK u ćeliji, potrebno je upoznati se sa strukturom ovog molekula.
Počnimo s najjednostavnijim, svi nukleotidi u svojoj strukturi imaju tri komponente:
- azotna baza;
- pentozni šećer;
- fosfatna grupa.
Svaki pojedinačni nukleotid u molekulu DNK sadrži jednu azotnu bazu. Može biti apsolutno bilo koja od četiri moguća:
- A (adenin);
- G (gvanin);
- C (citozin);
- T (timin).
A i G su purini, a C, T i U (uracil) su piramidini.
Postoji nekoliko pravila za odnos azotnih baza, koja se nazivaju Chargaffova pravila.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) možemo prenijeti sve nepoznate na lijevu stranu i dobiti: (A + G) / (T + C)=1 (ova formula je najpogodnija za rješavanje problema u biologija).
- A + C=G + T.
- Vrijednost (A + C)/(G + T) je konstantna. Kod ljudi je 0,66, ali, na primjer, kod bakterija je od 0,45 do 2,57.
Struktura svakog molekula DNK podsjeća na dvostruko uvrnutu spiralu. Imajte na umu da su polinukleotidni lanci antiparalelni. To jest, lokacija nukleotidaparovi na jednoj niti su obrnutim redosledom od onih na drugom. Svaki okret ovog heliksa sadrži čak 10 parova nukleotida.
Kako su ovi lanci pričvršćeni zajedno? Zašto je molekul jak i ne raspada se? Sve je u vezi sa vodikovom vezom između azotnih baza (između A i T - dva, između G i C - tri) i hidrofobnom interakcijom.
Na kraju odjeljka želio bih napomenuti da je DNK najveći organski molekul, čija dužina varira od 0,25 do 200 nm.
Komplementarnost
Hajde da pobliže pogledamo parne obveznice. Već smo rekli da se parovi azotnih baza ne formiraju na haotičan način, već u strogom nizu. Dakle, adenin se može vezati samo za timin, a gvanin samo za citozin. Ovaj sekvencijalni raspored parova u jednom lancu molekula diktira njihov raspored u drugom.
Kada se replicira ili udvostručuje da bi se formirao novi DNK molekul, ovo pravilo, koje se naziva "komplementarnost", se nužno poštuje. Možete primijetiti sljedeći obrazac, koji je spomenut u sažetku Chargaffovih pravila - broj sljedećih nukleotida je isti: A i T, G i C.
Replikacija
Sada razgovarajmo o biološkoj ulozi replikacije DNK. Počnimo s činjenicom da ovaj molekul ima jedinstvenu sposobnost da se sam reproducira. Ovaj izraz se odnosi na sintezu kćerke molekule.
1957. godine predložena su tri modela ovog procesa:
- konzervativan (originalni molekul je očuvan i formira se novi);
- polukonzervativan(razbijanje originalne molekule u monolančeve i dodavanje komplementarnih baza svakom od njih);
- raspršeno (molekularni raspad, replikacija fragmenata i nasumično prikupljanje).
Proces replikacije ima tri koraka:
- inicijacija (odmotavanje sekcija DNK pomoću enzima helikaze);
- elongacija (produženje lanca dodavanjem nukleotida);
- prekid (dostizanje potrebne dužine).
Ovaj složeni proces ima posebnu funkciju, odnosno biološku ulogu - osigurati tačan prijenos genetskih informacija.
RNA
Kada smo rekli koja je biološka uloga DNK, sada predlažemo da pređemo na razmatranje ribonukleinske kiseline (tj. RNA).
Počnimo ovaj odjeljak govoreći da je ovaj molekul jednako važan kao i DNK. Možemo ga otkriti u apsolutno svakom organizmu, prokariotskim i eukariotskim stanicama. Ovaj molekul je čak uočen i kod nekih virusa (govorimo o virusima koji sadrže RNK).
Karakteristična karakteristika RNK je prisustvo jednog lanca molekula, ali se, kao i DNK, sastoji od četiri azotne baze. U ovom slučaju to je:
- adenin (A);
- uracil (U);
- citozin (C);
- guanin (G).
Sve RNA su podijeljene u tri grupe:
- matrica, koja se obično naziva informativna (redukcija je moguća u dva oblika: mRNA ili mRNA);
- transport (tRNA);
- ribosomalna (rRNA).
Funkcije
Nakon što smo se pozabavili biološkom ulogom DNK, njenom strukturom i karakteristikama RNK, predlažemo da pređemo na specijalne misije (funkcije) ribonukleinskih kiselina.
Počnimo s mRNA ili mRNA, čiji je glavni zadatak prijenos informacija iz molekula DNK u citoplazmu jezgra. Takođe, mRNA je šablon za sintezu proteina. Što se tiče procenta ove vrste molekula, on je prilično nizak (oko 4%).
A postotak rRNA u ćeliji je 80. Oni su neophodni, jer su osnova ribozoma. Ribosomalna RNA je uključena u sintezu proteina i sastavljanje polipeptidnog lanca.
Adapter koji gradi aminokiseline lanca - tRNA koja prenosi aminokiseline u područje sinteze proteina. Procenat u ćeliji je oko 15%.
Biološka uloga
Da rezimiramo: koja je biološka uloga DNK? U vrijeme otkrića ovog molekula nisu se mogle dati očigledne informacije o ovom pitanju, ali ni sada se ne zna sve o značaju DNK i RNK.
Ako govorimo o općem biološkom značaju, onda je njihova uloga prenošenje nasljednih informacija s generacije na generaciju, sinteza proteina i kodiranje proteinskih struktura.
Mnogi izražavaju sljedeću verziju: ovi molekuli su povezani ne samo sa biološkim, već i sa duhovnim životom živih bića. Ako vjerujete mišljenju metafizičara, onda DNK sadrži iskustvo prošlih života i božansku energiju.
