ساختار و عملکرد DNA و RNA (جدول)

به خوبی شناخته شده است که تمام اشکال زندگی ماده، از ویروس ها به حیوانات بسیار سازمان یافته (از جمله انسان)، یک دستگاه ارثی منحصر به فرد دارند. این مولکول های دو نوع اسیدهای نوکلئیک را نشان می دهد: دز اری ریبونولیک و ریبونوکلئیک. در این مواد ارگانیک، اطلاعاتی که از پدر و مادر به فرزندان در طی تولید مثل منتقل می شود، کد شده است. در این مقاله، هر دو ساختار و عملکرد DNA و RNA را در یک سلول مطالعه خواهیم کرد و همچنین مکانیسم هایی را که فرآیندهای انتقال خصوصیات ارثی ماده زنده را در نظر می گیرند، بررسی می کنیم.

همانطور که معلوم شد، خواص اسیدهای نوکلئیک، هر چند آنها دارای برخی از ویژگی های مشترک هستند، با این وجود در بسیاری از موارد متفاوت است. بنابراین، ما توابع DNA و RNA را مقایسه می کنیم که توسط این biopolymers ها در سلول های گروه های مختلف موجودات زنده انجام می شود. جدول ارائه شده در این مقاله به درک تفاوت های اساسی آنها کمک می کند.

اسیدهای نوکلئیک - biopolymers پیچیده

اکتشافات در زمینه زیست شناسی مولکولی که در ابتدای قرن بیستم رخ داد، بهویژه رمزگشایی ساختار اسید دزوسی ریبونوکلئیک، به عنوان یک انگیزه برای توسعه سیتولوژی، ژنتیک، بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک به کار گرفته شد. از دیدگاه شیمی آلی، DNA و RNA مواد مولکولی بالا هستند که شامل واحدهای مکرر تکرار هستند - مونومرها، که همچنین نوکلئوتید نامیده می شوند. شناخته شده است که آنها به یکدیگر متصل هستند، تشکیل زنجیرهای قادر به خود-سازمان فضایی است.

چنین ماکرومولکول های DNA اغلب به پروتئین های خاصی متصل می شوند که خصوصیات خاصی به نام هیستون دارند. مجتمع های هسته ای پروتئین ها ساختار خاصی را تشکیل می دهند - nucleosomes، که به نوبه خود بخشی از کروموزوم ها است. اسیدهای نوکلئیک می توانند هر دو در هسته و در سیتوپلاسم سلولی یافت شوند و در بعضی از ارگانل های آن، مثلا میتوکندری یا کلروپلاست ها حضور داشته باشند.

ساختار فضایی ماده ارثی

برای درک عملکرد DNA و RNA، شما باید ویژگی های ساختار آنها را کاملا درک کنید. همانند پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، چندین سازمان از ماکرومولکول ها ذاتی هستند. ساختار اولیه توسط زنجیره های چندتایی نشان داده شده است، تنظیمات ثانویه و ثانویه به دلیل نوع اتصال پیوندی که در حال ظهور است، خودسرانه است. نقش ویژه ای در حفظ شکل فضایی مولکول ها به پیوند های هیدروژنی و همچنین نیروهای متقابل ون ورداس متعلق است. در نتیجه، یک ساختار جمع و جور DNA تشکیل می شود، به نام super-helix.

مونومرهای اسیدهای نوکلئیک

ساختار و عملکرد DNA، RNA، پروتئین ها و دیگر پلیمرهای آلی بستگی دارد هر دو به ترکیب کیفی و کمی از ماکرومولکول های آنها. هر دو نوع اسیدهای نوکلئیک شامل عناصر ساختاری نوکلئوتید می شوند. همانطور که از دوره شیمی شناخته شده است، ساختار یک ماده ضروری بر عملکرد آن تاثیر می گذارد. DNA و RNA هیچ استثنائی ندارند. به نظر می رسد نوع خاصی از اسید و نقش آن در سلول به ترکیب نوکلئوتیدی بستگی دارد. هر مونومر دارای سه بخش است: پایه نیتروژنی، کربوهیدرات و بقیه اسید اوروتوفسفریک. چهار نوع از پایگاه های نیتروژن برای DNA وجود دارد: آدنین، گوانین، تیمین و سیتوزین. در مولکول های RNA، آنها به ترتیب آدنین، گوانین، سیتوزین و اوراسیل خواهند بود. کربوهیدرات با انواع مختلف پنتوز نشان داده شده است. در ریبونوکلئیک اسید، ریبوز است، و در DNA - فرم آنزیم ضد زنگ، به نام deoxyribose.

ویژگی های اسید دز اکسید ریبونوکلئیک

ابتدا ما به ساختار و عملکرد DNA نگاه خواهیم کرد. RNA، که دارای یک پیکربندی فضایی ساده تر است، در بخش بعدی ما مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بنابراین، دو رشته چندینکلوکیت با هم به طور مکرر تکرار پیوند های هیدروژنی بین پایه های نیتروژن ایجاد می شود. در جفت "adenine - thymine" دو وجود دارد، و در جفت "guanine - cytosine" - سه پیوند هیدروژنی.

مکاتبات محافظه کارانه پایه های پورین و پیریمیدین توسط E. Churgaff کشف شد و اصل هماهنگی نامیده شد. در یک زنجیره واحد، نوکلئوتید ها بوسیله پیوند فسفوسیتویدرها بین پنتوز و بقایای اسید اوروتوفسفریک یک سری از نوکلئوتید های واقع شده تشکیل شده است. شکل مارپیچی هر دو زنجیره ای توسط پیوندهای هیدروژن بین اتم های هیدروژن و اکسیژن در نوکلئوتید وجود دارد. ساختار عالی تر (supercoiled) - نوعی DNA هسته ای از سلول های یوکاریوتی است. در این فرم، آن را در کروماتین وجود دارد. با این حال، باکتری ها و ویروس های حاوی DNA دارای اسید دهوکسی ریبونوکلئیک هستند که با پروتئین همراه نیستند. این یک شکل حلقوی است و پلاسمید نامیده می شود.

همان نوع میتوکندریای DNA و کلروپلاستها - اندامهای سلولهای گیاهی و حیوانی است. بعد، ما متوجه خواهیم شد که اختلاف بین توابع DNA و RNA چیست. جدول زیر ما را به این تفاوت ها در ساختار و خواص اسیدهای نوکلئیک نشان می دهد.

اسید ریبونوکلئیک

مولکول RNA شامل یک رشته پلینوکوتیید است (ساختارهای دو رشته برخی از ویروس ها یک استثنا هستند) که می تواند در هسته و سلول های سلولی یافت شود. انواع مختلفی از اسیدهای ریبونوکلئیک وجود دارد که در ساختار و خواص متفاوت هستند. بنابراین، RNA اطلاعات دارای بزرگترین وزن مولکولی است. این در هسته یک سلول در یکی از ژنها سنتز شده است. وظیفه mRNA انتقال اطلاعات در مورد ترکیب پروتئین از هسته به سیتوپلاسم است. فرم حمل و نقل اسید نوکلئیک مونومرهای پروتئین - اسید آمینه را می دهد و آنها را به محل بیوسنتز می رساند.

سرانجام، RNA ریبوزومی در هسته شکل گرفته و در سنتز پروتئین نقش دارد. همانطور که می بینید، توابع DNA و RNA در متابولیسم سلولی متنوع و بسیار مهم هستند. اول از همه، آنها بستگی به سلول هایی دارند که مولکولهای موجودیت ماده هستند. بنابراین، در ویروس ها، اسید ریبونوکلئیک می تواند به عنوان یک حامل اطلاعات ارثی عمل کند، در حالی که در سلول های موجودات یوکاریوتی این قابلیت تنها اسید دز اکسید ریبونوکلئیک دارد.

توابع DNA و RNA در بدن

با ارزش خود، اسیدهای نوکلئیک، همراه با پروتئین، مهمترین ترکیبات ارگانیک هستند. آنها خواص و خصوصیات ارثی را از پدر و مادر به فرزندان حفظ می کنند. بیایید تفاوت بین توابع DNA و RNA را تعیین کنیم. جدول زیر، این تفاوت ها را با جزئیات بیشتری نشان می دهد.

ویژگی های موروثی ویروس ها چیست؟

اسیدهای نوکلئیک ویروس ها می توانند به صورت مارپیچی های تک و دو رشته یا حلقه ها باشند. با توجه به طبقه بندی D. Baltimore، این اجسام microworld حاوی مولکول های DNA متشکل از یک یا دو زنجیره است. گروه اول شامل پاتوژن های هرپس و آدنویروس ها و گروه دوم شامل، پاروویروس ها می باشد.

توالی های DNA و RNA به نفوذ اطلاعات ارثی خود به سلول، انجام واکنش های تکثیر مولکول های اسید نوکلئیک ویروسی و جمع آوری پروتئین در ریبوزوم های سلول میزبان است. در نتیجه، کل متابولیسم سلولی به طور کامل زیرمجموعه انگل است، که به سرعت در حال تکثیر است، سلول را به مرگ منتقل می کند.

ویروس های حاوی RNA

در ویروس شناسی، تقسیم این ارگانیسم ها به چند گروه پذیرفته می شود. بنابراین، اولین شامل گونه هایی است که RNA یک رشته (+) هستند. آنها اسید نوکلئیک عملکرد مشابه با RNA اطلاعات سلول های یوکاریوتی را انجام می دهند. گروه دیگر شامل RNA یک رشته (-) می باشد. ابتدا مولکول های آنها را رونویسی می کنند که منجر به ظهور مولکول های (+) RNA می شوند و به نوبه خود به عنوان یک ماتریس برای جمع آوری پروتئین های ویروسی عمل می کنند.

بر اساس همه موارد فوق، برای همه ارگانیسم ها، از جمله ویروس ها، توابع DNA و RNA به طور خلاصه به شرح زیر شرح داده می شود: ذخیره سازی صفات ارثی و خواص ارگانیسم و انتقال بیشتر به فرزندانشان.