Structuur en functie van DNA en RNA (tabel)

Het is bekend dat alle vormen van levende materie,variërend van virussen tot hoog georganiseerde dieren (inclusief mensen), hebben een uniek erfelijk apparaat. Het wordt vertegenwoordigd door moleculen van twee soorten nucleïnezuren: deoxyribonucleic en ribonucleic. In deze organische stoffen wordt informatie die wordt overgedragen van de ouder op het nageslacht tijdens de reproductie gecodeerd. In dit artikel zullen we zowel de structuur en functies van DNA en RNA in een cel bestuderen, alsook de mechanismen onderzoeken die ten grondslag liggen aan de overdracht van erfelijke eigenschappen van levende materie.

Zoals later bleek, de eigenschappen van nucleïnezuren, hoewelen hebben enkele gemeenschappelijke kenmerken, toch verschillen ze in veel opzichten onderling. Daarom vergelijken we de functies van DNA en RNA, uitgevoerd door deze biopolymeren in de cellen van verschillende groepen organismen. De tabel in de paper zal helpen om te begrijpen wat hun fundamentele verschil is.

Nucleïnezuren - complexe biopolymeren

Ontdekkingen op het gebied van moleculaire biologie,die in het begin van de twintigste eeuw plaatsvonden, met name het decoderen van de structuur van deoxyribonucleïnezuur, diende als een stimulans voor de ontwikkeling van moderne cytologie, genetica, biotechnologie en genetische manipulatie. Vanuit het oogpunt van organische chemie zijn DNA en RNA hoogmoleculaire stoffen bestaande uit herhaaldelijk herhaalde eenheden - monomeren, ook wel nucleotiden genoemd. Het is bekend dat ze met elkaar verbonden zijn, en ketens vormen die in staat zijn tot ruimtelijke zelforganisatie.

Dergelijke macromoleculen van DNA binden vaak aanspeciale eiwitten, die speciale eigenschappen hebben en histonen worden genoemd. Nucleoproteïne-complexen vormen speciale structuren - nucleosomen, die op hun beurt deel uitmaken van de chromosomen. Nucleïnezuren kunnen zowel in de kern als in het cytoplasma van de cel worden aangetroffen, aanwezig in sommige van zijn organellen, bijvoorbeeld mitochondriën of chloroplasten.

Ruimtelijke structuur van de substantie van erfelijkheid

Om de functies van DNA en RNA te begrijpen, moet je detailleerom de eigenaardigheden van hun structuur te begrijpen. Net als eiwitten, nucleïnezuren, zijn verschillende niveaus van de organisatie van macromoleculen inherent. De primaire structuur wordt weergegeven door polynucleotide ketens, de secundaire en tertiaire configuraties zelf-contract als gevolg van het opkomende covalente bindingstype. Een speciale rol bij het handhaven van de ruimtelijke vorm van de moleculen behoort tot waterstofbruggen, evenals van der Waals interactiekrachten. Dientengevolge wordt een compacte DNA-structuur gevormd, super-helix genaamd.

Monomeren van nucleïnezuren

De structuur en functie van DNA, RNA, eiwitten en andereorganische polymeren zijn afhankelijk van zowel de kwalitatieve als kwantitatieve samenstelling van hun macromoleculen. Beide soorten nucleïnezuren bestaan ​​uit structurele elementen die nucleotiden worden genoemd. Zoals bekend is uit de chemiecursus, beïnvloedt de structuur van een stof noodzakelijkerwijs zijn functie. DNA en RNA zijn geen uitzondering. Het blijkt dat het soort zuur zelf en zijn rol in de cel afhangen van de nucleotidesamenstelling. Elk monomeer bestaat uit drie delen: een stikstofbasis, een koolhydraat en een orthofosforzuurresidu. Er zijn vier soorten stikstofhoudende basen voor DNA: adenine, guanine, thymine en cytosine. In RNA-moleculen zullen ze respectievelijk adenine, guanine, cytosine en uracil zijn. Koolhydraten worden vertegenwoordigd door verschillende soorten pentose. In ribonucleïnezuur zit ribose en in DNA - de gedeoxygeneerde vorm, deoxyribose genoemd.

Kenmerken van deoxyribonucleïnezuur

Eerst zullen we kijken naar de structuur en functies van DNA. RNA, dat een eenvoudigere ruimtelijke configuratie heeft, zal door ons in de volgende sectie worden bestudeerd. Aldus worden twee polynucleotidestrengen bij elkaar gehouden door herhaaldelijk herhalen van waterstofbruggen gevormd tussen de stikstofhoudende basen. In het paar "adenine - thymine" zijn er twee, en in het paar "guanine - cytosine" - drie waterstofbruggen.

Conservatieve compliantie van purine enpyrimidinebasen werd ontdekt door E. Chargaff en werd het principe van complementariteit genoemd. In een enkele keten zijn de nucleotiden met elkaar verbonden door fosfodiesterbindingen gevormd tussen de pentose en de orthofosforzuurrest van een reeks van zich bevindende nucleotiden. De spiraalvorm van beide ketens wordt gehandhaafd door waterstofbindingen die ontstaan ​​tussen de waterstof- en zuurstofatomen in het nucleotide. Hoger - tertiaire structuur (supercoiled) - is karakteristiek voor nucleair DNA van eukaryote cellen. In deze vorm is het aanwezig in het chromatine. Bacteriën en DNA-bevattende virussen hebben echter deoxyribonucleïnezuur, niet geassocieerd met eiwitten. Het wordt vertegenwoordigd door een ringvormige vorm en wordt een plasmide genoemd.

Hetzelfde soort DNA heeft mitochondriën en chloroplasten- organellen van plantaardige en dierlijke cellen. Vervolgens zullen we uitvinden wat het verschil is tussen de functies van DNA en RNA. De onderstaande tabel toont ons deze verschillen in de structuur en eigenschappen van nucleïnezuren.

Ribonucleïnezuur

Het RNA-molecuul bestaat uit één polynucleotideThreads (de dubbelstrengige structuren van sommige virussen vormen een uitzondering), die zowel in de kern als in het cytoplasma van de cel kan worden gevonden. Er zijn verschillende soorten ribonucleïnezuren, die verschillen in structuur en eigenschappen. Aldus heeft het informatie-RNA het grootste molecuulgewicht. Het wordt gesynthetiseerd in de kern van een cel op een van de genen. De taak van mRNA is om informatie over de eiwitsamenstelling over te dragen van de kern naar het cytoplasma. De transportvorm van het nucleïnezuur hecht monomeren van eiwitten - aminozuren - en levert deze af op de plaats van biosynthese.

Uiteindelijk wordt ribosomaal RNA gevormd in de nucleolus enneemt deel aan eiwitsynthese. Zoals je kunt zien, zijn de functies van DNA en RNA in het celmetabolisme divers en erg belangrijk. Ze zullen in de eerste plaats afhangen van de cellen waarvan organismen de moleculen zijn van de substantie van erfelijkheid. Dus, in virussen, kan ribonucleïnezuur fungeren als een drager van erfelijke informatie, terwijl in cellen van eukaryote organismen dit vermogen alleen deoxyribonucleïnezuur heeft.

Functies van DNA en RNA in het lichaam

Door zijn waarde, nucleïnezuren, samen meteiwitten, zijn de belangrijkste organische verbindingen. Ze bewaren en overbrengen erfelijke eigenschappen en attributen van de ouder naar het nageslacht. Laten we het verschil bepalen tussen de functies van DNA en RNA. In de onderstaande tabel worden deze verschillen gedetailleerder weergegeven.

Wat zijn de kenmerken van de substantie van erfelijkheid van virussen?

Nucleïnezuren van virussen kunnen de vorm hebbenenkel- en dubbelstrengs spiralen of ringen. Volgens de classificatie van D. Baltimore bevatten deze objecten van de micro-wereld DNA-moleculen die uit een of twee ketens bestaan. De eerste groep omvat herpespathogenen en adenovirussen, en de tweede groep omvat bijvoorbeeld parvovirussen.

De functies van DNA- en RNA-virussen zijnpenetratie van eigen erfelijke informatie in de cel, het uitvoeren van replicatiereacties van virale nucleïnezuurmoleculen en het assembleren van eiwitdeeltjes in de ribosomen van de gastheercel. Als een resultaat is het gehele cellulaire metabolisme volledig ondergeschikt aan de parasieten, die zich snel vermenigvuldigen en de cel tot de dood leiden.

RNA-bevattende virussen

In de virologie, de verdeling van deze organismenop verschillende groepen. Dus de eerste omvat soorten die enkelstrengs (+) RNA worden genoemd. Ze nucleïnezuur vervult dezelfde functies als het informatie-RNA van eukaryote cellen. De andere groep omvat enkelstrengs (-) RNA. Ten eerste treedt er met hun moleculen transcriptie op, wat leidt tot het verschijnen van moleculen (+) RNA, en ze dienen op hun beurt als een matrix voor de assemblage van virale eiwitten.

Op basis van het bovenstaande, voor iedereenorganismen, inclusief virussen, de functies van DNA en RNA worden kortweg als volgt gekenmerkt: opslag van erfelijke eigenschappen en eigenschappen van het organisme en verdere overdracht aan hun nageslacht.