V tem članku se lahko naučite biološke vloge DNK. Torej, ta okrajšava je znana vsem iz šolske klopi, vendar nimajo vsi pojma, kaj je. Po šolskem tečaju biologije ostane v spominu minimalno znanje o genetiki in dednosti, saj je otrokom to zapleteno temo podano le površno. Toda to znanje (biološka vloga DNK, učinek, ki ga ima na telo) je lahko neverjetno koristno.
Začnimo z dejstvom, da nukleinske kisline opravljajo pomembno funkcijo, namreč zagotavljajo kontinuiteto življenja. Te makromolekule so predstavljene v dveh oblikah:
- DNK (DNK);
- RNA (RNA).
So prenašalci genetskega načrta za strukturo in delovanje telesnih celic. Pogovorimo se o njih podrobneje.
DNK in RNA
Začnimo s tem, katera veja znanosti se ukvarja s takšnim kompleksomvprašanja, kot so:
- preučevanje načel shranjevanja dednih informacij;
- njegova izvedba;
- prenos;
- preučevanje strukture biopolimerov;
- njihove funkcije.
Vse to preučuje molekularna biologija. Prav v tej veji bioloških ved je mogoče najti odgovor na vprašanje, kakšna biološka vloga DNK in RNA.
Te makromolekularne spojine, nastale iz nukleotidov, se imenujejo "nukleinske kisline". Tu so shranjeni podatki o telesu, ki določajo razvoj posameznika, rast in dednost.
Odkritje deoksiribonukleinske in ribonukleinske kisline pade na leto 1868. Nato jih je znanstvenikom uspelo odkriti v jedrih levkocitov in semenčic losov. Kasnejša študija je pokazala, da je DNK mogoče najti v vseh celicah rastlinske in živalske narave. Model DNK je bil predstavljen leta 1953, Nobelova nagrada za odkritje pa je bila podeljena leta 1962.
DNK
Začnimo ta razdelek z dejstvom, da obstajajo skupaj 3 vrste makromolekul:
- deoksiribonukleinska kislina;
- ribonukleinska kislina;
- beljakovine.
Zdaj si bomo podrobneje ogledali strukturo, biološko vlogo DNK. Torej ta biopolimer prenaša podatke o dednosti, razvojnih značilnostih ne le nosilca, temveč tudi vseh prejšnjih generacij. Monomer DNK je nukleotid. Tako je DNK glavna sestavina kromosomov, ki vsebuje genetsko kodo.
Kako poteka prenos tegainformacije? Bistvo je v sposobnosti teh makromolekul, da se sami razmnožujejo. Njihovo število je neskončno, kar je mogoče razložiti z njihovo veliko velikostjo in posledično z ogromnim številom različnih nukleotidnih zaporedij.
struktura DNK
Da bi razumeli biološko vlogo DNK v celici, se je treba seznaniti s strukturo te molekule.
Začnimo z najpreprostejšim, vsi nukleotidi v svoji strukturi imajo tri komponente:
- dušikova baza;
- pentozni sladkor;
- fosfatna skupina.
Vsak posamezen nukleotid v molekuli DNK vsebuje eno dušikovo bazo. Lahko je popolnoma katera koli od štirih možnih:
- A (adenin);
- G (gvanin);
- C (citozin);
- T (timin).
A in G sta purini, C, T in U (uracil) pa so piramidini.
Obstaja več pravil za razmerje med dušikovimi bazami, ki se imenujejo Chargaffova pravila.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) lahko prenesemo vse neznanke na levo stran in dobimo: (A + G) / (T + C)=1 (ta formula je najbolj priročna pri reševanju problemov v biologija).
- A + C=G + T.
- Vrednost (A + C)/(G + T) je konstantna. Pri ljudeh je 0,66, pri bakterijah pa je na primer od 0,45 do 2,57.
Struktura vsake molekule DNK je podobna dvojno zasukani vijačnici. Upoštevajte, da so polinukleotidne verige antiparalelne. To je lokacija nukleotidapari na enem pramenu so v obratnem vrstnem redu kot tisti na drugi. Vsak obrat te vijačnice vsebuje kar 10 nukleotidnih parov.
Kako so te verige pritrjene skupaj? Zakaj je molekula močna in se ne razgradi? Gre za vodikovo vez med dušikovimi bazami (med A in T - dve, med G in C - tri) in hidrofobno interakcijo.
Na koncu poglavja bi rad omenil, da je DNK največja organska molekula, katere dolžina se giblje od 0,25 do 200 nm.
komplementarnost
Oglejmo si podrobneje parne obveznice. Rekli smo že, da se pari dušikovih baz ne tvorijo na kaotičen način, ampak v strogem zaporedju. Torej se adenin lahko veže samo na timin, gvanin pa samo na citozin. Ta zaporedna razporeditev parov v eni verigi molekule narekuje njihovo razporeditev v drugi.
Pri podvajanju ali podvojevanju za tvorbo nove molekule DNK je to pravilo, imenovano "komplementarnost", nujno upoštevano. Opazite lahko naslednji vzorec, ki je bil omenjen v povzetku Chargaffovih pravil – število naslednjih nukleotidov je enako: A in T, G in C.
replikacija
Zdaj se pogovorimo o biološki vlogi replikacije DNK. Začnimo z dejstvom, da ima ta molekula edinstveno sposobnost razmnoževanja. Ta izraz se nanaša na sintezo hčerinske molekule.
Leta 1957 so bili predlagani trije modeli tega procesa:
- konzervativna (originalna molekula se ohrani in nastane nova);
- polkonservativno(razbijanje izvirne molekule na monoverige in dodajanje komplementarnih baz vsaki od njih);
- razpršeno (molekularni razpad, podvajanje fragmentov in naključno zbiranje).
Proces replikacije ima tri korake:
- iniciacija (odvijanje delov DNK z uporabo encima helikaza);
- raztezanje (podaljšanje verige z dodajanjem nukleotidov);
- prekinitev (doseže zahtevano dolžino).
Ta zapleten proces ima posebno funkcijo, to je biološko vlogo - zagotoviti natančen prenos genetskih informacij.
RNA
Ko povemo, kakšna je biološka vloga DNK, zdaj predlagamo, da preidemo na obravnavo ribonukleinske kisline (to je RNA).
Na začetku tega razdelka povejmo, da je ta molekula prav tako pomembna kot DNK. Zaznamo ga lahko v popolnoma vsakem organizmu, prokariontskih in evkariontskih celicah. To molekulo opazimo celo pri nekaterih virusih (govorimo o virusih, ki vsebujejo RNA).
Posebnost RNA je prisotnost ene same verige molekul, vendar je tako kot DNK sestavljena iz štirih dušikovih baz. V tem primeru je to:
- adenin (A);
- uracil (U);
- citozin (C);
- gvanin (G).
Vsi RNA so razdeljeni v tri skupine:
- matrika, ki se običajno imenuje informacijska (redukcija je možna v dveh oblikah: mRNA ali mRNA);
- transport (tRNA);
- ribosomska (rRNA).
Funkcije
Ko smo obravnavali biološko vlogo DNK, njeno strukturo in značilnosti RNA, predlagamo, da preidemo na posebne naloge (funkcije) ribonukleinskih kislin.
Začnimo z mRNA ali mRNA, katerih glavna naloga je prenos informacij iz molekule DNK v citoplazmo jedra. Prav tako je mRNA predloga za sintezo beljakovin. Kar se tiče odstotka te vrste molekul, je precej nizek (približno 4 %).
In odstotek rRNA v celici je 80. Potrebni so, saj so osnova ribosomov. Ribosomska RNA je vključena v sintezo beljakovin in sestavljanje polipeptidne verige.
Adapter, ki gradi aminokisline verige - tRNA, ki prenaša aminokisline v območje sinteze beljakovin. Odstotek v celici je približno 15%.
biološka vloga
Če povzamem: kakšna je biološka vloga DNK? V času odkritja te molekule ni bilo mogoče podati nobenih očitnih informacij o tej zadevi, a tudi zdaj ni vse znano o pomenu DNK in RNA.
Če govorimo o splošnem biološkem pomenu, potem je njihova vloga prenos dednih informacij iz generacije v generacijo, sinteza beljakovin in kodiranje beljakovinskih struktur.
Mnogi izražajo naslednjo različico: te molekule niso povezane le z biološkim, ampak tudi z duhovnim življenjem živih bitij. Če verjamete mnenju metafizikov, potem DNK vsebuje izkušnje preteklih življenj in božansko energijo.
