Inajulikana vyema kwamba aina zote za viumbe hai, kutoka kwa virusi hadi wanyama waliopangwa sana (ikiwa ni pamoja na wanadamu), wana vifaa vya kipekee vya urithi. Inawakilishwa na molekuli za aina mbili za asidi ya nucleic: deoxyribonucleic na ribonucleic. Katika vitu hivi vya kikaboni, habari husimbwa ambayo hupitishwa kutoka kwa wazazi hadi kwa watoto wakati wa kuzaliana. Katika kazi hii, tutasoma muundo na kazi za DNA na RNA katika seli, na pia tutazingatia taratibu zinazohusu michakato ya kuhamisha mali ya urithi ya viumbe hai.
Kama ilivyotokea, sifa za asidi nucleic, ingawa zina sifa za kawaida, hata hivyo hutofautiana kwa njia nyingi. Kwa hiyo, tutalinganisha kazi za DNA na RNA zinazofanywa na biopolymers hizi katika seli za makundi mbalimbali ya viumbe. Jedwali lililowasilishwa katika kazi litasaidia kuelewa ni tofauti gani ya kimsingi.
asidi nucleic -biopolima changamano
Ugunduzi katika uwanja wa baiolojia ya molekuli uliotokea mwanzoni mwa karne ya 20, haswa, upambanuzi wa muundo wa asidi ya deoxyribonucleic, ulitumika kama msukumo wa maendeleo ya saitoolojia ya kisasa, genetics, bioteknolojia na jeni. Uhandisi. Kutoka kwa mtazamo wa kemia ya kikaboni, DNA na RNA ni vitu vya macromolecular vinavyojumuisha vitengo vya kurudia mara kwa mara - monomers, pia huitwa nucleotides. Inajulikana kuwa zimeunganishwa, na kutengeneza minyororo yenye uwezo wa kujipanga kimaeneo.
Macromolecules kama hizo za DNA mara nyingi hufungamana na protini maalum zenye sifa maalum zinazoitwa histones. Nucleoprotein complexes huunda miundo maalum - nucleosomes, ambayo, kwa upande wake, ni sehemu ya chromosomes. Asidi za nyuklia zinaweza kupatikana katika kiini na katika saitoplazimu ya seli, iliyopo katika baadhi ya viungo vyake, kama vile mitochondria au kloroplast.
Muundo wa anga wa dutu ya urithi
Ili kuelewa utendakazi wa DNA na RNA, unahitaji kuelewa kwa kina vipengele vya muundo wao. Kama protini, asidi ya nucleic ina viwango kadhaa vya shirika la macromolecules. Muundo wa msingi unawakilishwa na minyororo ya polynucleotide, usanidi wa sekondari na wa juu ni ngumu ya kibinafsi kwa sababu ya aina inayoibuka ya dhamana. Jukumu maalum katika kudumisha sura ya anga ya molekuli ni ya vifungo vya hidrojeni, pamoja na nguvu za mwingiliano za van der Waals. Matokeo yake ni kompaktmuundo wa DNA, unaoitwa supercoil.
monomita za asidi ya nyuklia
Muundo na utendakazi wa DNA, RNA, protini na polima nyingine za kikaboni hutegemea ubora na wingi wa muundo wa molekuli zao kuu. Aina zote mbili za asidi nucleic zinaundwa na vitalu vya ujenzi vinavyoitwa nucleotides. Kama inavyojulikana kutoka kwa mwendo wa kemia, muundo wa dutu huathiri kazi zake. DNA na RNA sio ubaguzi. Inatokea kwamba aina ya asidi yenyewe na jukumu lake katika seli hutegemea muundo wa nucleotide. Kila monoma ina sehemu tatu: msingi wa nitrojeni, kabohaidreti, na mabaki ya asidi ya fosforasi. Kuna aina nne za besi za nitrojeni kwa DNA: adenine, guanini, thymine na cytosine. Katika molekuli za RNA, zitakuwa, kwa mtiririko huo, adenine, guanine, cytosine na uracil. Wanga inawakilishwa na aina mbalimbali za pentose. Asidi ya Ribonucleic ina ribose, wakati DNA ina umbo lake lisilo na oksijeni, linaloitwa deoxyribose.
Vipengele vya asidi ya deoxyribonucleic
Kwanza, tutaangalia muundo na kazi za DNA. RNA, ambayo ina usanidi rahisi wa anga, itasomwa na sisi katika sehemu inayofuata. Kwa hivyo, nyuzi mbili za polynucleotide zinashikiliwa pamoja kwa kurudia kurudia vifungo vya hidrojeni vilivyoundwa kati ya besi za nitrojeni. Katika jozi "adenine - thymine" kuna mbili, na katika jozi "guanine - cytosine" kuna vifungo vitatu vya hidrojeni.
Mawasiliano ya kihafidhina ya besi za purine na pyrimidine yalikuwailiyogunduliwa na E. Chargaff na iliitwa kanuni ya ukamilishano. Katika mlolongo mmoja, nyukleotidi huunganishwa pamoja na vifungo vya phosphodiester vilivyoundwa kati ya pentose na mabaki ya asidi ya orthophosphoric ya nyukleotidi zilizo karibu. Fomu ya helical ya minyororo yote miwili hudumishwa na vifungo vya hidrojeni vinavyotokea kati ya atomi za hidrojeni na oksijeni ambazo ni sehemu ya nucleotides. Muundo wa juu - wa juu (supercoil) - ni tabia ya DNA ya nyuklia ya seli za eukaryotic. Katika fomu hii, iko katika chromatin. Hata hivyo, bakteria na virusi vyenye DNA vina asidi ya deoxyribonucleic ambayo haihusiani na protini. Inawakilishwa na umbo la mduara na inaitwa plasmid.
DNA ya mitochondria na kloroplast, oganeli za seli za mimea na wanyama, zina mwonekano sawa. Ifuatayo, tutajua jinsi kazi za DNA na RNA hutofautiana kutoka kwa kila mmoja. Jedwali hapa chini litatuonyesha tofauti hizi katika muundo na sifa za asidi nukleiki.
Asidi ya Ribonucleic
Molekuli ya RNA ina uzi mmoja wa polinukleotidi (isipokuwa ni miundo yenye nyuzi mbili ya baadhi ya virusi), ambayo inaweza kupatikana katika kiini na katika saitoplazimu ya seli. Kuna aina kadhaa za asidi ya ribonucleic, ambayo hutofautiana katika muundo na mali. Kwa hivyo, RNA ya mjumbe ina uzito wa juu zaidi wa Masi. Imeunganishwa kwenye kiini cha seli kwenye moja ya jeni. Kazi ya mRNA ni kuhamisha habari kuhusu utungaji wa protini kutoka kwa kiini hadi kwenye cytoplasm. Fomu ya usafiri ya asidi ya nucleic inashikilia monoma za protini– amino asidi - na kuzifikisha mahali pa biosynthesis.
Mwishowe, ribosomal RNA huundwa kwenye nyukleoli na inahusika katika usanisi wa protini. Kama unaweza kuona, kazi za DNA na RNA katika kimetaboliki ya seli ni tofauti na muhimu sana. Watategemea, kwanza kabisa, kwenye seli ambazo viumbe vina molekuli ya dutu ya urithi. Kwa hivyo, katika virusi, asidi ya ribonucleic inaweza kufanya kama mtoaji wa habari ya urithi, wakati katika seli za viumbe vya yukariyoti, ni asidi ya deoxyribonucleic pekee inayo uwezo huu.
Kazi za DNA na RNA mwilini
Kulingana na umuhimu wake, asidi nucleiki, pamoja na protini, ndizo misombo ya kikaboni muhimu zaidi. Wanahifadhi na kupitisha mali na sifa za urithi kutoka kwa mzazi hadi kwa watoto. Hebu tufafanue tofauti kati ya kazi za DNA na RNA. Jedwali hapa chini litaonyesha tofauti hizi kwa undani zaidi.
| Tazama | Weka kwenye ngome | Mipangilio | Function |
| DNA | msingi | ya ajabu | uhifadhi na usambazaji wa taarifa za urithi |
| DNA |
mitochondria kloroplasts |
mduara (plasmid) | usambazaji wa ndani wa taarifa za urithi |
| iRNA | cytoplasm | linear | kuondolewa kwa taarifa kutoka kwa jeni |
| tRNA | cytoplasm | sekondari | usafirishaji wa amino asidi |
| rRNA | msingi nasaitoplazimu | linear | kuundwa kwa ribosomes |
Sifa za dutu ya urithi wa virusi ni zipi?
Asidi ya nyuklia ya virusi inaweza kuwa katika umbo la helikopta zenye nyuzi moja na zenye nyuzi mbili au pete. Kulingana na uainishaji wa D. B altimore, vitu hivi vya microcosm vina molekuli za DNA zinazojumuisha minyororo moja au miwili. Kundi la kwanza linajumuisha vimelea vya herpes na adenoviruses, na la pili linajumuisha, kwa mfano, parvoviruses.
Majukumu ya virusi vya DNA na RNA ni kupenya taarifa zao wenyewe za kurithi hadi kwenye seli, kutekeleza miitikio ya urudiaji wa molekuli za virusi vya nucleic acid na kuunganisha chembe za protini katika ribosomu za seli mwenyeji. Kama matokeo, kimetaboliki nzima ya seli huwekwa chini ya vimelea, ambavyo, vikizidisha kwa haraka, husababisha seli kifo.
virusi vya RNA
Katika virology, ni desturi kugawanya viumbe hivi katika makundi kadhaa. Kwa hivyo, ya kwanza ni pamoja na spishi zinazoitwa single-stranded (+) RNA. Asidi yao ya nucleic hufanya kazi sawa na RNA ya mjumbe wa seli za yukariyoti. Kundi jingine linajumuisha RNA zenye nyuzi moja (-). Kwanza, unukuzi hutokea pamoja na molekuli zake, hivyo kusababisha kuonekana kwa (+) molekuli za RNA, na hizo, kwa upande wake, hutumika kama kiolezo cha kuunganisha protini za virusi.
Kulingana na yaliyotangulia, kwa viumbe vyote, ikiwa ni pamoja na virusi, kazi za DNA na RNA zinaainishwa kwa ufupi kama ifuatavyo: uhifadhi wa sifa za urithi na sifa za kiumbe na maambukizi yao zaidi kwa watoto.
