Katika makala haya unaweza kujifunza dhima ya kibiolojia ya DNA. Kwa hivyo, kifupi hiki kinajulikana kwa kila mtu kutoka kwa benchi ya shule, lakini sio kila mtu ana wazo ni nini. Baada ya kozi ya biolojia ya shule, ujuzi mdogo wa genetics na urithi unabaki katika kumbukumbu, kwa kuwa watoto hupewa mada hii ngumu juu juu tu. Lakini ujuzi huu (jukumu la kibayolojia la DNA, athari inayopatikana kwenye mwili) inaweza kuwa muhimu sana.
Hebu tuanze na ukweli kwamba asidi nucleic hufanya kazi muhimu, yaani, huhakikisha kuendelea kwa maisha. Hizi macromolecules zimewasilishwa kwa namna mbili:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Ni wasambazaji wa mpango wa kijeni wa muundo na utendakazi wa seli za mwili. Hebu tuzungumze kuyahusu kwa undani zaidi.
DNA na RNA
Hebu tuanze na ni tawi gani la sayansi linalohusika na mambo magumu kama hayamaswali kama:
- kusoma kanuni za kuhifadhi taarifa za urithi;
- utekelezaji wake;
- usambazaji;
- kusoma muundo wa biopolima;
- kazi zao.
Yote haya yanasomwa na baiolojia ya molekuli. Ni katika tawi hili la sayansi ya kibiolojia ambapo jibu la swali la nini nafasi ya kibiolojia ya DNA na RNA inaweza kupatikana.
Kampani hizi za macromolecular zinazoundwa kutoka kwa nyukleotidi huitwa "nucleic acids". Ni hapa ambapo taarifa kuhusu mwili huhifadhiwa, ambayo huamua ukuaji wa mtu binafsi, ukuaji na urithi.
Ugunduzi wa asidi ya deoxyribonucleic na ribonucleic ulifanyika mnamo 1868. Kisha wanasayansi waliweza kuwagundua katika nuclei ya leukocytes na spermatozoa ya elk. Utafiti uliofuata ulionyesha kuwa DNA inaweza kupatikana katika seli zote za asili ya mimea na wanyama. Muundo wa DNA ulitolewa mwaka wa 1953 na Tuzo ya Nobel ya ugunduzi ilitolewa mwaka wa 1962.
DNA
Hebu tuanze sehemu hii na ukweli kwamba kuna aina 3 za macromolecules kwa jumla:
- deoxyribonucleic acid;
- asidi ya ribonucleic;
- protini.
Sasa tutaangalia kwa karibu muundo, jukumu la kibayolojia la DNA. Kwa hivyo, biopolymer hii inasambaza data juu ya urithi, vipengele vya maendeleo sio tu ya carrier, lakini pia ya vizazi vyote vilivyopita. Monoma ya DNA ni nyukleotidi. Kwa hivyo, DNA ndio sehemu kuu ya kromosomu, iliyo na msimbo wa kijeni.
Usambazaji wa hii unaendeleajehabari? Jambo zima liko katika uwezo wa macromolecules haya kujizalisha zenyewe. Idadi yao haina kikomo, ambayo inaweza kuelezewa na saizi yao kubwa, na kwa sababu hiyo, kwa idadi kubwa ya mlolongo mbalimbali wa nyukleotidi.
muundo wa DNA
Ili kuelewa dhima ya kibiolojia ya DNA katika seli, ni muhimu kufahamu muundo wa molekuli hii.
Hebu tuanze na rahisi zaidi, nyukleotidi zote katika muundo wake zina viambajengo vitatu:
- msingi wa nitrojeni;
- sukari ya pentosi;
- kikundi cha fosforasi.
Kila nyukleotidi mahususi katika molekuli ya DNA ina besi moja ya nitrojeni. Inaweza kuwa yoyote kati ya nne iwezekanavyo:
- A (adenine);
- G (guanini);
- C (cytosine);
- T (thymine).
A na G ni purines, na C, T na U (uracil) ni piramidi.
Kuna sheria kadhaa za uwiano wa besi za nitrojeni, zinazoitwa sheria za Chargaff.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) tunaweza kuhamisha vitu vyote visivyojulikana kwa upande wa kushoto na kupata: (A + G) / (T + C)=1 (fomula hii ndiyo inayofaa zaidi wakati wa kutatua shida katika biolojia).
- A + C=G + T.
- Thamani ya (A + C)/(G + T) haibadilika. Kwa wanadamu, ni 0.66, lakini, kwa mfano, katika bakteria, ni kutoka 0.45 hadi 2.57.
Muundo wa kila molekuli ya DNA unafanana na hesi iliyopinda mara mbili. Kumbuka kwamba minyororo ya polynucleotide ni antiparallel. Hiyo ni, eneo la nucleotidejozi kwenye uzi mmoja ziko katika mpangilio wa kinyume kuliko zile za upande mwingine. Kila zamu ya hesi hii ina hadi jozi 10 za nyukleotidi.
Minyororo hii inaunganishwaje pamoja? Kwa nini molekuli ina nguvu na haivunji? Yote ni kuhusu uhusiano wa hidrojeni kati ya besi za nitrojeni (kati ya A na T - mbili, kati ya G na C - tatu) na mwingiliano wa haidrofobi.
Mwishoni mwa sehemu, ningependa kutaja kwamba DNA ndiyo molekuli ya kikaboni kubwa zaidi, ambayo urefu wake hutofautiana kutoka nm 0.25 hadi 200.
Kusaidiana
Hebu tuangalie kwa karibu bondi za pande mbili. Tayari tumesema kwamba jozi za besi za nitrojeni huundwa sio kwa njia ya machafuko, lakini kwa mlolongo mkali. Kwa hiyo, adenine inaweza tu kumfunga thymine, na guanine inaweza tu kumfunga cytosine. Mpangilio huu wa mfuatano wa jozi katika mkondo mmoja wa molekuli huelekeza mpangilio wao katika sehemu nyingine.
Wakati wa kunakili au kuwili ili kuunda molekuli mpya ya DNA, sheria hii, inayoitwa "kukamilishana", inazingatiwa sharti. Unaweza kuona muundo unaofuata, ambao ulitajwa katika muhtasari wa sheria za Chargaff - idadi ya nucleotides zifuatazo ni sawa: A na T, G na C.
Replication
Sasa hebu tuzungumze kuhusu jukumu la kibayolojia la urudufishaji wa DNA. Hebu tuanze na ukweli kwamba molekuli hii ina uwezo huu wa pekee wa kujizalisha yenyewe. Neno hili linarejelea usanisi wa molekuli binti.
Mnamo 1957, miundo mitatu ya mchakato huu ilipendekezwa:
- kihafidhina (molekuli asili huhifadhiwa na mpya kuundwa);
- nusu kihafidhina(kuvunja molekuli ya asili kuwa minyororo moja na kuongeza besi za ziada kwa kila moja);
- iliyotawanywa (kuoza kwa molekuli, kunakiliwa kwa vipande na mkusanyiko wa nasibu).
Mchakato wa kurudia una hatua tatu:
- kuanzisha (kufungua sehemu za DNA kwa kutumia kimeng'enya cha helicase);
- kurefusha (kurefusha mnyororo kwa kuongeza nyukleotidi);
- kukomesha (kufikia urefu unaohitajika).
Mchakato huu changamano una kazi maalum, yaani, jukumu la kibayolojia - kuhakikisha usambazaji sahihi wa taarifa za kijeni.
RNA
Tulieleza jukumu la kibayolojia la DNA ni nini, sasa tunashauri kuendelea na uzingatiaji wa asidi ya ribonucleic (yaani, RNA).
Hebu tuanze sehemu hii kwa kusema kwamba molekuli hii ni muhimu sawa na DNA. Tunaweza kuigundua katika kiumbe chochote, seli za prokaryotic na yukariyoti. Molekuli hii hata inaonekana katika baadhi ya virusi (tunazungumza kuhusu virusi vyenye RNA).
Sifa bainifu ya RNA ni kuwepo kwa msururu mmoja wa molekuli, lakini, kama DNA, ina besi nne za nitrojeni. Katika kesi hii ni:
- adenine (A);
- uracil (U);
- cytosine (C);
- guanini (G).
RNA zote zimegawanywa katika vikundi vitatu:
- matrix, ambayo kwa kawaida huitwa taarifa (kupunguza kunawezekana kwa aina mbili: mRNA au mRNA);
- usafiri (tRNA);
- ribosomal (rRNA).
Kazi
Baada ya kushughulika na jukumu la kibayolojia la DNA, muundo wake na vipengele vya RNA, tunapendekeza kuendelea na dhamira maalum (kazi) za asidi ya ribonucleic.
Hebu tuanze na mRNA au mRNA, kazi kuu ambayo ni kuhamisha taarifa kutoka kwa molekuli ya DNA hadi kwenye saitoplazimu ya kiini. Pia, mRNA ni kiolezo cha usanisi wa protini. Kuhusu asilimia ya aina hii ya molekuli, iko chini kabisa (takriban 4%).
Na asilimia ya rRNA katika seli ni 80. Ni muhimu, kwani ndio msingi wa ribosomes. Ribosomal RNA inahusika katika usanisi wa protini na mkusanyiko wa mnyororo wa polipeptidi.
Adapta inayotengeneza amino asidi za mnyororo - tRNA inayohamisha amino asidi hadi eneo la usanisi wa protini. Asilimia katika kisanduku ni takriban 15%.
Jukumu la kibayolojia
Kwa muhtasari: ni nini jukumu la kibayolojia la DNA? Wakati wa ugunduzi wa molekuli hii, hakuna habari dhahiri ingeweza kutolewa juu ya jambo hili, lakini hata sasa sio kila kitu kinajulikana kuhusu umuhimu wa DNA na RNA.
Iwapo tutazungumza kuhusu umuhimu wa jumla wa kibiolojia, basi jukumu lao ni kuhamisha taarifa za urithi kutoka kizazi hadi kizazi, usanisi wa protini na usimbaji wa miundo ya protini.
Nyingi zinaeleza toleo lifuatalo: molekuli hizi zimeunganishwa sio tu na kibaolojia, bali pia na maisha ya kiroho ya viumbe hai. Ikiwa unaamini maoni ya wataalamu wa metafizikia, basi DNA ina uzoefu wa maisha ya zamani na nishati ya kimungu.
