Asidi ya nyuklia huchukua jukumu muhimu katika seli, kuhakikisha shughuli yake muhimu na uzazi. Sifa hizi hufanya iwezekane kuziita molekuli za pili muhimu za kibiolojia baada ya protini. Watafiti wengi hata huweka DNA na RNA mahali pa kwanza, ikimaanisha umuhimu wao kuu katika maendeleo ya maisha. Hata hivyo, zimekusudiwa kuchukua nafasi ya pili baada ya protini, kwa sababu msingi wa maisha ni molekuli ya polipeptidi.
Asidi ya nyuklia ni kiwango tofauti cha maisha, changamano zaidi na cha kuvutia kutokana na ukweli kwamba kila aina ya molekuli hufanya kazi mahususi kwa ajili yake. Hili linapaswa kuangaliwa kwa undani zaidi.
Dhana ya asidi nucleic
Asidi zote za nukleiki (DNA na RNA) ni polima tofauti za kibayolojia ambazo hutofautiana katika idadi ya minyororo. DNA ni molekuli ya polima yenye nyuzi mbili ambayo inahabari ya maumbile ya viumbe vya yukariyoti. Molekuli za DNA za mviringo zinaweza kuwa na taarifa za urithi za baadhi ya virusi. Hizi ni VVU na adenoviruses. Pia kuna aina 2 maalum za DNA: mitochondrial na plastid (inapatikana katika kloroplast).
RNA, kwa upande mwingine, ina aina nyingi zaidi, kutokana na utendaji tofauti wa asidi nucleic. Kuna RNA ya nyuklia, ambayo ina habari ya urithi wa bakteria na virusi vingi, matrix (au mjumbe RNA), ribosomal na usafiri. Wote wanahusika ama katika uhifadhi wa taarifa za urithi au katika usemi wa jeni. Hata hivyo, ni muhimu kuelewa kwa undani zaidi ni kazi gani asidi nucleic hufanya katika seli.
Molekuli ya DNA iliyokwama mara mbili
Aina hii ya DNA ni mfumo bora wa kuhifadhi taarifa za urithi. Molekuli ya DNA yenye ncha mbili ni molekuli moja inayojumuisha monoma nyingi tofauti. Kazi yao ni kuunda vifungo vya hidrojeni kati ya nyukleotidi za mnyororo mwingine. Monoma ya DNA yenyewe inajumuisha msingi wa nitrojeni, mabaki ya orthofosfeti, na deoxyribose ya kaboni tano ya monosaccharide. Kulingana na aina gani ya msingi wa nitrojeni unaozingatia monoma fulani ya DNA, ina jina lake mwenyewe. Aina za monoma za DNA:
- deoxyribose iliyo na mabaki ya orthofosfati na msingi wa nitrojeni ya adenyl;
- thymidine nitrogenous base yenye deoxyribose na mabaki ya orthofosfati;
- msingi wa nitrojeni ya cytosine, deoxyribose na mabaki ya orthofosfati;
- orthophosphate yenye deoxyribose na mabaki ya nitrojeni ya guanini.
Kwa maandishi, ili kurahisisha mpango wa muundo wa DNA, mabaki ya adenyl yameteuliwa kama "A", mabaki ya guanini yamebainishwa kama "G", mabaki ya thymidine ni "T", na mabaki ya sitosine ni "C. ". Ni muhimu kwamba taarifa za kijeni zihamishwe kutoka kwa molekuli ya DNA yenye ncha mbili hadi kwa mjumbe RNA. Ina tofauti chache: hapa, kama mabaki ya kabohaidreti, hakuna deoxyribose, lakini ribose, na badala ya msingi wa nitrojeni ya thymidyl, uracil hutokea katika RNA.
Muundo na kazi za DNA
DNA imejengwa juu ya kanuni ya polima ya kibayolojia, ambapo mnyororo mmoja huundwa mapema kulingana na kiolezo kilichotolewa, kulingana na maelezo ya kijeni ya seli kuu. Nucleotides za DNA zimeunganishwa hapa na vifungo vya ushirikiano. Kisha, kwa mujibu wa kanuni ya kukamilishana, nukleotidi nyingine zimeunganishwa kwenye nyukleotidi za molekuli yenye ncha moja. Ikiwa katika molekuli moja iliyopigwa mwanzo inawakilishwa na nucleotide adenine, basi katika mlolongo wa pili (kamili) utafanana na thymine. Guanine ni nyongeza ya cytosine. Kwa hivyo, molekuli ya DNA yenye nyuzi mbili hujengwa. Iko kwenye kiini na huhifadhi habari za urithi, ambazo zimefungwa na codons - triplets ya nucleotides. Utendaji wa DNA zenye nyuzi mbili:
- uhifadhi wa taarifa za urithi zilizopokelewa kutoka kwa seli kuu;
- usemi wa jeni;
- kuzuia mabadiliko ya mabadiliko.
Umuhimu wa protini na asidi nucleic
Inaaminika kuwa kazi za protini na asidi nucleic ni za kawaida, ambazo ni:wanahusika katika usemi wa jeni. Asidi ya nucleic yenyewe ni mahali pao pa kuhifadhi, na protini ni matokeo ya mwisho ya kusoma habari kutoka kwa jeni. Jeni yenyewe ni sehemu ya molekuli moja muhimu ya DNA, iliyojaa ndani ya kromosomu, ambayo habari kuhusu muundo wa protini fulani hurekodiwa kwa njia ya nyukleotidi. Jeni moja huweka mlolongo wa amino asidi ya protini moja tu. Ni protini itakayotekeleza taarifa za urithi.
Uainishaji wa aina za RNA
Utendaji wa asidi nucleic kwenye seli ni tofauti sana. Na wao ni wengi zaidi katika kesi ya RNA. Hata hivyo, multifunctionality hii bado ni jamaa, kwa sababu aina moja ya RNA inawajibika kwa moja ya kazi. Katika kesi hii, kuna aina zifuatazo za RNA:
- nuclear RNA ya virusi na bakteria;
- matrix (maelezo) RNA;
- ribosomal RNA;
- messenger RNA plasmid (kloroplast);
- Chloroplast ribosomal RNA;
- mitochondrial ribosomal RNA;
- mitochondrial messenger RNA;
- hamisha RNA.
Kazi za RNA
Uainishaji huu una aina kadhaa za RNA, ambazo zimegawanywa kulingana na eneo. Hata hivyo, kwa maneno ya kazi, wanapaswa kugawanywa katika aina 4 tu: nyuklia, habari, ribosomal na usafiri. Kazi ya RNA ya ribosomal ni usanisi wa protini kulingana na mlolongo wa nyukleotidi wa mjumbe RNA. Ambapoamino asidi "huletwa" kwa RNA ya ribosomal, "hupigwa" kwenye RNA ya mjumbe, kwa njia ya usafiri wa asidi ya ribonucleic. Hivi ndivyo awali inavyoendelea katika kiumbe chochote kilicho na ribosomes. Muundo na kazi za asidi nucleic hutoa uhifadhi wa nyenzo za kijeni na uundaji wa michakato ya usanisi wa protini.
Mitochondrial nucleic acid
Iwapo karibu kila kitu kinajulikana kuhusu utendakazi katika seli zinazotekelezwa na asidi nukleiki zilizo kwenye kiini au saitoplazimu, basi bado kuna taarifa kidogo kuhusu DNA ya mitochondrial na plastidi. RNA maalum za ribosomal na messenger pia zimepatikana hapa. Nucleic acids DNA na RNA zipo hapa hata katika viumbe vingi vya autotrophic.
Labda asidi ya nukleiki iliingia kwenye seli kwa symbiogenesis. Njia hii inachukuliwa na wanasayansi kama uwezekano mkubwa kwa sababu ya ukosefu wa maelezo mbadala. Mchakato huo unazingatiwa kama ifuatavyo: bakteria ya symbiotic autotrophic iliingia ndani ya seli kwa muda fulani. Kwa hivyo, seli hii isiyo na nyuklia huishi ndani ya seli na kuipatia nishati, lakini huharibika taratibu.
Katika hatua za awali za ukuaji wa mageuzi, pengine, bakteria ya symbiotic isiyo ya nyuklia ilihamisha michakato ya mabadiliko katika kiini cha seli mwenyeji. Hii iliruhusu jeni zinazohusika na kuhifadhi habari kuhusu muundo wa protini za mitochondrial kuletwa kwenye asidi nucleic ya seli jeshi. Walakini, kwa sasa, ni kazi gani kwenye seli zinazofanywa na asidi ya nucleic ya asili ya mitochondrial,hakuna habari nyingi.
Labda, baadhi ya protini huunganishwa katika mitochondria, muundo ambao bado haujasimbwa na DNA ya nyuklia ya mwenyeji au RNA. Pia kuna uwezekano kwamba seli inahitaji utaratibu wake wa usanisi wa protini kwa sababu tu protini nyingi zilizoundwa kwenye saitoplazimu haziwezi kupitia utando mara mbili wa mitochondria. Wakati huo huo, organelles hizi huzalisha nishati, na kwa hiyo, ikiwa kuna njia au carrier maalum wa protini, itakuwa ya kutosha kwa harakati ya molekuli na dhidi ya gradient ya mkusanyiko.
Plasmid DNA na RNA
Plastiidi (kloroplasti) pia zina DNA zao, ambayo pengine inawajibika kwa utekelezaji wa utendakazi sawa, kama ilivyo kwa asidi ya nukleiki ya mitochondrial. Pia ina ribosomal yake mwenyewe, mjumbe na uhamisho wa RNA. Aidha, plastids, kwa kuzingatia idadi ya utando, na si kwa idadi ya athari za biochemical, ni ngumu zaidi. Hutokea kwamba plastidi nyingi zina tabaka 4 za utando, ambayo inaelezwa na wanasayansi kwa njia tofauti.
Jambo moja ni dhahiri: kazi za asidi nucleic katika seli bado hazijachunguzwa kikamilifu. Haijulikani umuhimu wa mfumo wa kusanisi wa protini ya mitochondrial na mfumo fanani wa kloroplastiki una umuhimu gani. Pia haijulikani kabisa kwa nini seli zinahitaji asidi ya nucleic ya mitochondrial ikiwa protini (kwa wazi sio zote) tayari zimesimbwa katika DNA ya nyuklia (au RNA, kulingana na viumbe). Ingawa ukweli fulani unatulazimisha kukubaliana kwamba mfumo wa kusanisi protini wa mitochondria na kloroplasti unawajibika kwa kazi sawa nana DNA ya kiini na RNA ya saitoplazimu. Huhifadhi taarifa za urithi, huzizalisha tena na kuzisambaza kwa seli binti.
CV
Ni muhimu kuelewa ni kazi gani katika seli hutekeleza asidi nucleiki za asili ya nyuklia, plastidi na mitochondrial. Hii inafungua matarajio mengi ya sayansi, kwa sababu utaratibu wa symbiotic, kulingana na ambayo viumbe vingi vya autotrophic vilionekana, vinaweza kuzalishwa leo. Hii itafanya iwezekanavyo kupata aina mpya ya seli, labda hata ya mwanadamu. Ingawa ni mapema sana kuzungumza juu ya matarajio ya kuanzishwa kwa oganeli za plastidi zenye utando nyingi kwenye seli.
Ni muhimu zaidi kuelewa kwamba asidi nucleiki huwajibika kwa takriban michakato yote katika seli. Hii ni biosynthesis ya protini na uhifadhi wa habari kuhusu muundo wa seli. Zaidi ya hayo, ni muhimu zaidi kwamba asidi ya nucleic hufanya kazi ya kuhamisha nyenzo za urithi kutoka kwa seli za wazazi hadi seli za binti. Hii inahakikisha maendeleo zaidi ya michakato ya mageuzi.
