Ebből a cikkből megismerheti a DNS biológiai szerepét. Tehát ez a rövidítés mindenki számára ismerős az iskolapadból, de nem mindenkinek van fogalma, hogy mi az. Az iskolai biológia tanfolyam után minimális genetikai és öröklődési tudás marad az emlékezetben, hiszen a gyerekek csak felületesen kapják meg ezt a komplex témát. De ez a tudás (a DNS biológiai szerepe, a szervezetre gyakorolt hatása) hihetetlenül hasznos lehet.
Kezdjük azzal, hogy a nukleinsavak fontos funkciót töltenek be, nevezetesen az élet folytonosságát biztosítják. Ezek a makromolekulák kétféle formában jelennek meg:
- DNS (DNS);
- RNS (RNS).
A testsejtek szerkezetére és működésére vonatkozó genetikai terv közvetítői. Beszéljünk róluk részletesebben.
DNS és RNS
Kezdjük azzal, hogy melyik tudományág foglalkozik ilyen összetettséggelolyan kérdések, mint:
- öröklött információ tárolási elveinek tanulmányozása;
- végrehajtása;
- átvitel;
- biopolimerek szerkezetének tanulmányozása;
- a funkcióik.
Mindezt a molekuláris biológia tanulmányozza. A biológiai tudományoknak ebben az ágában kereshető a válasz arra a kérdésre, hogy mi a DNS és az RNS biológiai szerepe.
Ezeket a nukleotidokból képződött makromolekuláris vegyületeket "nukleinsavaknak" nevezik. Itt tárolódnak a testről szóló információk, amelyek meghatározzák az egyén fejlődését, növekedését és öröklődését.
A dezoxiribonukleinsav és ribonukleinsav felfedezése 1868-ra esik. Aztán a tudósoknak sikerült kimutatniuk őket a leukociták magjában és a jávorszarvas spermiumában. A későbbi tanulmányok kimutatták, hogy a DNS minden növényi és állati eredetű sejtben megtalálható. A DNS-modellt 1953-ban mutatták be, a felfedezésért járó Nobel-díjat pedig 1962-ben ítélték oda.
DNS
Kezdjük azzal a ténnyel, hogy összesen 3 típusú makromolekula létezik:
- dezoxiribonukleinsav;
- ribonukleinsav;
- fehérjék.
Most közelebbről megvizsgáljuk a DNS szerkezetét, biológiai szerepét. Tehát ez a biopolimer nemcsak a hordozó, hanem az összes korábbi generáció öröklődéséről, fejlődési jellemzőiről is továbbít adatokat. A DNS monomer egy nukleotid. Így a DNS a kromoszómák fő összetevője, amely tartalmazza a genetikai kódot.
Hogyan közvetítik eztinformáció? Az egész lényeg ezen makromolekulák azon képességében rejlik, hogy képesek reprodukálni magukat. Számuk végtelen, ami nagy méretükkel, és ennek eredményeként a különféle nukleotidszekvenciák hatalmas számával magyarázható.
DNS-struktúra
A DNS sejtben betöltött biológiai szerepének megértéséhez meg kell ismerkedni ennek a molekulának a szerkezetével.
Kezdjük a legegyszerűbbvel, szerkezetében minden nukleotid három összetevőből áll:
- nitrogénbázis;
- pentózcukor;
- foszfátcsoport.
A DNS-molekulában minden egyes nukleotid egy nitrogénbázist tartalmaz. Ez a négy lehetséges bármelyike lehet:
- A (adenin);
- G (guanin);
- C (citozin);
- T (timin).
A és G a purinok, a C, T és U (uracil) pedig piramidinek.
A nitrogénbázisok arányára több szabály is vonatkozik, ezeket Chargaff-szabályoknak nevezik.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) az összes ismeretlent átvihetjük a bal oldalra, és megkapjuk: (A + G) / (T + C)=1 (ez a képlet a legkényelmesebb a problémák megoldásához biológia).
- A + C=G + T.
- Az (A + C)/(G + T) értéke állandó. Emberben 0,66, de például baktériumokban 0,45 és 2,57 között van.
Az egyes DNS-molekulák szerkezete egy dupla csavart hélixre hasonlít. Megjegyezzük, hogy a polinukleotid láncok antiparallelek. Vagyis a nukleotid helyeaz egyik szálon lévő párok fordított sorrendben vannak, mint a másikon. Ennek a hélixnek minden menete 10 nukleotidpárt tartalmaz.
Hogyan vannak egymáshoz rögzítve ezek a láncok? Miért erős egy molekula és miért nem bomlik le? Minden a nitrogéntartalmú bázisok közötti hidrogénkötésről szól (A és T között kettő, G és C között három) és a hidrofób kölcsönhatásról.
A rész végén szeretném megemlíteni, hogy a DNS a legnagyobb szerves molekula, amelynek hossza 0,25 és 200 nm között változik.
Kiegészítő jelleg
Nézzük meg közelebbről a páronkénti kötvényeket. Már említettük, hogy a nitrogénbázispárok nem kaotikus módon, hanem szigorú sorrendben jönnek létre. Tehát az adenin csak a timinhez, a guanin pedig csak a citozinhoz tud kötődni. A pároknak ez a szekvenciális elrendezése a molekula egyik szálában meghatározza azok elrendezését a másikban.
Amikor replikálódik vagy megkettőződik egy új DNS-molekula létrehozása érdekében, ezt a „komplementaritásnak” nevezett szabályt szükségszerűen be kell tartani. A következő mintázat figyelhető meg, amelyet a Chargaff-szabályok összefoglalója is említett - a következő nukleotidok száma megegyezik: A és T, G és C.
Replikáció
Most beszéljünk a DNS-replikáció biológiai szerepéről. Kezdjük azzal a ténnyel, hogy ez a molekula rendelkezik ezzel az egyedülálló képességgel, hogy reprodukálja önmagát. Ez a kifejezés egy leánymolekula szintézisére utal.
1957-ben ennek a folyamatnak három modelljét javasolták:
- konzervatív (az eredeti molekula megmarad, és új jön létre);
- félkonzervatív(az eredeti molekula monoláncokra bontása és mindegyikhez komplementer bázis hozzáadása);
- diszpergált (molekuláris bomlás, fragmensreplikáció és véletlenszerű gyűjtés).
A replikációs folyamat három lépésből áll:
- kezdeményezés (a DNS-szelvények feltekercselése a helikáz enzim segítségével);
- megnyúlás (a lánc meghosszabbítása nukleotidok hozzáadásával);
- lemondás (a szükséges hosszúság elérése).
Ennek az összetett folyamatnak sajátos funkciója van, vagyis biológiai szerepe - a genetikai információ pontos átvitelének biztosítása.
RNA
Elmondta, mi a DNS biológiai szerepe, most azt javasoljuk, hogy térjünk át a ribonukleinsav (vagyis az RNS) vizsgálatára.
Kezdjük ezt a részt azzal, hogy ez a molekula ugyanolyan fontos, mint a DNS. Teljesen bármilyen szervezetben kimutathatjuk, prokarióta és eukarióta sejtekben. Ez a molekula még néhány vírusban is megfigyelhető (RNS-tartalmú vírusokról beszélünk).
Az RNS megkülönböztető jellemzője, hogy egyetlen molekulaláncot tartalmaz, de a DNS-hez hasonlóan négy nitrogénbázisból áll. Ebben az esetben ez:
- adenin (A);
- uracil (U);
- citozin (C);
- guanin (G).
Minden RNS három csoportra van osztva:
- mátrix, amelyet általában információsnak neveznek (a redukció két formában lehetséges: mRNS vagy mRNS);
- transzport (tRNS);
- riboszómális (rRNS).
Funkciók
A DNS biológiai szerepével, szerkezetével és az RNS jellemzőivel foglalkozva azt javasoljuk, hogy térjünk át a ribonukleinsavak speciális küldetéseire (funkcióira).
Kezdjük az mRNS-sel vagy mRNS-sel, melynek fő feladata az információ átvitele a DNS-molekulából a sejtmag citoplazmájába. Ezenkívül az mRNS a fehérjeszintézis templátja. Ami az ilyen típusú molekulák százalékos arányát illeti, ez meglehetősen alacsony (körülbelül 4%).
És az rRNS százalékos aránya a sejtben 80. Szükségesek, mivel ezek képezik a riboszómák alapját. A riboszómális RNS részt vesz a fehérjeszintézisben és a polipeptidlánc összeállításában.
Adapter, amely a lánc aminosavait építi fel - tRNS, amely aminosavakat visz át a fehérjeszintézis területére. A cellában lévő százalék körülbelül 15%.
Biológiai szerep
Összefoglalva: mi a DNS biológiai szerepe? A molekula felfedezésének időpontjában nem lehetett egyértelmű információt adni erről a kérdésről, de még most sem lehet mindent tudni a DNS és az RNS jelentőségéről.
Ha az általános biológiai jelentőségről beszélünk, akkor szerepük az öröklődési információk generációról generációra átvitele, a fehérjeszintézis és a fehérjeszerkezetek kódolása.
Sokan a következő változatot fejezik ki: ezek a molekulák nemcsak a biológiai, hanem az élőlények lelki életéhez is kapcsolódnak. Ha hiszel a metafizikusok véleményében, akkor a DNS az elmúlt életek tapasztalatait és az isteni energiát tartalmazza.
