V tomto článku sa môžete dozvedieť o biologickej úlohe DNA. Túto skratku teda pozná každý zo školskej lavice, no nie každý tuší, čo to je. Po kurze školskej biológie ostávajú v pamäti minimálne znalosti z genetiky a dedičnosti, keďže deti sa tejto zložitej téme venujú len povrchne. Ale tieto poznatky (biologická úloha DNA, vplyv, ktorý má na telo) môžu byť neuveriteľne užitočné.
Začnime tým, že nukleové kyseliny plnia dôležitú funkciu, totiž zabezpečujú kontinuitu života. Tieto makromolekuly sú prezentované v dvoch formách:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Sú prenášačmi genetického plánu pre štruktúru a fungovanie telesných buniek. Povedzme si o nich podrobnejšie.
DNA a RNA
Začnime tým, ktoré veda sa zaoberá takýmto komplexomotázky typu:
- študovanie princípov uchovávania dedičných informácií;
- jeho implementácia;
- transmission;
- štúdium štruktúry biopolymérov;
- ich funkcie.
Toto všetko študuje molekulárna biológia. Práve v tomto odvetví biologických vied možno nájsť odpoveď na otázku, aká je biologická úloha DNA a RNA.
Tieto makromolekulárne zlúčeniny vytvorené z nukleotidov sa nazývajú „nukleové kyseliny“. Práve tu sa ukladajú informácie o tele, ktoré určujú vývoj jedinca, rast a dedičnosť.
Objav deoxyribonukleovej a ribonukleovej kyseliny pripadá na rok 1868. Potom sa ich vedcom podarilo odhaliť v jadrách leukocytov a spermií losov. Následná štúdia ukázala, že DNA možno nájsť vo všetkých bunkách rastlinnej a živočíšnej povahy. Model DNA bol predstavený v roku 1953 a Nobelova cena za objav bola udelená v roku 1962.
DNA
Začnime túto časť tým, že celkovo existujú 3 typy makromolekúl:
- deoxyribonukleová kyselina;
- ribonukleová kyselina;
- proteíny.
Teraz sa bližšie pozrieme na štruktúru, biologickú úlohu DNA. Tento biopolymér teda prenáša údaje o dedičnosti, vývojových vlastnostiach nielen nosiča, ale aj všetkých predchádzajúcich generácií. Monomér DNA je nukleotid. DNA je teda hlavnou zložkou chromozómov, ktorá obsahuje genetický kód.
Aký je prenos tohtoinformácie? Celá podstata spočíva v schopnosti týchto makromolekúl reprodukovať sa. Ich počet je nekonečný, čo možno vysvetliť ich veľkou veľkosťou a v dôsledku toho obrovským počtom rôznych nukleotidových sekvencií.
štruktúra DNA
Aby sme pochopili biologickú úlohu DNA v bunke, je potrebné oboznámiť sa so štruktúrou tejto molekuly.
Začnime tým najjednoduchším, všetky nukleotidy vo svojej štruktúre majú tri zložky:
- dusíkatá báza;
- pentózový cukor;
- fosfátová skupina.
Každý jednotlivý nukleotid v molekule DNA obsahuje jednu dusíkatú bázu. Môže to byť úplne ktorékoľvek zo štyroch možných:
- A (adenín);
- G (guanín);
- C (cytozín);
- T (tymín).
A a G sú puríny a C, T a U (uracil) sú pyramídy.
Pre pomer dusíkatých zásad existuje niekoľko pravidiel, ktoré sa nazývajú Chargaffove pravidlá.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) môžeme preniesť všetky neznáme na ľavú stranu a dostaneme: (A + G) / (T + C)=1 (tento vzorec je najvhodnejší pri riešení problémov v biológia).
- A + C=G + T.
- Hodnota (A + C)/(G + T) je konštantná. U ľudí je to 0,66, ale napríklad u baktérií je to od 0,45 do 2,57.
Štruktúra každej molekuly DNA pripomína dvojitú skrútenú špirálu. Všimnite si, že polynukleotidové reťazce sú antiparalelné. Teda umiestnenie nukleotidupáry na jednom vlákne sú v opačnom poradí ako tie na druhom. Každé otočenie tejto špirály obsahuje až 10 nukleotidových párov.
Ako sú tieto reťaze spojené dohromady? Prečo je molekula silná a nerozpadá sa? Je to všetko o vodíkovej väzbe medzi dusíkatými bázami (medzi A a T - dva, medzi G a C - tri) a hydrofóbnou interakciou.
Na konci časti by som rád uviedol, že DNA je najväčšia organická molekula, ktorej dĺžka sa pohybuje od 0,25 do 200 nm.
Doplnkovosť
Pozrime sa bližšie na párové dlhopisy. Už sme povedali, že páry dusíkatých báz sa nevytvárajú chaotickým spôsobom, ale v prísnom poradí. Takže adenín sa môže viazať iba na tymín a guanín sa môže viazať iba na cytozín. Toto postupné usporiadanie párov v jednom reťazci molekuly určuje ich usporiadanie v druhom.
Pri replikácii alebo zdvojení na vytvorenie novej molekuly DNA sa toto pravidlo nazývané „komplementarita“nevyhnutne dodržiava. Môžete si všimnúť nasledujúci vzorec, ktorý bol spomenutý v zhrnutí Chargaffových pravidiel - počet nasledujúcich nukleotidov je rovnaký: A a T, G a C.
Replication
Poďme sa teraz rozprávať o biologickej úlohe replikácie DNA. Začnime tým, že táto molekula má túto jedinečnú schopnosť reprodukovať sa. Tento výraz sa vzťahuje na syntézu dcérskej molekuly.
V roku 1957 boli navrhnuté tri modely tohto procesu:
- konzervatívna (pôvodná molekula sa zachová a vytvorí sa nová);
- polokonzervatívne(rozdelenie pôvodnej molekuly na monoreťazce a pridanie komplementárnych báz ku každému z nich);
- rozptýlené (molekulárny rozpad, replikácia fragmentov a náhodný zber).
Proces replikácie má tri kroky:
- iniciácia (odvíjanie rezov DNA pomocou enzýmu helikázy);
- elongácia (predĺženie reťazca pridaním nukleotidov);
- ukončenie (dosiahnutie požadovanej dĺžky).
Tento zložitý proces má špeciálnu funkciu, teda biologickú úlohu – zabezpečiť presný prenos genetickej informácie.
RNA
Povedal som, aká je biologická úloha DNA, teraz navrhujeme prejsť k úvahe o ribonukleovej kyseline (to znamená RNA).
Začnime túto časť tým, že povieme, že táto molekula je rovnako dôležitá ako DNA. Môžeme ho zistiť v absolútne akomkoľvek organizme, prokaryotických a eukaryotických bunkách. Táto molekula je dokonca pozorovaná v niektorých vírusoch (hovoríme o vírusoch obsahujúcich RNA).
Charakteristickým znakom RNA je prítomnosť jedného reťazca molekúl, ale rovnako ako DNA pozostáva zo štyroch dusíkatých báz. V tomto prípade je to:
- adenín (A);
- uracil (U);
- cytozín (C);
- guanín (G).
Všetky RNA sú rozdelené do troch skupín:
- matica, ktorá sa bežne nazýva informačná (redukcia je možná v dvoch formách: mRNA alebo mRNA);
- transport (tRNA);
- ribozomálne (rRNA).
Funkcie
Keď sme sa zaoberali biologickou úlohou DNA, jej štruktúrou a vlastnosťami RNA, navrhujeme prejsť na špeciálne úlohy (funkcie) ribonukleových kyselín.
Začnime mRNA alebo mRNA, ktorých hlavnou úlohou je preniesť informácie z molekuly DNA do cytoplazmy jadra. mRNA je tiež templátom pre syntézu proteínov. Pokiaľ ide o percento tohto typu molekúl, je pomerne nízke (asi 4 %).
A percento rRNA v bunke je 80. Sú nevyhnutné, keďže sú základom ribozómov. Ribozomálna RNA sa podieľa na syntéze bielkovín a zostavovaní polypeptidového reťazca.
Adaptér, ktorý buduje aminokyseliny reťazca - tRNA, ktorá prenáša aminokyseliny do oblasti syntézy bielkovín. Percento v bunke je približne 15 %.
Biologická úloha
Zhrnutie: aká je biologická úloha DNA? V čase objavu tejto molekuly nebolo možné poskytnúť žiadne jasné informácie o tejto záležitosti, ale ani teraz nie je známe všetko o význame DNA a RNA.
Ak hovoríme o všeobecnom biologickom význame, tak ich úlohou je prenos dedičných informácií z generácie na generáciu, syntéza proteínov a kódovanie proteínových štruktúr.
Mnohí vyjadrujú nasledujúcu verziu: tieto molekuly sú spojené nielen s biologickým, ale aj s duchovným životom živých bytostí. Ak veríte názoru metafyzikov, potom DNA obsahuje skúsenosti z minulých životov a božskú energiu.
