Virüslerden son derece organize hayvanlara (insanlar dahil) kadar tüm canlı türlerinin benzersiz bir kalıtsal aygıta sahip olduğu iyi bilinmektedir. İki tip nükleik asit molekülü ile temsil edilir: deoksiribonükleik ve ribonükleik. Bu organik maddelerde, üreme sırasında ebeveyn bireylerden yavrulara aktarılan bilgiler kodlanmıştır. Bu çalışmada, hücredeki DNA ve RNA'nın hem yapısını hem de işlevlerini inceleyeceğiz ve ayrıca canlı maddenin kalıtsal özelliklerini aktarma süreçlerinin altında yatan mekanizmaları ele alacağız.
Göründüğü gibi, nükleik asitlerin özellikleri, bazı ortak özelliklere sahip olmalarına rağmen, yine de birçok yönden farklılık gösterir. Bu nedenle, çeşitli organizma gruplarının hücrelerinde bu biyopolimerler tarafından gerçekleştirilen DNA ve RNA'nın işlevlerini karşılaştıracağız. Çalışmada sunulan tablo, aralarındaki temel farkın ne olduğunu anlamaya yardımcı olacaktır.
Nükleik asitler –karmaşık biyopolimerler
Moleküler biyoloji alanında 20. yüzyılın başında meydana gelen keşifler, özellikle deoksiribonükleik asit yapısının kodunun çözülmesi, modern sitoloji, genetik, biyoteknoloji ve genetiğin gelişimi için bir itici güç olarak hizmet etti. mühendislik. Organik kimya açısından, DNA ve RNA, tekrar tekrar tekrarlanan birimlerden oluşan makromoleküler maddelerdir - nükleotidler olarak da adlandırılan monomerler. Birbirlerine bağlı oldukları, mekansal kendi kendine organize olma yeteneğine sahip zincirler oluşturdukları bilinmektedir.
Bu tür DNA makromolekülleri genellikle histon adı verilen özel özelliklere sahip özel proteinlere bağlanır. Nükleoprotein kompleksleri özel yapılar oluşturur - sırayla kromozomların bir parçası olan nükleozomlar. Nükleik asitler, mitokondri veya kloroplast gibi bazı organellerinde bulunan hücrenin hem çekirdeğinde hem de sitoplazmasında bulunabilir.
Kalıtım maddesinin uzamsal yapısı
DNA ve RNA'nın işlevlerini anlamak için, yapılarının özelliklerini ayrıntılı olarak anlamanız gerekir. Proteinler gibi, nükleik asitler de çeşitli makromolekül organizasyon seviyelerine sahiptir. Birincil yapı, polinükleotit zincirleri ile temsil edilir, ikincil ve üçüncül konfigürasyonlar, ortaya çıkan kovalent tip bağ nedeniyle kendi kendine karmaşıktır. Moleküllerin uzaysal şeklini korumada özel bir rol, hidrojen bağlarının yanı sıra van der Waals etkileşim kuvvetlerine aittir. Sonuç, kompaktDNA'nın yapısı, süper bobin olarak adlandırılır.
Nükleik asit monomerleri
DNA, RNA, proteinler ve diğer organik polimerlerin yapısı ve işlevleri, makromoleküllerinin hem niteliksel hem de niceliksel bileşimine bağlıdır. Her iki nükleik asit türü de nükleotid adı verilen yapı taşlarından oluşur. Kimya dersinden bilindiği gibi, bir maddenin yapısı mutlaka onun fonksiyonlarını etkiler. DNA ve RNA istisna değildir. Asit türünün kendisinin ve hücredeki rolünün nükleotid bileşimine bağlı olduğu ortaya çıktı. Her monomer üç kısım içerir: azotlu bir baz, bir karbonhidrat ve bir fosforik asit kalıntısı. DNA için dört tip azotlu baz vardır: adenin, guanin, timin ve sitozin. RNA moleküllerinde sırasıyla adenin, guanin, sitozin ve urasil olacaktır. Karbonhidrat, çeşitli pentoz türleri ile temsil edilir. Ribonükleik asit riboz içerirken DNA, deoksiriboz adı verilen oksijeni giderilmiş formunu içerir.
Deoksiribonükleik asidin özellikleri
Önce DNA'nın yapısına ve işlevlerine bakacağız. Daha basit bir uzaysal konfigürasyona sahip olan RNA, bir sonraki bölümde tarafımızdan incelenecektir. Böylece, iki polinükleotit ipliği, azotlu bazlar arasında oluşan hidrojen bağlarını tekrar tekrar tekrarlayarak bir arada tutulur. "Adenin - timin" çiftinde iki tane vardır ve "guanin - sitozin" çiftinde üç hidrojen bağı vardır.
Pürin ve pirimidin bazlarının konservatif karşılığıE. Chargaff tarafından keşfedildi ve tamamlayıcılık ilkesi olarak adlandırıldı. Tek bir zincirde, nükleo titler, pentoz ve bitişik nükleo titlerin ortofosforik asit tortusu arasında oluşturulan fosfodiester bağları ile birbirine bağlanır. Her iki zincirin sarmal formu, nükleo titlerin parçası olan hidrojen ve oksijen atomları arasında meydana gelen hidrojen bağları ile korunur. Daha yüksek - üçüncül yapı (süper bobin) - ökaryotik hücrelerin nükleer DNA'sının özelliğidir. Bu formda kromatinde bulunur. Bununla birlikte, bakteriler ve DNA içeren virüsler, proteinlerle ilişkili olmayan deoksiribonükleik aside sahiptir. Halka şeklinde bir formla temsil edilir ve plazmit olarak adlandırılır.
Bitki ve hayvan hücrelerinin organelleri olan mitokondri ve kloroplastların DNA'sı aynı görünüme sahiptir. Daha sonra, DNA ve RNA'nın işlevlerinin birbirinden nasıl farklı olduğunu öğreneceğiz. Aşağıdaki tablo bize nükleik asitlerin yapısı ve özelliklerindeki bu farklılıkları gösterecektir.
Ribonükleik asit
RNA molekülü, hem çekirdekte hem de hücre sitoplazmasında bulunabilen bir polinükleotid dizisinden (bazı virüslerin çift sarmallı yapıları istisnadır) oluşur. Yapı ve özellikleri bakımından farklılık gösteren birkaç çeşit ribonükleik asit vardır. Böylece, haberci RNA en yüksek moleküler ağırlığa sahiptir. Genlerden birinde hücre çekirdeğinde sentezlenir. MRNA'nın görevi, proteinin bileşimi hakkında çekirdekten sitoplazmaya bilgi aktarmaktır. Nükleik asidin taşıma şekli protein monomerlerini bağlar– amino asitler – ve onları biyosentez yerine ulaştırır.
Son olarak, çekirdekçikte ribozomal RNA oluşur ve protein sentezine katılır. Gördüğünüz gibi, DNA ve RNA'nın hücresel metabolizmadaki işlevleri çeşitlidir ve çok önemlidir. Her şeyden önce, organizmaların kalıtım maddesinin moleküllerini içerdiği hücrelere bağlı olacaktır. Dolayısıyla virüslerde ribonükleik asit kalıtsal bilginin taşıyıcısı olarak görev yapabilirken ökaryotik organizmaların hücrelerinde bu yeteneğe sadece deoksiribonükleik asit sahiptir.
Vücuttaki DNA ve RNA'nın İşlevleri
Önemlerine göre nükleik asitler, proteinlerle birlikte en önemli organik bileşiklerdir. Kalıtsal özellikleri ve özellikleri ebeveynden yavruya korur ve iletirler. DNA ve RNA'nın işlevleri arasındaki farkı tanımlayalım. Aşağıdaki tablo bu farklılıkları daha ayrıntılı olarak gösterecektir.
| Görüntüle | Kafese koy | Yapılandırma | İşlev |
| DNA | çekirdek | süperspiral | kalıtsal bilgilerin korunması ve iletilmesi |
| DNA |
mitokondri kloroplastlar |
dairesel (plazmit) | kalıtsal bilgilerin yerel aktarımı |
| iRNA | sitoplazma | doğrusal | genden bilginin çıkarılması |
| tRNA | sitoplazma | ikincil | amino asitlerin taşınması |
| rRNA | çekirdek vesitoplazma | doğrusal | ribozom oluşumu |
Virüslerin kalıtımsal maddesinin özellikleri nelerdir?
Virüslerin nükleik asitleri hem tek sarmallı hem de çift sarmal sarmallar veya halkalar şeklinde olabilir. D. B altimore'un sınıflandırmasına göre, mikrokozmosun bu nesneleri bir veya iki zincirden oluşan DNA moleküllerini içerir. İlk grup, herpes patojenlerini ve adenovirüsleri içerir ve ikincisi, örneğin parvovirüsleri içerir.
DNA ve RNA virüslerinin işlevleri, kendi kalıtsal bilgilerini hücreye nüfuz etmek, viral nükleik asit moleküllerinin replikasyon reaksiyonlarını gerçekleştirmek ve konak hücrenin ribozomlarında protein parçacıklarını bir araya getirmektir. Sonuç olarak, tüm hücresel metabolizma, hızla çoğalarak hücreyi ölüme götüren parazitlere tamamen bağımlı hale gelir.
RNA virüsleri
Virolojide bu organizmaları birkaç gruba ayırmak gelenekseldir. Bu nedenle, ilki, tek sarmallı (+) RNA olarak adlandırılan türleri içerir. Nükleik asitleri, ökaryotik hücrelerin haberci RNA'sı ile aynı işlevleri yerine getirir. Başka bir grup, tek sarmallı (-) RNA'ları içerir. İlk olarak, molekülleri ile transkripsiyon meydana gelir ve (+) RNA moleküllerinin ortaya çıkmasına neden olur ve bunlar da viral proteinlerin bir araya getirilmesi için bir şablon görevi görür.
Yukarıdakilere dayanarak, virüsler de dahil olmak üzere tüm organizmalar için, DNA ve RNA'nın işlevleri kısaca şu şekilde karakterize edilir: organizmanın kalıtsal özelliklerinin ve özelliklerinin depolanması ve sonraki nesillere iletilmesi.
