Bu makalede DNA'nın biyolojik rolünü öğrenebilirsiniz. Yani, bu kıs altma okul tezgahından herkese tanıdık geliyor, ancak herkesin ne olduğu hakkında bir fikri yok. Bir okul biyoloji dersinden sonra, çocuklara bu karmaşık konu yalnızca yüzeysel olarak verildiğinden, minimum düzeyde genetik ve kalıtım bilgisi bellekte kalır. Ancak bu bilgi (DNA'nın biyolojik rolü, vücut üzerindeki etkisi) inanılmaz derecede faydalı olabilir.
Nükleik asitlerin önemli bir işlevi olduğu, yani yaşamın devamlılığını sağladığı gerçeğiyle başlayalım. Bu makromoleküller iki biçimde sunulur:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Vücut hücrelerinin yapısı ve işleyişi için genetik planın ileticileridir. Onlar hakkında daha detaylı konuşalım.
DNA ve RNA
Bu tür komplekslerle hangi bilim dalının ilgilendiğinden başlayalımgibi sorular:
- kalıtsal bilgileri saklama ilkelerinin incelenmesi;
- uygulaması;
- iletim;
- biyopolimerlerin yapısını incelemek;
- işlevleri.
Bütün bunlar moleküler biyoloji tarafından incelenir. DNA ve RNA'nın biyolojik rolü nedir sorusunun cevabı biyolojik bilimlerin bu dalında bulunur.
Nükleo titlerden oluşan bu makromoleküler bileşiklere "nükleik asitler" denir. Bireyin gelişimini, büyümesini ve kalıtımı belirleyen vücut hakkındaki bilgilerin depolandığı yer burasıdır.
Deoksiribonükleik ve ribonükleik asidin keşfi 1868'e düşer. Daha sonra bilim adamları onları lökositlerin çekirdeklerinde ve elk spermatozoalarında tespit etmeyi başardılar. Daha sonraki çalışma, DNA'nın bitki ve hayvan doğasının tüm hücrelerinde bulunabileceğini gösterdi. DNA modeli 1953'te sunuldu ve keşif için Nobel Ödülü 1962'de verildi.
DNA
Toplamda 3 çeşit makromolekül olduğu gerçeğiyle bu bölüme başlayalım:
- deoksiribonükleik asit;
- ribonükleik asit;
- proteinler.
Şimdi DNA'nın yapısına, biyolojik rolüne daha yakından bakacağız. Böylece, bu biyopolimer kalıtım, sadece taşıyıcının değil, aynı zamanda önceki tüm nesillerin gelişimsel özellikleri hakkında veri iletir. DNA monomeri bir nükleotittir. Böylece DNA, genetik kodu içeren kromozomların ana bileşenidir.
Bunun aktarımı nasılbilgi? Bütün mesele, bu makromoleküllerin kendilerini yeniden üretme yeteneklerinde yatmaktadır. Sayıları sonsuzdur, bu da büyüklükleriyle ve sonuç olarak çok sayıda çeşitli nükleotit dizileriyle açıklanabilir.
DNA yapısı
DNA'nın bir hücredeki biyolojik rolünü anlamak için bu molekülün yapısına aşina olmak gerekir.
En basitinden başlayalım, yapılarındaki tüm nükleotidlerin üç bileşeni vardır:
- azotlu baz;
- pentoz şekeri;
- fosfat grubu.
DNA molekülündeki her bir nükleotit, bir azotlu baz içerir. Kesinlikle dört olasıdan herhangi biri olabilir:
- A (adenin);
- G (guanin);
- C (sitozin);
- T (timin).
A ve G pürinlerdir ve C, T ve U (urasil) piramidinlerdir.
Azotlu bazların oranı için Chargaff kuralları olarak adlandırılan birkaç kural vardır.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) tüm bilinmeyenleri sol tarafa aktarabilir ve şunu elde edebiliriz: (A + G) / (T + C)=1 (bu formül, problem çözerken en uygun olanıdır. biyoloji).
- A + C=G + T.
- (A + C)/(G + T)'nin değeri sabittir. İnsanlarda 0,66'dır, ancak örneğin bakterilerde 0,45 ila 2,57 arasındadır.
Her DNA molekülünün yapısı çift bükümlü bir sarmalı andırır. Polinükleotid zincirlerinin antiparalel olduğuna dikkat edin. Yani, nükleotidin yeribir iplikteki çiftler, diğerindeki çiftlerden ters sıradadır. Bu sarmalın her dönüşü 10 nükleotid çifti içerir.
Bu zincirler birbirine nasıl bağlanır? Bir molekül neden güçlüdür ve parçalanmaz? Her şey azotlu bazlar (A ve T arasında - iki, G ve C arasında - üç) ve hidrofobik etkileşim arasındaki hidrojen bağı ile ilgilidir.
Bu bölümün sonunda DNA'nın uzunluğu 0.25 ile 200 nm arasında değişen en büyük organik molekül olduğunu belirtmek isterim.
Tamamlayıcılık
İkili bağlara daha yakından bakalım. Azotlu baz çiftlerinin kaotik bir şekilde değil, katı bir sırayla oluşturulduğunu daha önce söylemiştik. Yani adenin sadece timine, guanin ise sadece sitozine bağlanabilir. Bir molekülün bir sarmalındaki çiftlerin bu ardışık düzenlemesi, onların diğerindeki düzenlemelerini belirler.
Yeni bir DNA molekülü oluşturmak için kopyalarken veya ikiye katlarken, "tamamlayıcılık" adı verilen bu kurala mutlaka uyulur. Chargaff kurallarının özetinde bahsedilen şu kalıbı fark edebilirsiniz - aşağıdaki nükleotidlerin sayısı aynıdır: A ve T, G ve C.
Çoğ altma
Şimdi DNA replikasyonunun biyolojik rolünden bahsedelim. Bu molekülün kendini çoğ altmak için bu eşsiz yeteneğe sahip olduğu gerçeğiyle başlayalım. Bu terim, bir yavru molekülün sentezini ifade eder.
1957'de bu sürecin üç modeli önerildi:
- muhafazakar (orijinal molekül korunur ve yenisi oluşturulur);
- yarı muhafazakar(orijinal molekülü mono zincirlere bölmek ve her birine tamamlayıcı bazlar eklemek);
- dağılmış (moleküler bozunma, parça çoğ altma ve rastgele toplama).
Çoğ altma işleminin üç adımı vardır:
- başlatma (helikaz enzimi kullanılarak DNA bölümlerinin çözülmesi);
- uzama (nükleotid ekleyerek zincirin uzaması);
- sonlandırma (gerekli uzunluğa ulaşma).
Bu karmaşık sürecin özel bir işlevi, yani biyolojik bir rolü vardır - genetik bilginin doğru bir şekilde iletilmesini sağlamak.
RNA
DNA'nın biyolojik rolünün ne olduğunu anlattık, şimdi ribonükleik asit (yani RNA) konusuna geçmenizi öneriyoruz.
Bu bölüme bu molekülün DNA kadar önemli olduğunu söyleyerek başlayalım. Bunu kesinlikle herhangi bir organizmada, prokaryotik ve ökaryotik hücrelerde tespit edebiliriz. Bu molekül bazı virüslerde bile görülmektedir (RNA içeren virüslerden bahsediyoruz).
RNA'nın ayırt edici bir özelliği, tek bir molekül zincirinin varlığıdır, ancak DNA gibi, dört azotlu bazdan oluşur. Bu durumda:
- adenin (A);
- urasil (U);
- sitozin (C);
- guanin (G).
Tüm RNA'lar üç gruba ayrılır:
- genel olarak bilgilendirici olarak adlandırılan matris (indirgeme iki şekilde mümkündür: mRNA veya mRNA);
- taşıma (tRNA);
- ribozomal (rRNA).
İşlevler
DNA'nın biyolojik rolü, yapısı ve RNA'nın özellikleri ile ilgilendikten sonra, ribonükleik asitlerin özel görevlerine (işlevlerine) geçmeyi öneriyoruz.
Asıl görevi DNA molekülünden çekirdeğin sitoplazmasına bilgi aktarmak olan mRNA veya mRNA ile başlayalım. Ayrıca mRNA, protein sentezi için bir şablondur. Bu tür moleküllerin yüzdesine gelince, oldukça düşüktür (yaklaşık %4).
Ve hücredeki rRNA yüzdesi 80'dir. Ribozomların temeli oldukları için gereklidirler. Ribozomal RNA, protein sentezinde ve polipeptit zincirinin montajında yer alır.
Zincirin amino asitlerini oluşturan adaptör - amino asitleri protein sentezi alanına aktaran tRNA. Hücredeki yüzde yaklaşık %15'tir.
Biyolojik rol
Özetlemek gerekirse: DNA'nın biyolojik rolü nedir? Bu molekülün keşfi sırasında bu konuda net bir bilgi verilemiyordu ama şimdi bile DNA ve RNA'nın önemi hakkında her şey bilinmiyor.
Genel biyolojik önemi hakkında konuşursak, onların rolü kalıtsal bilgileri nesilden nesile aktarmak, protein sentezi ve protein yapılarının kodlanmasıdır.
Birçoğu şu versiyonu ifade eder: Bu moleküller sadece biyolojik değil, aynı zamanda canlıların manevi hayatıyla da bağlantılıdır. Metafizikçilerin görüşüne inanıyorsanız, DNA geçmiş yaşamların deneyimini ve ilahi enerjiyi içerir.
