Nukleino rūgštys – struktūra ir funkcijos
Ką reikia žinoti apie DNR ir RNR
DNR yra svarbi nukleino rūgštis. KTSDESIGN / MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images
The nukleino rūgštys yra gyvybiškai svarbūs biopolimerai randami visuose gyvuose dalykuose, kur jie veikia koduodami, perduodami ir išreikšti genai . Šios didelės molekules vadinamos nukleino rūgštimis, nes jos pirmą kartą buvo identifikuotos viduje ląstelių branduolys tačiau jų taip pat galima rasti mitochondrijos ir chloroplastai taip pat bakterijos ir virusai. Dvi pagrindinės nukleorūgštys yra dezoksiribonukleorūgštis ( DNR ) ir ribonukleino rūgštis ( RNR ).
DNR ir RNR ląstelėse
DNR ir RNR palyginimas. Klipas
DNR yra dvigrandė molekulė, suskirstyta į chromosomą, randamą ląstelių branduolyje, kur ji koduoja genetinę organizmo informaciją. Kai ląstelė dalijasi, šio genetinio kodo kopija perduodama naujai ląstelei. Genetinio kodo kopijavimas vadinamas replikacija .
RNR yra vienos grandinės molekulė, kuri gali papildyti arba „sutampa“ su DNR. RNR tipas, vadinamas pasiuntinio RNR arba mRNR, nuskaito DNR ir sukuria jos kopiją per a procesas vadinamas transkripcija . mRNR perneša šią kopiją iš branduolio į ribosomas citoplazmoje, kur pernešama RNR arba tRNR padeda suderinti aminorūgštis su kodu, galiausiai formuojant baltymus. procesas vadinamas vertimu .
Nukleino rūgščių nukleotidai
DNR susideda iš dviejų cukraus-fosfatų stuburo ir nukleotidų bazių. Yra keturios skirtingos bazės: guaninas, citozinas, timinas ir adeninas. DNR yra skyrių, vadinamų genais, kurie koduoja kūno genetinę informaciją. ALFREDAS PASIEKA/MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images
Tiek DNR, tiek RNR yra polimerai, sudaryti iš monomerų, vadinamų nukleotidais. Kiekvienas nukleotidas susideda iš trijų dalių:
- azoto bazė
- penkių anglies cukrų (pentozės cukrus)
- fosfatų grupė (PO43-)
DNR ir RNR bazės ir cukrus skiriasi, tačiau visi nukleotidai jungiasi naudodami tą patį mechanizmą. Pirminė arba pirmoji cukraus anglis jungiasi su baze. 5-oji cukraus anglis jungiasi su fosfatų grupe. Kai nukleotidai jungiasi vienas su kitu, sudarydami DNR arba RNR, vieno iš nukleotidų fosfatas prisijungia prie kito nukleotido cukraus 3 anglies ir sudaro vadinamąjį nukleorūgšties cukraus-fosfato pagrindą. Ryšys tarp nukleotidų vadinamas fosfodiesterio ryšiu.
DNR struktūra
jack0m / Getty Images
Tiek DNR, tiek RNR yra gaminamos naudojant bazes, pentozės cukrų ir fosfatų grupes, tačiau azoto bazės ir cukrus nėra vienodi dviejose makromolekulėse.
DNR gaminama naudojant adenino, timino, guanino ir citozino bazes. Bazės jungiasi viena su kita labai specifiniu būdu. Adenino ir timino ryšys (A-T), o citozino ir guanino ryšys (G-C). Pentozinis cukrus yra 2'-dezoksiribozė.
RNR gaminama naudojant adenino, uracilo, guanino ir citozino bazes. Bazių poros susidaro taip pat, išskyrus tai, kad adeninas prisijungia prie uracilo (A-U), o guaninas jungiasi su citozinu (G-C). Cukrus yra ribozė. Vienas paprastas būdas prisiminti, kurios bazės poruojasi viena su kita, yra pažvelgti į raidžių formą. C ir G yra lenktos abėcėlės raidės. A ir T yra raidės, sudarytos iš susikertančių tiesių. Galite prisiminti, kad U atitinka T, jei prisiminsite, kad U sekti T, kai deklamuojate abėcėlę.
Adeninas, guaninas ir timinas vadinami purino bazėmis. Jie yra biciklinės molekulės, tai reiškia, kad jie susideda iš dviejų žiedų. Citozinas ir timinas vadinami pirimidino bazėmis. Pirimidino bazes sudaro vienas žiedas arba heterociklinis aminas.
Nomenklatūra ir istorija
DNR gali būti didžiausia natūrali molekulė. Ianas Cumingas / Getty Images
Nemažai XIX ir XX amžių tyrinėjimų padėjo suprasti nukleorūgščių prigimtį ir sudėtį.
- 1869 m. Friedrickas Miescheris atrado nukleino eukariotinėse ląstelėse. Nukleinas yra medžiaga, randama branduolyje, kurią daugiausia sudaro nukleino rūgštys, baltymai ir fosforo rūgštis.
- 1889 metais Richardas Altmannas ištyrė chemines nukleino savybes. Jis nustatė, kad ji elgėsi kaip rūgštis, todėl medžiaga buvo pervadinta nukleino rūgštis . Nukleino rūgštis reiškia ir DNR, ir RNR.
- 1938 m. Astbury ir Bell paskelbė pirmąjį DNR rentgeno spindulių difrakcijos modelį.
- 1953 metais Watsonas ir Crickas aprašė DNR struktūrą.
Nors ląstelė buvo atrasta eukariotuose, laikui bėgant mokslininkai suprato, kad ląstelėje nebūtina turėti branduolio, kad būtų nukleino rūgštys. Visose tikrosiose ląstelėse (pvz., iš augalų, gyvūnų, grybų) yra ir DNR, ir RNR. Išimtis yra kai kurios subrendusios ląstelės, pavyzdžiui, žmogaus raudonieji kraujo kūneliai. Virusas turi arba DNR, arba RNR, bet retai abi molekules. Nors dauguma DNR yra dvigrandė, o dauguma RNR yra vienagrandė, yra išimčių. Virusuose egzistuoja viengrandė DNR ir dvigrandė RNR. Buvo rasta net trijų ir keturių grandžių nukleorūgštys!