In dit artikel kun je de biologische rol van DNA leren. Deze afkorting is dus bij iedereen bekend van de schoolbank, maar niet iedereen heeft een idee wat het is. Na een schoolbiologiecursus blijft minimale kennis van genetica en erfelijkheid in het geheugen, omdat kinderen dit complexe onderwerp slechts oppervlakkig krijgen. Maar deze kennis (de biologische rol van DNA, het effect dat het heeft op het lichaam) kan ongelooflijk nuttig zijn.
Laten we beginnen met het feit dat nucleïnezuren een belangrijke functie vervullen, namelijk dat ze zorgen voor de continuïteit van het leven. Deze macromoleculen worden gepresenteerd in twee vormen:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Ze zijn zenders van het genetische plan voor de structuur en het functioneren van lichaamscellen. Laten we er in meer detail over praten.
DNA en RNA
Laten we beginnen met welke tak van wetenschap zich met zo'n complex bezighoudtvragen als:
- studie van de principes van het opslaan van erfelijke informatie;
- zijn implementatie;
- transmissie;
- studie van de structuur van biopolymeren;
- hun functies.
Dit alles wordt bestudeerd door de moleculaire biologie. In deze tak van biologische wetenschappen ligt het antwoord op de vraag wat de biologische rol van DNA en RNA is.
Deze macromoleculaire verbindingen gevormd uit nucleotiden worden "nucleïnezuren" genoemd. Hier wordt informatie over het lichaam opgeslagen die bepalend is voor de ontwikkeling van het individu, de groei en de erfelijkheid.
De ontdekking van deoxyribonucleïnezuur en ribonucleïnezuur v alt in 1868. Toen slaagden wetenschappers erin ze te detecteren in de kernen van leukocyten en spermatozoa van elanden. Daaropvolgend onderzoek toonde aan dat DNA in alle cellen van plantaardige en dierlijke aard te vinden is. Het DNA-model werd in 1953 gepresenteerd en de Nobelprijs voor ontdekking werd in 1962 toegekend.
DNA
Laten we deze sectie beginnen met het feit dat er in totaal 3 soorten macromoleculen zijn:
- deoxyribonucleïnezuur;
- ribonucleïnezuur;
- proteïnen.
Nu gaan we de structuur, de biologische rol van DNA nader bekijken. Dit biopolymeer verzendt dus gegevens over erfelijkheid, ontwikkelingskenmerken, niet alleen van de drager, maar ook van alle vorige generaties. Het DNA-monomeer is een nucleotide. DNA is dus het hoofdbestanddeel van chromosomen en bevat de genetische code.
Hoe is de overdracht hiervaninformatie? Het hele punt ligt in het vermogen van deze macromoleculen om zichzelf te reproduceren. Hun aantal is oneindig, wat verklaard kan worden door hun grote omvang en als gevolg daarvan door een enorm aantal verschillende nucleotidesequenties.
DNA-structuur
Om de biologische rol van DNA in een cel te begrijpen, is het noodzakelijk om vertrouwd te raken met de structuur van dit molecuul.
Laten we beginnen met de eenvoudigste, alle nucleotiden in hun structuur hebben drie componenten:
- stikstofbasis;
- pentosesuiker;
- fosfaatgroep.
Elk afzonderlijk nucleotide in het DNA-molecuul bevat één stikstofbase. Het kan absoluut elk van de vier mogelijke zijn:
- A (adenine);
- G (guanine);
- C (cytosine);
- T (thymine).
A en G zijn purines, en C, T en U (uracil) zijn pyramidines.
Er zijn verschillende regels voor de verhouding van stikstofhoudende basen, de zogenaamde Chargaff's regels.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) we kunnen alle onbekenden naar de linkerkant verplaatsen en krijgen: (A + G) / (T + C)=1 (deze formule is het handigst bij het oplossen van problemen in biologie).
- A + C=G + T.
- De waarde van (A + C)/(G + T) is constant. Bij mensen is het 0,66, maar bij bacteriën is het bijvoorbeeld 0,45 tot 2,57.
De structuur van elk DNA-molecuul lijkt op een dubbel gedraaide helix. Merk op dat de polynucleotideketens antiparallel zijn. Dat wil zeggen, de locatie van het nucleotidede paren op de ene streng zijn in omgekeerde volgorde dan die op de andere. Elke draai van deze helix bevat wel 10 nucleotideparen.
Hoe worden deze kettingen aan elkaar vastgemaakt? Waarom is een molecuul sterk en breekt het niet af? Het draait allemaal om de waterstofbinding tussen stikstofbasen (tussen A en T - twee, tussen G en C - drie) en hydrofobe interactie.
Aan het einde van de paragraaf wil ik vermelden dat DNA het grootste organische molecuul is, waarvan de lengte varieert van 0,25 tot 200 nm.
Complementariteit
Laten we paarsgewijze obligaties eens nader bekijken. We hebben al gezegd dat paren stikstofbasen niet op een chaotische manier worden gevormd, maar in een strikte volgorde. Dus adenine kan alleen binden aan thymine en guanine kan alleen binden aan cytosine. Deze opeenvolgende rangschikking van paren in de ene streng van een molecuul bepa alt hun rangschikking in de andere.
Bij het repliceren of verdubbelen om een nieuw DNA-molecuul te vormen, wordt deze regel, "complementariteit" genoemd, noodzakelijkerwijs in acht genomen. Je kunt het volgende patroon zien, dat werd genoemd in de samenvatting van de regels van Chargaff - het aantal van de volgende nucleotiden is hetzelfde: A en T, G en C.
Replicatie
Laten we het nu hebben over de biologische rol van DNA-replicatie. Laten we beginnen met het feit dat dit molecuul dit unieke vermogen heeft om zichzelf te reproduceren. Deze term verwijst naar de synthese van een dochtermolecuul.
In 1957 werden drie modellen van dit proces voorgesteld:
- conservatief (het oorspronkelijke molecuul blijft behouden en er wordt een nieuwe gevormd);
- semi-conservatief(het oorspronkelijke molecuul in monoketens breken en complementaire basen aan elk ervan toevoegen);
- gedispergeerd (moleculair verval, fragmentreplicatie en willekeurige verzameling).
Het replicatieproces bestaat uit drie stappen:
- initiation (afwikkelen van DNA-coupes met behulp van het helicase-enzym);
- elongation (verlenging van de keten door toevoeging van nucleotiden);
- beëindiging (bereikt de vereiste lengte).
Dit complexe proces heeft een speciale functie, dat wil zeggen een biologische rol - om de nauwkeurige overdracht van genetische informatie te verzekeren.
RNA
Vertelde wat de biologische rol van DNA is, nu stellen we voor om verder te gaan met de overweging van ribonucleïnezuur (dat wil zeggen, RNA).
Laten we deze sectie beginnen met te zeggen dat dit molecuul net zo belangrijk is als DNA. We kunnen het detecteren in absoluut elk organisme, prokaryotische en eukaryote cellen. Dit molecuul wordt zelfs waargenomen in sommige virussen (we hebben het over RNA-bevattende virussen).
Een onderscheidend kenmerk van RNA is de aanwezigheid van een enkele keten van moleculen, maar net als DNA bestaat het uit vier stikstofbasen. In dit geval is het:
- adenine (A);
- uracil (U);
- cytosine (C);
- guanine (G).
Alle RNA's zijn verdeeld in drie groepen:
- matrix, die gewoonlijk informatief wordt genoemd (reductie is mogelijk in twee vormen: mRNA of mRNA);
- transport (tRNA);
- ribosomaal (rRNA).
Functies
Na de biologische rol van DNA, de structuur en kenmerken van RNA te hebben behandeld, stellen we voor om over te gaan tot de speciale missies (functies) van ribonucleïnezuren.
Laten we beginnen met mRNA of mRNA, waarvan de belangrijkste taak het overbrengen van informatie van het DNA-molecuul naar het cytoplasma van de kern is. Ook is mRNA een sjabloon voor eiwitsynthese. Het percentage van dit type moleculen is vrij laag (ongeveer 4%).
En het percentage rRNA in de cel is 80. Ze zijn nodig, want ze vormen de basis van ribosomen. Ribosomaal RNA is betrokken bij eiwitsynthese en assemblage van de polypeptideketen.
Adapter die aminozuren van de keten bouwt - tRNA dat aminozuren overbrengt naar het gebied van eiwitsynthese. Het percentage in de cel is ongeveer 15%.
Biologische rol
Samenvattend: wat is de biologische rol van DNA? Ten tijde van de ontdekking van dit molecuul kon hierover nog geen eenduidige informatie worden gegeven, maar ook nu is nog niet alles bekend over de betekenis van DNA en RNA.
Als we het hebben over de algemene biologische betekenis, dan is hun rol het overdragen van erfelijke informatie van generatie op generatie, eiwitsynthese en codering van eiwitstructuren.
Velen drukken de volgende versie uit: deze moleculen zijn niet alleen verbonden met het biologische, maar ook met het spirituele leven van levende wezens. Als je de mening van metafysici gelooft, dan bevat DNA de ervaring van vorige levens en goddelijke energie.
