Bawat buhay na organismo sa ating mundo ay iba. Hindi lamang ang mga tao ang naiiba sa bawat isa. Ang mga hayop at halaman ng parehong species ay mayroon ding mga pagkakaiba. Ang dahilan nito ay hindi lamang iba't ibang kondisyon ng pamumuhay at karanasan sa buhay. Ang indibidwalidad ng bawat organismo ay inilatag dito sa tulong ng genetic material.
Mahalaga at kawili-wiling tanong tungkol sa mga nucleic acid
Kahit bago pa man ipanganak, ang bawat organismo ay may kanya-kanyang hanay ng mga gene, na ganap na tumutukoy sa lahat ng mga tampok na istruktura. Ito ay hindi lamang ang kulay ng amerikana o ang hugis ng mga dahon, halimbawa. Ang mas mahahalagang katangian ay inilatag sa mga gene. Pagkatapos ng lahat, ang isang hamster ay hindi maisilang sa isang pusa, at ang isang baobab ay hindi maaaring tumubo mula sa mga buto ng trigo.
At ang mga nucleic acid - mga molekula ng RNA at DNA - ay responsable para sa lahat ng napakalaking impormasyong ito. Ang kanilang kahalagahan ay napakahirap na labis na timbangin. Pagkatapos ng lahat, hindi lamang sila nag-iimbak ng impormasyon sa buong buhay, nakakatulong sila upang mapagtanto ito sa tulong ng mga protina, at bukod dito, ipinapasa nila ito sa susunod na henerasyon. Paano nila ito ginagawa, gaano kakomplikado ang istruktura ng mga molekula ng DNA at RNA? Paano sila magkatulad at ano ang kanilang mga pagkakaiba? Sa lahat ng ito tayoat malalaman natin ito sa mga susunod na kabanata ng artikulo.
Aming susuriin ang lahat ng impormasyon nang paisa-isa, simula sa mga pangunahing kaalaman. Una, malalaman natin kung ano ang mga nucleic acid, kung paano sila natuklasan, pagkatapos ay pag-uusapan natin ang kanilang istraktura at pag-andar. Sa dulo ng artikulo, naghihintay kami ng comparative table ng RNA at DNA, na maaari mong sanggunian anumang oras.
Ano ang mga nucleic acid
Ang mga nucleic acid ay mga organikong compound na may mataas na molecular weight, mga polymer. Noong 1869 unang inilarawan sila ni Friedrich Miescher, isang Swiss biochemist. Inihiwalay niya ang isang substance, na kinabibilangan ng phosphorus at nitrogen, mula sa mga pus cell. Sa pag-aakalang ito ay matatagpuan lamang sa nuclei, tinawag ito ng siyentipiko na nuclein. Ngunit ang natitira pagkatapos ng paghihiwalay ng mga protina ay tinatawag na nucleic acid.
Ang mga monomer nito ay mga nucleotide. Ang kanilang bilang sa isang molekula ng acid ay indibidwal para sa bawat species. Ang mga nucleotide ay mga molekula na binubuo ng tatlong bahagi:
- monosaccharide (pentose), maaaring may dalawang uri - ribose at deoxyribose;
- nitrogenous base (isa sa apat);
- phosphoric acid residue.
Susunod, titingnan natin ang mga pagkakaiba at pagkakatulad ng DNA at RNA, ang talahanayan sa pinakadulo ng artikulo ay magbubuod.
Mga tampok na istruktura: pentoses
Ang pinakaunang pagkakatulad sa pagitan ng DNA at RNA ay naglalaman ang mga ito ng monosaccharides. Ngunit para sa bawat acid sila ay naiiba. Depende sa kung aling pentose ang nasa molekula, ang mga nucleic acid ay nahahati sa DNA at RNA. Ang DNA ay naglalaman ng deoxyribose, habang ang RNA ay naglalamanribose. Ang parehong mga pentose ay nangyayari sa mga acid lamang sa β-form.
Deoxyribose ay walang oxygen sa pangalawang carbon atom (na tinukoy bilang 2'). Iminumungkahi ng mga siyentipiko na ang kawalan nito:
- pinaiikli ang link sa pagitan ng C2 at C3;
- ginagawang mas malakas ang molekula ng DNA;
- lumilikha ng mga kundisyon para sa compact DNA packing sa nucleus.
Paghahambing ng Gusali: Mga Nitrogenous Base
Ang paghahambing na katangian ng DNA at RNA ay hindi madali. Ngunit ang mga pagkakaiba ay makikita mula pa sa simula. Ang mga nitrogenous base ay ang pinakamahalagang mga bloke ng gusali sa ating mga molekula. Dala nila ang genetic na impormasyon. Mas tiyak, hindi ang mga base mismo, ngunit ang kanilang pagkakasunud-sunod sa kadena. Ang mga ito ay purine at pyrimidine.
Ang komposisyon ng DNA at RNA ay naiiba na sa antas ng mga monomer: sa deoxyribonucleic acid ay mahahanap natin ang adenine, guanine, cytosine at thymine. Ngunit ang RNA ay naglalaman ng uracil sa halip na thymine.
Ang limang baseng ito ang pangunahing (major), sila ang bumubuo sa karamihan ng mga nucleic acid. Pero bukod sa kanila, may iba pa. Ito ay nangyayari napakabihirang, ang mga naturang base ay tinatawag na menor de edad. Parehong matatagpuan sa parehong mga acid - ito ay isa pang pagkakatulad sa pagitan ng DNA at RNA.
Ang pagkakasunud-sunod ng mga nitrogenous base na ito (at, ayon dito, mga nucleotide) sa DNA chain ay tumutukoy kung aling mga protina ang maaaring i-synthesize ng isang partikular na cell. Aling mga molekula ang malilikha sa isang partikular na sandali ay depende sa mga pangangailangan ng katawan.
Pumunta samga antas ng organisasyon ng mga nucleic acid. Upang ang mga paghahambing na katangian ng DNA at RNA ay maging kumpleto at layunin hangga't maaari, isasaalang-alang namin ang istraktura ng bawat isa. Ang DNA ay may apat sa mga ito, at ang bilang ng mga antas ng organisasyon sa RNA ay depende sa uri nito.
Pagtuklas ng istruktura ng DNA, mga prinsipyo ng istruktura
Ang lahat ng organismo ay nahahati sa prokaryotes at eukaryotes. Ang pag-uuri na ito ay batay sa disenyo ng core. Parehong may DNA sa cell sa anyo ng mga chromosome. Ito ay mga espesyal na istruktura kung saan ang mga molekula ng deoxyribonucleic acid ay nauugnay sa mga protina. Ang DNA ay may apat na antas ng organisasyon.
Ang pangunahing istraktura ay kinakatawan ng isang kadena ng mga nucleotide, ang pagkakasunud-sunod nito ay mahigpit na sinusunod para sa bawat indibidwal na organismo at kung saan ay magkakaugnay ng mga phosphodiester bond. Napakalaking tagumpay sa pag-aaral ng istruktura ng DNA strand ay nakamit ni Chargaff at ng kanyang mga katuwang. Natukoy nila na ang mga ratio ng nitrogenous base ay sumusunod sa ilang partikular na batas.
Tinawag silang mga panuntunan ng Chargaff. Ang una sa mga ito ay nagsasaad na ang kabuuan ng mga base ng purine ay dapat na katumbas ng kabuuan ng mga pyrimidine. Magiging malinaw ito pagkatapos makilala ang pangalawang istraktura ng DNA. Ang pangalawang panuntunan ay sumusunod mula sa mga tampok nito: ang molar ratios A / T at G / C ay katumbas ng isa. Ang parehong panuntunan ay totoo para sa pangalawang nucleic acid - ito ay isa pang pagkakatulad sa pagitan ng DNA at RNA. Ang pangalawa lang ang may uracil sa halip na thymine sa lahat ng dako.
Gayundin, maraming mga siyentipiko ang nagsimulang uriin ang DNA ng iba't ibang uri ng hayop ayon sa mas malaking bilang ng mga base. Kung ang kabuuan ay "A+T"higit sa "G + C", ang naturang DNA ay tinatawag na AT-type. Kung ito ay kabaligtaran, kung gayon ang GC na uri ng DNA ang ating tinatalakay.
Ang pangalawang modelo ng istruktura ay iminungkahi noong 1953 ng mga siyentipiko na sina Watson at Crick, at ito ay karaniwang tinatanggap hanggang ngayon. Ang modelo ay isang double helix, na binubuo ng dalawang antiparallel chain. Ang mga pangunahing katangian ng pangalawang istraktura ay:
- ang komposisyon ng bawat DNA strand ay mahigpit na partikular sa species;
- ang bono sa pagitan ng mga chain ay hydrogen, na nabuo ayon sa prinsipyo ng complementarity ng nitrogenous bases;
- polynucleotide chain na bumabalot sa isa't isa, na bumubuo ng right-handed helix na tinatawag na "helix";
- phosphoric acid residues ay matatagpuan sa labas ng helix, nitrogenous bases ay nasa loob.
Higit pa, mas siksik, mas mahirap
Ang tertiary structure ng DNA ay isang supercoiled structure. Iyon ay, hindi lamang dalawang kadena ang umiikot sa isa't isa sa isang molekula, para sa higit na pagiging compactness, ang DNA ay nasa paligid ng mga espesyal na protina - mga histone. Nahahati sila sa limang klase depende sa nilalaman ng lysine at arginine sa kanila.
Ang huling antas ng DNA ay ang chromosome. Upang maunawaan kung gaano kahigpit ang laman ng carrier ng genetic na impormasyon, isipin ang sumusunod: kung ang Eiffel Tower ay dumaan sa lahat ng mga yugto ng compaction, tulad ng DNA, maaari itong ilagay sa isang matchbox.
Ang mga Chromosome ay iisa (binubuo ng isang chromatid) at doble (binubuo ng dalawang chromatids). Nagbibigay sila ng ligtas na imbakangenetic na impormasyon, at kung kinakailangan, maaari silang umikot at magbukas ng access sa gustong lugar.
Mga uri ng RNA, mga tampok na istruktura
Bilang karagdagan sa katotohanang ang anumang RNA ay naiiba sa DNA sa pangunahing istraktura nito (kakulangan ng thymine, pagkakaroon ng uracil), ang mga sumusunod na antas ng organisasyon ay magkakaiba din:
- Ang Transfer RNA (tRNA) ay isang single-stranded na molekula. Upang matupad ang tungkulin nito sa pagdadala ng mga amino acid sa site ng synthesis ng protina, mayroon itong isang napaka hindi pangkaraniwang pangalawang istraktura. Ito ay tinatawag na "cloverleaf". Ang bawat isa sa mga loop nito ay gumaganap ng sarili nitong function, ngunit ang pinakamahalaga ay ang acceptor stem (isang amino acid ang kumapit dito) at ang anticodon (na dapat tumugma sa codon sa messenger RNA). Ang tertiary na istraktura ng tRNA ay hindi gaanong pinag-aralan, dahil napakahirap na ihiwalay ang gayong molekula nang hindi nakakagambala sa mataas na antas ng organisasyon. Ngunit may ilang impormasyon ang mga siyentipiko. Halimbawa, sa lebadura, ang paglilipat ng RNA ay hugis ng letrang L.
- Ang Messenger RNA (tinatawag ding informational) ay gumaganap ng function ng paglilipat ng impormasyon mula sa DNA patungo sa site ng protein synthesis. Sinasabi niya kung anong uri ng protina ang lalabas sa dulo, ang mga ribosome ay gumagalaw kasama nito sa proseso ng synthesis. Ang pangunahing istraktura nito ay isang solong-stranded na molekula. Ang pangalawang istraktura ay napaka kumplikado, kinakailangan para sa tamang pagpapasiya ng pagsisimula ng synthesis ng protina. Ang mRNA ay nakatiklop sa anyo ng mga hairpins, sa mga dulo nito ay may mga site para sa simula at pagtatapos ng pagproseso ng protina.
- Ribosomal RNA ay matatagpuan sa ribosomes. Ang mga organel na ito ay binubuo ng dalawang subparticle, bawat isanagho-host ng sarili nitong rRNA. Tinutukoy ng nucleic acid na ito ang paglalagay ng lahat ng ribosomal proteins at functional centers ng organelle na ito. Ang pangunahing istraktura ng rRNA ay kinakatawan ng isang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides, tulad ng sa mga nakaraang uri ng acid. Ito ay kilala na ang huling yugto ng rRNA folding ay ang pagpapares ng mga seksyon ng terminal ng isang strand. Ang pagbuo ng naturang mga petioles ay nagbibigay ng karagdagang kontribusyon sa compaction ng buong istraktura.
DNA functions
Deoxyribonucleic acid ay gumaganap bilang isang imbakan ng genetic na impormasyon. Nasa pagkakasunud-sunod ng mga nucleotides nito na ang lahat ng mga protina ng ating katawan ay "nakatago". Sa DNA, hindi lamang sila nakaimbak, ngunit mahusay din na protektado. At kahit na magkaroon ng error sa pagkopya, ito ay itatama. Kaya, lahat ng genetic material ay mapapanatili at makakarating sa mga supling.
Upang maihatid ang impormasyon sa mga inapo, ang DNA ay may kakayahang magdoble. Ang prosesong ito ay tinatawag na pagtitiklop. Ipapakita sa atin ng isang comparative table ng RNA at DNA na hindi ito magagawa ng isa pang nucleic acid. Ngunit mayroon itong maraming iba pang mga function.
RNA Functions
Ang bawat uri ng RNA ay may sariling function:
- Transport ribonucleic acid ay naghahatid ng mga amino acid sa mga ribosome, kung saan ang mga ito ay ginagawang mga protina. Ang tRNA ay hindi lamang nagdadala ng materyal na gusali, ito ay kasangkot din sa pagkilala ng codon. At kung gaano katama ang pagkakabuo ng protina ay depende sa trabaho nito.
- Message RNA nagbabasa ng impormasyon mula saDNA at dinadala ito sa lugar ng synthesis ng protina. Doon ito nakakabit sa ribosome at idinidikta ang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid sa protina.
- Tinitiyak ng Ribosomal RNA ang integridad ng istruktura ng organelle, kinokontrol ang gawain ng lahat ng functional centers.
Narito ang isa pang pagkakatulad sa pagitan ng DNA at RNA: pareho silang pinangangalagaan ang genetic na impormasyong dala ng cell.
Paghahambing ng DNA at RNA
Upang ayusin ang lahat ng impormasyon sa itaas, isulat natin ang lahat sa isang talahanayan.
| DNA | RNA | |
| Lokasyon ng hawla | Nucleus, chloroplasts, mitochondria | Nucleus, chloroplasts, mitochondria, ribosomes, cytoplasm |
| Monomer | Deoxyribonucleotides | Ribonucleotides |
| Structure | Double-stranded helix | Single chain |
| Nucleotides | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Mga Tampok | Stable, may kakayahang kopyahin | Labile, hindi maaaring doblehin |
| Mga Pag-andar | Imbakan at paghahatid ng genetic na impormasyon | Paglipat ng namamana na impormasyon (mRNA), structural function (rRNA, mitochondrial RNA), paglahok sa synthesis ng protina (mRNA, tRNA, rRNA) |
Kaya, panandalian naming pinag-usapan ang mga pagkakatulad ng DNA at RNA. Ang talahanayan ay magiging isang kailangang-kailangan na katulong sa pagsusulit o isang simpleng paalala.
Bilang karagdagan sa natutunan na natin kanina, maraming katotohanan ang lumabas sa talahanayan. Halimbawa, ang kakayahan ng DNAAng pagdoble ay kinakailangan para sa paghahati ng cell upang ang parehong mga cell ay makatanggap ng tamang genetic na materyal nang buo. Habang para sa RNA, ang pagdodoble ay walang kahulugan. Kung ang isang cell ay nangangailangan ng isa pang molekula, sini-synthesize ito mula sa template ng DNA.
Ang mga katangian ng DNA at RNA ay naging maikli, ngunit sinakop namin ang lahat ng mga tampok ng istraktura at mga function. Ang proseso ng pagsasalin - protina synthesis - ay lubhang kawili-wili. Matapos makilala ito, nagiging malinaw kung gaano kalaki ang papel na ginagampanan ng RNA sa buhay ng isang cell. At ang proseso ng pagdoble ng DNA ay lubhang kapana-panabik. Ano ang sulit na basagin ang double helix at basahin ang bawat nucleotide!
Matuto ng bago araw-araw. Lalo na kung ang bagong bagay na ito ay nangyayari sa bawat cell ng iyong katawan.
