Dobro je poznato da svi oblici žive materije,Od virusa do visoko organiziranih životinja (uključujući ljude), imaju jedinstven nasljedni aparat. Predstavljen je molekulama dvije vrste nukleinskih kiselina: deoksiribonukleinska i ribonukleinska. U tim organskim tvarima kodiraju se informacije koje se tijekom reprodukcije prenose s roditelja na potomstvo. U ovom ćemo radu proučiti strukturu i funkcije DNK i RNK u stanici, a također ćemo razmotriti mehanizme koji stoje na osnovi procesa prijenosa nasljednih svojstava žive materije.
Kako se ispostavilo, svojstva nukleinskih kiselina, premdai imaju neke zajedničke značajke, međutim, razlikuju se u mnogočemu. Stoga ćemo usporediti funkcije DNK i RNK koje ti biopolimeri izvode u stanicama različitih skupina organizama. Tabela predstavljena u radu pomoći će vam da shvatite koja je njihova temeljna razlika.
Nukleinske kiseline - složeni biopolimeri
Otkrića u području molekularne biologije,dogodio se početkom dvadesetog stoljeća, posebice je dekodiranje strukture deoksiribonukleinske kiseline poslužilo kao poticaj za razvoj moderne citologije, genetike, biotehnologije i genetskog inženjerstva. Sa stajališta organske kemije, DNA i RNA su tvari velike molekularne težine koje se sastoje od višestrukih ponavljajućih jedinica - monomera, koji se nazivaju i nukleotidi. Poznato je da su oni međusobno povezani, tvoreći lance sposobne za prostornu samoorganizaciju.
Takve se makromolekule DNA često vežuposebni proteini s posebnim svojstvima zvani histoni. Nukleoproteinski kompleksi tvore posebne strukture - nukleosome, koji su pak dio kromosoma. Nukleinske kiseline mogu se naći i u jezgri i u citoplazmi stanice, prisutne u nekim njenim organelama, na primjer, u mitohondrijima ili kloroplastima.
Prostorna struktura supstance nasljeđa
Da biste razumjeli funkcije DNA i RNA, moraterazumjeti značajke njihove građe. Poput proteina, nukleinske kiseline imaju nekoliko razina organizacije makromolekula. Primarnu strukturu predstavljaju polinukleotidni lanci, sekundarna i tercijarna konfiguracija se samokompleksiraju zbog nove kovalentne vrste veze. Posebna uloga u održavanju prostornog oblika molekula pripada vodikovim vezama, kao i van der Waalsovim silama interakcije. Rezultat je kompaktna DNA struktura koja se naziva super zavojnica.
Monomeri nukleinske kiseline
Građa i funkcija DNA, RNA, proteina i drugihorganski polimeri ovise i o kvalitativnom i o kvantitativnom sastavu njihovih makromolekula. Obje vrste nukleinskih kiselina sastoje se od gradivnih blokova koji se nazivaju nukleotidi. Kao što znate iz tečaja kemije, struktura tvari nužno utječe na njezine funkcije. DNA i RNA nisu iznimka. Ispada da vrsta same kiseline i njezina uloga u stanici ovise o sastavu nukleotida. Svaki monomer sadrži tri dijela: dušičnu bazu, ugljikohidrat i ostatak fosforne kiseline. Postoje četiri vrste dušičnih baza za DNA: adenin, gvanin, timin i citozin. U molekulama RNA to će biti adenin, gvanin, citozin i uracil. Ugljikohidrati su predstavljeni raznim vrstama pentoze. Ribonukleinska kiselina sadrži ribozu, a DNA njezin deoksigenirani oblik nazvan deoksiriboza.
Značajke deoksiribonukleinske kiseline
Prvo pogledamo strukturu i funkciju DNK. RNA, koja ima jednostavniju prostornu konfiguraciju, proučit ćemo u sljedećem odjeljku. Dakle, dvije polinukleotidne niti se drže zajedno ponavljajući ponavljanje vodikovih veza nastalih između dušičnih baza. Par adenin - timin sadrži dvije, a par gvanin - citozin tri vodikove veze.
Konzervativna usklađenost purina ipirimidinske baze otkrio je E. Chargaff i dobio naziv načela komplementarnosti. U jednom lancu nukleotidi su povezani fosfodiesterskim vezama nastalim između pentoze i ostataka fosforne kiseline susjednih nukleotida. Spiralni izgled oba lanca održavaju se vodikovim vezama koje nastaju između atoma vodika i kisika koji su dio nukleotida. Najviša - tercijarna struktura (super zavojnica) - karakteristična je za nuklearnu DNA eukariotskih stanica. Kao takav prisutan je u kromatinu. Međutim, bakterije i DNA virusi imaju deoksiribonukleinsku kiselinu koja nije povezana s proteinima. Predstavljen je u obliku prstena i naziva se plazmid.
DNK mitohondrija i kloroplasta ima jednak izgled.- organele biljnih i životinjskih stanica. Dalje ćemo saznati kako se funkcije DNA i RNA međusobno razlikuju. Tablica u nastavku pokazat će nam ove razlike u strukturi i svojstvima nukleinskih kiselina.
Ribonukleinska kiselina
Molekula RNA sastoji se od jednog polinukleotidafilamenti (osim dvolančanih struktura nekih virusa), koji se mogu naći i u jezgri i u staničnoj citoplazmi. Postoji nekoliko vrsta ribonukleinskih kiselina koje se razlikuju u strukturi i svojstvima. Dakle, glasnička RNA ima najveću molekularnu težinu. Sintetizira se u staničnoj jezgri na jednom od gena. Zadatak mRNA je prijenos podataka o sastavu proteina iz jezgre u citoplazmu. Transportni oblik nukleinske kiseline veže proteinske monomere - aminokiseline - i isporučuje ih na mjesto biosinteze.
Konačno, ribosomska RNK nastaje u jezgri isudjeluje u sintezi bjelančevina. Kao što vidite, funkcije DNA i RNA u staničnom metabolizmu su raznolike i vrlo važne. Oni će prije svega ovisiti o stanicama kojih su organizmi molekule nasljedne tvari. Dakle, u virusima ribonukleinska kiselina može djelovati kao nositelj nasljednih informacija, dok u stanicama eukariotskih organizama tu sposobnost ima samo deoksiribonukleinska kiselina.
Funkcije DNA i RNA u tijelu
Po svom značenju nukleinske kiseline, zajedno saproteini su najvažniji organski spojevi. Oni čuvaju i prenose nasljedna svojstva i osobine s roditelja na potomstvo. Definirajmo razliku između funkcija DNA i RNA. Tablica u nastavku detaljnije će prikazati ove razlike.
| pogled | Stavite u kavez | Konfiguracija | funkcija |
| DNK | jezgra | super spirala | očuvanje i prijenos nasljednih podataka |
| DNK | mitohondriji kloroplasti | kružni (plazmid) | lokalni prijenos nasljednih podataka |
| mRNA | citoplazma | linearno | uklanjanje podataka iz gena |
| tRNA | citoplazma | sekundarni | transport aminokiselina |
| rRNA | jezgra i citoplazma | linearno | stvaranje ribosoma |
Koje su značajke tvari nasljednosti virusa?
Nukleinske kiseline virusa mogu biti oblikajedno- i dvolančane spirale ili prstenovi. Prema klasifikaciji D. Baltimorea, ti objekti mikrosvijeta sadrže molekule DNA koje se sastoje od jedne ili dvije niti. U prvu skupinu spadaju patogeni herpesa i adenovirusa, a u drugu spadaju, na primjer, parvovirusi.
Funkcije DNA i RNA virusa suprodor vlastitih nasljednih informacija u stanicu, reakcije replikacije molekula virusne nukleinske kiseline i skupljanje proteinskih čestica u ribosomima stanice domaćina. Kao rezultat toga, cjelokupni stanični metabolizam u potpunosti je podređen parazitima koji, brzo se množeći, odvode stanicu do smrti.
RNA virusi
Odvajanje ovih organizama prihvaćeno je u virologiji.u nekoliko skupina. Dakle, prva uključuje vrste koje se nazivaju jednolančana (+) RNA. Njihova nukleinska kiselina obavlja iste funkcije kao i glasnička RNA eukariotskih stanica. Druga skupina uključuje jednolančane (-) RNA. Prvo, dolazi do transkripcije s njihovim molekulama, što dovodi do pojave (+) molekula RNA, a one, pak, služe kao matrica za skupljanje virusnih proteina.
Na temelju gore navedenog, za sveorganizmi, uključujući viruse, funkcije DNA i RNA ukratko su okarakterizirane kako slijedi: pohrana nasljednih svojstava i svojstava organizma i njihov daljnji prijenos na potomstvo.
