Нуклеиновая кислота: что это такое?
Для того чтобы составить таблицу сравнения ДНК и РНК , необходимо более подробно познакомиться с данными полинуклеотидами. Начнем с общего вопроса. И ДНК, и РНК — это нуклеиновые кислоты. Как говорилось ранее, они образуются из остатков нуклеотидов.
Эти полимеры можно обнаружить абсолютно в любой клеточке организма, так как именно на их плечи возложена большая обязанность, а именно:
- хранение;
- передача;
- реализация наследственности.
Теперь очень коротко осветим основные их химические свойства:
- хорошо растворяются в воде;
- практически не поддаются растворению в органических растворителях;
- чувствительны к изменениям температуры;
- если молекулу ДНК выделить каким-либо возможным образом из природного источника, то можно наблюдать фрагментацию при механических действиях;
- фрагментирование происходит ферментами под названием нуклеазы.
Сравнительная характеристика ДНК и РНК.
-
Сравнительное правоведение | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.25 Мб
Сравнительное правоведение как наука и учебная дисциплина. Цели, задачи и функции сравнительного правоведения. Принципы сравнительного правоведения. Сравнительное правоведение в системе общественных
-
Сравнительный менеджмент Орлов А.В. | Конспект лекций | Лекция | 2015 | Сравнительное | docx | 1.05 Мб
Введение в дисциплину Глава 1 Возникновение и эволюция сравнительного менеджмента 1.1. Сравнительный менеджмент как учебная дисциплина и раздел теории и практики менеджмента на Западе 1.2. Предмет
-
Сравнительное правоведение | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.32 Мб
1. Зарождение и развитие идей сравнительного правоведения в древнем мире. 2. Зарождение и развитие идей сравнительного правоведения в средние века. 3. Развитие идей сравнительного правоведения в
-
Шпаргалка по сравнительной адвокатуре | Шпаргалка | 2016 | Россия | docx | 0.15 Мб
1) ПРЕДМЕТ, ЗАВДАННЯ, СИСТЕМА КУРСУ, ПОРІВНЯЛЬНА АДВОКАТУРА 2) ЗАРОДЖЕННЯ АДВОКАТУРИ У СВІТІ 3) АДВОКАТУРА У СЕРЕДНІ ВІКИ 4) АДВОКАТУРА У НОВИЙ ЧАС 5) АДВОКАТУРА У КИЇВСЬКІЙ РУСІ 6) УКРАЇНСЬКА
-
Ответы к экзамену по дисциплине Основы предпринимательства | Ответы к зачету/экзамену | | Россия | docx | 0.21 Мб
Объективные и субъективные предпосылки развития предпринимательства. Признаки предпринимательства. Определение, цели и задачи предпринимательской деятельности. Стимулы (побудительные мотивы) к
-
Ответы на Гос.экзамен по специальности Управление персоналом | Ответы к госэкзамену | 2008 | Россия | docx | 0.31 Мб
Вопросы По курсу «Основы управления персоналом» Теории управления персоналом. Концепция управления персоналом на современном этапе Закономерности и принципы управления персоналом Методы управления
-
Ответы по антикризисному управлению | Ответы к зачету/экзамену | 2017 | Россия | docx | 0.5 Мб
1. Внешняя и внутренняя среда организации. 2. Система менеджмента: функции и организационные структуры. 3. Системный подход в теории управления. Организация как открытая система. 4. Процессы
-
Ответы к экзамену по дисциплине Основы гигиены | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | docx | 10.54 Мб
1.Предмет, содержание и задачи общей гигиены. Методы исследований. Связь гигиены с биологическими, клиническими и другими дисциплинами. Основные концепции гигиены. 2. Место гигиены в системе
-
Коммерческая логистика | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.51 Мб
1. ПОНЯТИЕ МАТЕРИАЛЬНОГО ЗАПАСА 2.ПРИЧИНЫ СОЗДАНИЯ МЗ 3. ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТ. ВИДЫ МЗ 4.ЗАКАЗ КРУПНОЙ ПАРТИИ. 5.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗАПАСОВ 6.СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
-
Ответы на вопросы к экзамену – Управление затратами | Ответы к зачету/экзамену | 2016 | Россия | docx | 0.05 Мб
1 сущность системного подхода при принятии управленческих решений 2 сущность системного подхода при принятии управленческих решен 3 сущность системного подхода при принятии управленческих решений:
Дезоксирибонуклеиновая кислота
Дезоксирибонуклеиновая кислота (РНК) наравне с РНК является основной макромолекулой, которая обеспечивает хранение информации, а также отвечает за передачу генетической программы от родителей к потомству. В эукариотических клетках находится в ядре, а также в митохондриях и пластидах. Внешне ДНК выглядит как молекула, которая состоит из блоков – нуклеотидов. Связь между блоками устанавливается благодаря фосфатной группе и дезоксирибозе. Практически во всех случаях ДНК представляет собой две спирализированные цепочки. Тимин, гуанин, аденин, цитозин – азотистые основания, которые скрепляют две цепочки воедино.
Поворотный момент в биологии – это расшифровка ДНК, которая произошла в 1953г. Ранее считалось, что именно белки являются «хранителями» информации.
Информация «записывается» в ДНК как последовательность нуклеотидов, происходит все это с помощью генетического кода. Основные свойства организма – последовательность и наследственность, – связанны именно с ДНК. В ходе репликации производятся копии цепочки.
Единица ДНК – ген, который выступает элементом генома. Геном представляет собой наследственный материал, необходимый для построения организма, а также для поддержания в дальнейшем. У эукариотов гены имеют сложный состав, а на вид представляют собой строение в виде мозаики. Под генетическим контролем проходят все процессы организма, а также деление клетки.
ДНК способна к метаболическим превращением, репарации и репликация сохраняют гены. Правильная транскрипция происходит в том случае, если ген содержит в себе три кодона. Нуклеотиды, расположенные подряд, образуют кодон, которые определяет вид аминокислоты, располагающийся в белке. К примеру, последовательность ТАС – это кодон для метионина, а ТТТ – кодон фениланина.
Рекомбинация представляет реорганизацию генома, которая направлена на осуществление нужных, эффективных комбинаций генов и элементов.
ДНК несет в себе генетическую информацию, благодаря которой возможно жизнедеятельность живого организма. Ученые не могут сказать, что так было всегда, ведь существует теория, что дезоксирибонуклеиновая кислота играла роль в обмене веществ, точно также говорят и о прошлых функциях РНК.
Древние системы сегодня не могут быть представлены нам, ведь ДНК в состоянии окружающей среды остается неизменной лишь 1 миллион лет, а после этого срока распадается.
Существует определенные различия и сходства ДНК и РНК, таблица наглядно демонстрирует это.
Презентация на тему: ” Нуклеиновые кислоты. Сравнительная характеристика ДНК и РНК.” — Транскрипт:
1
Нуклеиновые кислоты. Сравнительная характеристика ДНК и РНК.
2
Проверка знаний по теме «Белки, состав, структура, функции» (работа на 10 минут) Самопроверка 9 – 8 баллов = 5 7 – 6 баллов = 4 5 – 4 балла = 3
6
“Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, что Джеймс Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году (открытие атомного ядра)”. Макс Дельбрюк, апрель 1953 года
7
Главная загадка жизни …
8
По окончании урока вы должны: Иметь данные в пользу того, что ДНК служит генетическим материалом. Уметь описывать строение нуклеотида и объяснять, как нуклеотиды взаимосвязаны друг с другом. Описывать строение молекул ДНК и РНК. Определять в чем их сходство и различие. В ходе урока вы должны показать свои творческие способности, эрудицию, работоспособность, взаимовыручку.
9
Великие ученые Фридрих Иоганн Мишер Френсис Крик и Джеймс Уотсон
11
Нуклеотид АЗОТИСТОЕ ОСНОВАНИЕ УГЛЕВОД ПЕНТОЗА ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ НУКЛЕОТИД = АЗОТИСТОЕ ОСНОВАНИЕ – УГЛЕВОД – ОСТАТОК ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ
12
НУКЛЕОТИДЫ ДНК А Т Ц Г АДЕНИЛОВЫЙТИМИДИЛОВЫЙ ЦИТИДИЛОВЫЙ ГУАНИЛОВЫЙ
14
jpg Раскручивание участка ДНК Родительская цепь Дочерние цепи
15
Участок ДНК реплицируется посредством «расстегивания» двойной цепи и достраивания новых цепей Репликация процесс удвоения ДНК
16
Г – Т – Ц – Т – А – Ц – Г – А – Т КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ
18
ТАБЛИЦА «СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДНК И РНК» ПРИЗНАКИДНКРНК Местонахождение в клетке Роль в клетке Строение Мономеры Состав нуклеотида Типы нуклеотидов Свойства
20
Признаки ДНКРНК Местонахожд ение в клетке ядро, митохондрии, пластиды ядро, цитоплазма, рибосомы, митохондрии, пластиды Роль в клетке химическая основа хромосомного генетического материала (генов); матрица для синтеза ДНК; матрица для синтеза РНК; информация о структуре белка иРНК передает код наследственной информации о первичной структуре белка; рРНК входит в состав рибосом; тРНК переносит аминокислоты к рибосомам; митохондриальная и пластидная ДНК входят в состав этих органоидов Строение двойная спираль: две комплементарные полинуклеотидные цепи одинарная полинуклеотидная цепь Мономерыдезоксирибонуклеотиды Рибонуклеотиды Состав нуклеотида азотистое основание (аденин, гуанин, тимин, цитозин), дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты азотистое основание (аденин, гуанин, урацил, цитозин), рибоза и остаток фосфорной кислоты Типы нуклеотидов адениловый (А), гуаниловый (Г), тимидиловый (Т), цитидиловый (Ц) адениловый (А), гуаниловый (Г), уридиловый (У), цитидиловый (Ц) Свойстваспособна к репликации (самоудвоению), стабильна не способна к репликации, лабильна
22
В 1984 г. Британский генетик Алик Джеффрис предложил использовать структуру ДНК в качестве биохимических отпечатков пальцев. В 1998 г. этот метод помог отвергнуть претензии одной дамы, объявившей себя дочерью известного французского певца Ива Монтана.
23
Какие особенности строения ДНК позволяют использовать ее в качестве свидетеля и улики?
25
ЕГЭ С 5 Фрагмент цепи ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Т Г Т А Г Т Г А Г Т Т А. Определите последовательность нуклеотидов и – РНК и антикодоны соответствующих молекул Т – РНК.
27
Значение ДНК столь велико, что никакое знание о ней не будет полным. Френсис Крик
28
Домашнее задание Используя интернет ресурсы, найдите ответ на вопрос: «Почему результат теста ДНК подтверждающий отцовство равен 99,9%, а не 100%?» & , с
В чем отличия
ДНК существенно отличается от РНК. Это касается структуры, выполняемых функций и прочих параметров.
История открытия
Первыми нуклеиновые кислоты описал швейцарский биохимик Фридрих Мишер. Это произошло еще в 1869 году. Из остатков клеток в гное ему удалось выделить вещество с содержанием азота и фосфора. Исследователь назвал его нуклеином. Он считал, что данный элемент присутствует лишь в клеточном ядре. Позднее небелковую часть вещества назвали нуклеиновой кислотой.
Способы выделения
Существует много методов выделения нуклеиновых кислот из натуральных источников, которые имеют определенные различия. При этом особое значение имеет эффективное отделение нуклеиновых кислот от белковых элементов и минимальный уровень фрагментации препаратов. Классический способ выделения ДНК был придуман еще в 1952 году. Он применяется и по сей день.
При этом клеточные стенки биоматериала разрушают стандартным способом, после чего обрабатывают анионным детергентом. При этом белки выпадают в осадок, а нуклеиновые кислоты попадают в водный раствор. ДНК можно осадить в форме геля. Для этого к ее солевому раствору аккуратно добавляют этанол.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
Важно учитывать, что нуклеиновые кислоты деградируют под влиянием нуклеаз – особых ферментов. Потому при их выделении требуется обрабатывать инструменты и материалы специальными ингибиторами
Так, при выделении РНК часто применяют ингибитор DEPC.
Физические свойства
Нуклеиновые кислоты легко растворяются в воде. При этом они почти не растворяются в органических веществах. К другим особенностям относят чувствительность к влиянию температуры и критическим параметрам рН.
Молекулы ДНК с высокой молекулярной массой, которые выделены из натуральных источников, могут фрагментироваться под влиянием механических факторов – в частности, при перемешивании раствора.
Строение
ДНК включает дезоксирибозу и азотистые основания – тимин, цитозин, аденин и гуанин. В структуру молекулы обычно входит 2 полинуклеотидных цепи, которые направлены антипараллельно. РНК состоит из рибозы и азотистых оснований – гуанина, аденина, цитозина, урацила. По структуре полинуклеотидной цепочки молекула совпадает с ДНК.
Типы
РНК делится на такие типы:
- информационная – кодирует расположение аминокислот в белке;
- транспортная – доставляет аминокислоты к зоне выработки;
- рибосомальная – присутствует в составе рибосом, которые представляют собой место выработки белка.
В ДНК выделяют несколько уровней в структуре:
- первичная – это последовательность размещения нуклеотидов в цепи;
- вторичная – стабилизуется водородными связями между парами оснований;
- третичная – представляет собой суперсперализацию ДНК.
Роль
К основным функциям ДНК относят хранение и передачу генетической информации, а также матричный синтез РНК на ней. Главной задачей РНК считается выработка белка.
Сравнительная таблица
| ДНК | РНК | |
|---|---|---|
| Стенды для | Дезоксирибонуклеиновая кислота. | Рибонуклеиновая кислота. |
| Определение | Нуклеиновая кислота, которая содержит генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании всех современных живых организмов. Гены ДНК экспрессируются или проявляются через белки, которые ее нуклеотиды продуцируют с помощью РНК. | Информация, найденная в ДНК, определяет, какие признаки должны быть созданы, активированы или деактивированы, в то время как различные формы РНК выполняют свою работу. |
| функция | План биологических принципов, которым должен следовать живой организм, чтобы существовать и оставаться функциональными. Среда долгосрочного, стабильного хранения и передачи генетической информации. | Помогает выполнять руководящие принципы ДНК. Передает генетический код, необходимый для создания белков из ядра в рибосому. |
| Структура | Двухцепочечный. Он имеет две нуклеотидные цепи, которые состоят из его фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (стабильная 2-дезоксирибоза) и четырех азотсодержащих нуклеобаз: аденин, тимин, цитозин и гуанин. | Однонитевый. Как и ДНК, РНК состоит из ее фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (менее стабильной рибозы) и 4 азотсодержащих нуклеиновых оснований: аденина, урацила (не тимина), гуанина и цитозина. |
| Базовое сопряжение | Аденин связывается с тимином (AT) и цитозин связывается с гуанином (CG). | Аденин связывается с урацилом (AU) и цитозин связывается с гуанином (CG). |
| Место нахождения | ДНК находится в ядре клетки и в митохондриях. | В зависимости от типа РНК эта молекула находится в ядре клетки, ее цитоплазме и рибосоме. |
| стабильность | Дезоксирибозный сахар в ДНК менее реактивен из-за связей СН. Стабильно в щелочных условиях. ДНК имеет меньшие бороздки, что затрудняет «атаку» ферментов. | Рибозный сахар более реактивен из-за С-ОН (гидроксильных) связей. Не устойчив в щелочных условиях. РНК имеет более крупные бороздки, что облегчает “атаку” ферментов. |
| распространения | ДНК самовоспроизводится. | РНК синтезируется из ДНК при необходимости. |
| Уникальные черты | Спиральная геометрия ДНК имеет B-форму. ДНК защищена в ядре, так как она плотно упакована. ДНК может быть повреждена воздействием ультрафиолетовых лучей. | Спиральная геометрия РНК имеет A-форму. Нити РНК постоянно делаются, ломаются и используются повторно. РНК более устойчива к повреждениям ультрафиолетовыми лучами. |
Что такое ДНК человека?
Эта аббревиатура расшифровывается как «дезоксирибонуклеиновая кислота». Она представляет собой макромолекулу, которая хранит и передает из поколения генетическую информацию. В клетках главной задачей молекулы ДНК считается сохранение точной информации о структуре белков и РНК.
У растений и животных молекула ДНК присутствует в структуре клеточного ядра и в хромосомах. С химической точки зрения она включает фосфатную группу и азотистое основание. В пространстве этот элемент представляет собой 2 нити, который закручены в виде спирали.
Разница между ДНК и РНК-вирусами
Определение
ДНК-вирусы: ДНК-вирусы относятся к вирусам, генетическая информация которых хранится в форме ДНК.
РНК Вирусы: РНК-вирусы относятся к вирусам, генетическая информация которых хранится в форме РНК.
геном
ДНК-вирусы: ДНК-вирусы содержат ДНК в качестве своего генетического материала.
Вирусы РНК: РНК-вирусы содержат РНК в качестве своего генетического материала.
Дважды многожильный / Однонитевый
ДНК-вирусы: Двухцепочечные ДНК-вирусы встречаются чаще, чем одноцепочечные ДНК-вирусы.
Вирусы РНК: Однонитевые РНК-вирусы встречаются чаще, чем двухцепочечные РНК-вирусы.
копирование
ДНК-вирусы: Вирусная ДНК реплицируется внутри ядра клетки-хозяина.
Вирусы РНК: Вирусная РНК сначала транскрибируется, а затем реплицируется в цитоплазме.
Синтез белка
ДНК-вирусы: Вирусная ДНК сначала транскрибируется в РНК, а затем мРНК транслируется в вирусные белки.
РНК Вирусы: РНК-вирусы могут обходить транскрипцию во время синтеза белка, поскольку они уже содержат РНК в геноме.
стабильность
ДНК-вирусы: ДНК-вирусы стабильны из-за более низкой частоты мутаций.
РНК Вирусы: РНК-вирусы нестабильны из-за более высокой частоты мутаций.
Верность репликации
ДНК-вирусы: ДНК-вирусы показывают точную репликацию.
РНК Вирусы: РНК-вирусы показывают подверженную ошибкам репликацию.
ДНК-вирусы: ДНК-вирусы содержат большой геном.
Вирусы РНК: РНК-вирусы содержат небольшой геном.
прокапсида
ДНК-вирусы: Вновь синтезированная вирусная ДНК упаковывается в предварительно образованный капсид, называемый прокапсид.
Вирусы РНК: Вновь синтезированная вирусная РНК должна быть защищена от деградации, поскольку у РНК-вирусов не образуется прокапсид.
Типы
ДНК-вирусы: Классы I, II и VII Балтиморской классификации вирусов являются ДНК-вирусами.
Вирусы РНК: Классы III, IV, V и VI Балтиморской классификации вирусов являются РНК-вирусами.
Примеры
ДНК-вирусы: Аденовирусы, герпесвирусы, поксвирусы, парвовирусы и гепаднавирусы являются примерами ДНК-вирусов.
Вирусы РНК: Реовирусы, пикорнавирусы, тогавирусы, ортомиксовирусы, рабдовирусы и ретровирусы являются примерами РНК-вирусов.
Сопутствующие заболевания
ДНК-вирусы: Оспа, герпес и ветряная оспа являются заболеваниями ДНК-вирусов.
Вирусы РНК: СПИД, геморрагическая лихорадка Эбола, ОРВИ, простуда, грипп, гепатит С, лихорадка Западного Нила, полиомиелит и корь – вот некоторые заболевания, вызываемые вирусами РНК.
Заключение
ДНК и РНК-вирусы – это два типа вирусов с различным типом генетического материала. ДНК-вирусы содержат ДНК в геноме, а РНК-вирусы содержат РНК. Репликация ДНК-вирусов происходит внутри ядра хозяина, в то время как происходит в цитоплазме хозяина у РНК-вирусов. Основное различие между ДНК и РНК-вирусами заключается в типе генетического материала и репликации внутри ядра.
Какие функции выполняет ДНК?
Сравнивая ДНК и РНК, невозможно упустить вопрос выполняемых функций. В итоговой таблице эта информация обязательно будет отражена.
Итак, не сомневаясь ни секунды, мы можем утверждать, что в маленькой молекуле ДНК запрограммирована вся генетическая информация, способная контролировать каждый наш шаг. Сюда относятся:
- здоровье;
- развитие;
- продолжительность жизни;
- наследственные болезни;
- сердечно-сосудистые заболевания и пр.
Представьте, что мы выделили все молекулы ДНК из одной клетки человеческого организма и разложили их в ряд. Как вы думаете, какая длина цепочки получится? Многие подумают, что миллиметры, но это не так. Длина данной цепи будет составлять целых 7,5 сантиметров. Невероятно, но почему мы тогда клетку не можем разглядеть без мощного микроскопа? Все дело в том, что молекулы очень сильно спрессованы. Вспомните, мы в статье уже говорили о размерах Эйфелевой башни.
А какие же все-таки функции выполняют ДНК?
- Являются носителями генетической информации.
- Воспроизводят и передают информацию.
Первичная структура нуклеиновых кислот. Днк и рнк–черты сходства и различия состава, локализации в клетке, функции.
Первичная
структура ДНК –порядок
чередования дезоксирибонуклеозидмонофосфатов
(дНМФ) в полинукпеотидной цепи.
Каждая
фосфатная группа в полинукпеотидной
цепи, за исключением фосфорного остатка
на 5′-конце молекулы, участвует в
образовании двух эфирных связей с
участием 3′- и 5′-углеродных атомов двух
соседних дезоксирибоз, поэтому связь
между мономерами обозначают 3′,
5′-фосфодиэфирной.
Концевые
нуклеотиды ДНК различают по структуре:
на 5′-конце находится фосфатная группа,
а на 3′-конце цепи – свободная ОН-группа.
Эти концы называют 5′- и 3′-концами. Линейная
последовательность дезоксирибонуклеотидов
в полимерной цепи ДНК обычно сокращённо
записывают с помощью однобуквенного
кода, например -A-G-C-T-T-A-C-A- от 5′- к 3′-концу.
В
каждом мономере нуклеиновой кислоты
присутствует остаток фосфорной кислоты.
При рН 7 фосфатная группа полностью
ионизирована, поэтому in
vivoнуклеиновые
кислоты существуют в виде полианионов
(имеют множественный отрицательный
заряд). Остатки пентоз тоже проявляют
гидрофильные свойства. Азотистые
основания почти нерастворимы в воде,
но некоторые атомы пуринового и
пиримидинового циклов способны
образовывать водородные
связи.
Первичная
структура РНК –порядок
чередования рибонуклеозидмонофосфатов
(НМФ) в полинуклеотидной
Концы
полинуклеотидных цепей РНК неодинаковы.
На одном конце находится фосфорилированная
ОН-группа 5′-углеродного атома, на другом
конце – ОН-группа 3′-углеродного атома
рибозы, поэтому концы называют 5′- и
3′-концами цепи РНК. Гидроксильная группа
у 2′-углеродного атома рибозы делает
молекулу РНК нестабильной. Так, в
слабощелочной среде молекулы РНК
гидролизуются даже при нормальной
температуре, тогда как структура цепи
ДНК не изменяется.
|
Признаки |
ДНК |
РНК |
|
Местонахождение |
Ядро, |
Ядро, |
|
Местонахождение |
Хромосомы |
Ядрышко |
|
Строение |
Двойной |
Одинарная |
|
Мономеры |
Дезоксирибонуклеотиды |
Рибонуклеотиды |
|
Состав |
Азонистое |
Азонистое |
|
Типы |
Адениловый |
Адениловый |
|
Свойства |
Способная |
Не |
|
Функции |
Химическая |
Информационная |
функция
ДНК предоставляет живым организмам руководящие принципы – генетическую информацию в хромосомной ДНК – которая помогает определить природу биологии организма, как он будет выглядеть и функционировать, основываясь на информации, передаваемой от предыдущих поколений в процессе размножения. Медленные, устойчивые изменения, обнаруживаемые в ДНК с течением времени, известные как мутации, которые могут быть разрушительными, нейтральными или полезными для организма, лежат в основе теории эволюции.
Гены находятся в небольших сегментах длинных цепей ДНК; у людей около 19 000 генов. Подробные инструкции, содержащиеся в генах, определяемые тем, как упорядочены нуклеиновые основания в ДНК, несут ответственность как за большие, так и за маленькие различия между разными живыми организмами и даже среди похожих живых организмов. Генетическая информация в ДНК – это то, что заставляет растения выглядеть как растения, собаки – как собаки, а люди – как люди; это также то, что мешает разным видам производить потомство (их ДНК не будет соответствовать новой здоровой жизни). Генетическая ДНК – это то, что заставляет некоторых людей иметь кудрявые, черные волосы, а других – прямые, светлые волосы, и что делает одинаковых близнецов похожими. ( См. Также Генотип против Фенотипа .)
РНК выполняет несколько различных функций, которые, хотя и связаны между собой, немного различаются в зависимости от типа. Существует три основных типа РНК:
- РНК-мессенджер (мРНК) транскрибирует генетическую информацию из ДНК, найденной в ядре клетки, и затем передает эту информацию в цитоплазму и рибосому клетки.
- Трансферная РНК (тРНК) находится в цитоплазме клетки и тесно связана с мРНК в качестве ее помощника. тРНК буквально переносит аминокислоты, основные компоненты белков, в мРНК в рибосоме.
- Рибосомная РНК (рРНК) обнаружена в цитоплазме клетки. В рибосоме он берет мРНК и тРНК и транслирует информацию, которую они предоставляют. Из этой информации он «узнает», должен ли он создавать или синтезировать полипептид или белок.
Гены ДНК экспрессируются или проявляются через белки, которые ее нуклеотиды продуцируют с помощью РНК. Признаки (фенотипы) происходят из того, какие белки сделаны и которые включены или выключены. Информация, найденная в ДНК, определяет, какие признаки должны быть созданы, активированы или деактивированы, в то время как различные формы РНК выполняют свою работу.
Одна гипотеза предполагает, что РНК существовала до ДНК и что ДНК была мутацией РНК. Видео ниже обсуждает эту гипотезу более подробно.
Дальше, плотнее, сложнее
Третичная структура ДНК — это суперспирализированная структура. То есть мало того, что в молекуле две цепочки скручиваются друг с другом, для большей компактности ДНК наматывается на специальные белки — гистоны. Их делят на пять классов в зависимости от содержания в них лизина и аргинина.
Самый последний уровень ДНК — хромосома. Чтобы понять, насколько плотно в ней уложена носительница генетической информации, представьте следующее: если бы Эйфелева башня прошла все этапы компактизации, как и ДНК, ее можно было бы поместить в спичечный коробок.
Хромосомы бывают одинарными (состоят из одной хроматиды) и двойными (состоят из двух хроматид). Они обеспечивают надежное хранение генетической информации, а при необходимости могут развернуться и открыть доступ к нужному участку.
Сравнительная таблица
Ключевые особенности рассматриваемых понятий представлены в таблице:
| Критерий | ДНК | РНК |
| Полное название | Дезоксирибонуклеиновая кислота | Рибонуклеиновая кислота |
| Функции | Длительное хранение наследственной информации и ее передача для создания новых организмов и клеток | Передача генетического кода в рибосомы с целью синтеза белков |
| Строение | Представляет собой В-образную двойную спираль. Это двухцепочечная молекула, которая включает длинную цепь нуклеотидов. | Представляет собой спираль А-образной формы. Это одноцепочечную спираль, в которую входят более короткие цепи нуклеотидов. |
| Состав | Дезоксирибоза, аденин, гуанин, цитозин, тимин | Рибоза, аденин, гуанин, цитозин, урацил |
| Ультрафиолетовое повреждение | Чувствительна | Сравнительно устойчива |
Виды РНК, особенности строения
Помимо того, что любая РНК отличается от ДНК своей первичной структурой (отсутствие тимина, наличие урацила), следующие уровни организации тоже отличаются:
- Транспортная РНК (тРНК) является одноцепочечной молекулой. Чтобы выполнять свою функцию транспортировки аминокислот к месту синтеза белка, она имеет очень необычную вторичную структуру. Она называется «клеверный лист». Каждая ее петля выполняет свою функцию, но самыми важными являются акцепторный стебель (на него цепляется аминокислота) и антикодон (который должен совпасть с кодоном на матричной РНК). Третичная структура тРНК изучена мало, потому что очень сложно выделить такую молекулу без нарушения высокого уровня организации. Но некоторая информация у ученых имеется. Например, у дрожжей транспортная РНК имеет форму буквы L.
- Матричная РНК (также называемая информационной) выполняет функцию переноса информации от ДНК к месту синтеза белка. Она сообщает, какой именно белок получится в итоге, по ней движутся рибосомы в процессе синтеза. Ее первичная структура – одноцепочечная молекула. Вторичная структура очень сложная, необходима для правильного определения начала синтеза белка. мРНК складывается в виде шпилек, на концах которых располагаются участки начала и окончания процессинга белка.
- Рибосомальная РНК содержится в рибосомах. Эти органеллы состоят из двух субчастиц, в каждой из которых располагается собственная рРНК. Эта нуклеиновая кислота определяет размещение всех рибосомных белков и функциональных центров этой органеллы. Первичная структура рРНК представлена последовательностью нуклеотидов, как и у предыдущих разновидностей кислоты. Известно, что завершающим этапом укладки рРНК является спаривание концевых участков одной цепи. Образование таких черешков вносит дополнительный вклад в компактизацию всей структуры.
Функциональное отличие ДНК от РНК
Различие ДНК и РНК характерными чертами и особенностями строения не ограничивается. Например, ДНК способна к денатурации, ренатурации и деструкции. Ее суть – в раскручивании молекул до определенного состояния и обратно, если это возможно. В ходе этих процессов наблюдается разрушение водородных связей.
Основной функцией ДНК является сохранение, шифровка, передача и проявление генетической информации, осуществляющиеся в ходе размножения организмов всех уровней организации. Это органическое вещество также способно к транскрипции. Суть этого явления заключается в образовании молекул РНК на основе ДНК. Его основой является принцип комплементарности. Молекула ДНК также способна к самоудвоению или репликации. Этот процесс очень важен для нормального хода деления клеток, особенно митоза, когда из клетки с двойным хромосомным набором образуются две идентичные. Функция РНК также важна для живых организмов, ведь без синтеза белка их существование просто невозможно.
ДНК и РНК – нуклеиновые кислоты, являющиеся сложными макромолекулами, состоящими из нуклеотидов. Главное различие данных веществ заключается в том, что в их состав входят разные виды азотистых оснований и углевода пентозы, что определяет их различные функции в клетках живых существ.
