Що таке днк і рнк? Структура днк. Функції днк

Що таке ДНК і РНК? Які їх функції і значення в нашому світі? З чого вони складаються і як працюють? Про це і не тільки розповідається в статті.

Що таке ДНК і РНК

Біологічні науки, що вивчають принципи зберігання, реалізації і передачі генетичної інформації, структуру і функції нерегулярних біополімерів відносяться до молекулярної біології.

Біополімери, високомолекулярні органічні сполуки, які утворилися із залишків нуклеотидів, є нуклеїновими кислотами. Вони зберігають інформацію про живий організм, визначають його розвиток, зростання, спадковість. Ці кислоти беруть участь в біосинтезі білка.

Розрізняють два види нуклеїнових кислот, що містяться в природі:

• ДНК - дезоксирибонуклеїнова;
• РНК - рибонуклеїнова.

Про те, що таке ДНК, світу було розказано в 1868 році, коли її відкрили в клітинних ядрах лейкоцитів і сперматозоїдів лосося. Пізніше вони були виявлені у всіх тварин і рослинних клітинах, а також в бактеріях, віруси і грибах. У 1953 році Дж. Уотсон і Ф. Крик в результаті рентгено-структурного аналізу збудували модель, що складається з двох полімерних ланцюгів, які закручені спіраллю одна навколо іншої. У 1962 році ці вчені були удостоєні Нобелівської премії за своє відкриття.

Дезоксирибонуклеїнова кислота

Що таке ДНК? Це нуклеїнова кислота, яка містить генотип індивіда і передає інформацію у спадок, самовідтворюючи. Оскільки ці молекули є дуже великими, є величезна кількість можливих послідовностей з нуклеотидів. Тому число різних молекул є фактично нескінченним.

Крім РНК-вірусів, дезоксирибонуклеїнової кислоти міститься у всіх організмах. Функції ДНК полягають в перенесенні шаблону хімічних сполук і амінокислот, що використовуються для будови білка. Направляючи їх виробництво, ДНК забезпечує послідовність необхідних амінокислот.

структура ДНК

Це найбільші біологічні молекули. Їх розмір становить від однієї чверті у бактерій до сорока міліметрів в ДНК людини, що набагато більше максимального розміру білка. Вони складаються з чотирьох мономерів, структурних компонентів нуклеїнових кислот - нуклеотидів, в які входить азотистих основ, залишок фосфорної кислоти і дезоксирибоза.

Азотисті основи мають подвійне кільце з вуглецю і азоту-пурини, і одне кільце - піримідинів.

Пуринів є аденін і гуанін, а піримідину - тимін і цитозин. Вони позначаються великими латинськими літерами: A, G, T, C- а в російській літературі - на кирилиці: А, Г, Т, Ц. За допомогою хімічної водневої зв`язку вони з`єднуються один з одним, в результаті чого з`являються нуклеїнові кислоти.

У Всесвіті саме спіраль є найбільш поширеною формою. Так і структура ДНК молекули теж має її. Полинуклеотидная ланцюжок закручена на зразок гвинтових сходів.

Ланцюги в молекулі спрямовані протилежно один від одного. Виходить, якщо в одного ланцюга від 3`-кінця до 5 `, то в іншому ланцюзі орієнтація буде навпаки від 5`-кінця до 3`.

принцип комплементарності

Дві нитки з`єднуються в молекулу азотистими підставами таким чином, що аденін має зв`язок з тиміном, а гуанін - тільки з цитозином. Послідовно розташовані нуклеотиди в одного ланцюга визначають іншу. Це відповідність, що лежить в основі появи нових молекул в результаті реплікації або подвоєння, стало називатися комплементарностью.

Виходить, що число аденілових нуклеотидів дорівнює числу тіміділових, а гуанілова дорівнюють кількості цітіділових. Це відповідність стало називатися «правилом Чаргаффа».

реплікація

Процес самовідтворення, що протікає під контролем ферментів, є основною властивістю ДНК.

Все починається з розкручування спіралі завдяки ферменту ДНК-полімерази. Після розриву водневих зв`язків, в одній і в іншій нитках синтезується дочірня ланцюг, матеріалом для якої виступають вільні нуклеотиди, наявні в ядрі.

Кожна ланцюг ДНК є матрицею для нового ланцюга. В результаті з однієї виходять дві абсолютно ідентичні материнській молекули. При цьому одна нитка синтезується суцільний, а інша спочатку фрагментарно, лише потім з`єднуючись.

гени ДНК

Молекула несе в собі всю важливу інформацію про нуклеотидах, визначає розташування амінокислот в білках. ДНК людини і всіх інших організмів зберігає відомості про його властивості, передаючи їх нащадкам.

Частиною її є ген - група нуклеотидів, яка кодує інформацію про білку. Сукупність генів клітини утворює її генотип або геном.

Гени розташовані на певній ділянці ДНК. Вони складаються з певного числа нуклеотидів, які розташовані в послідовній комбінації. Мається на увазі те, що ген не може поміняти своє місце в молекулі, і він має абсолютно конкретне число нуклеотидів. Їх послідовність унікальна. Наприклад, для отримання адреналіну використовується один порядок, а для інсуліну - інший.

Крім генів, в ДНК розташовуються некодуючі послідовності. Вони регулюють роботу генів, допомагають хромосомами і відзначають початок і кінець гена. Але сьогодні залишається невідомою роль більшості з них.

рибонуклеїнова кислота

Ця молекула багато в чому схожа з дезоксирибонуклеїнової кислотою. Однак вона не така велика, як ДНК. І РНК також складається з полімерних нуклеотидів чотирьох типів. Три з них схожі з ДНК, але замість тиміну в неї входить урацил (U або У). Крім цього, РНК складається з вуглеводу - рибози. Головною відмінністю є те, що спіраль цієї молекули є одинарної, на відміну від подвійної в ДНК.

функції РНК

В основі функцій рибонуклеїнової кислоти лежать три різних види РНК.

Інформаційна передає генетичну інформацію від ДНК в цитоплазму ядра. Її ще називають матричної. Це незамкнутая ланцюг, що синтезується в ядрі за допомогою ферменту РНК-полімерази. Незважаючи на те що в молекулі її процентний вміст надзвичайно низька (від трьох до п`яти відсотків клітини), на ній лежить найважливіша функція - бути матрицею для синтезу білків, інформуючи про їх структуру з молекул ДНК. Один білок кодується однією специфічною ДНК, тому їх числове значення рівне.

Рибосомная в основному складається з цитоплазматичних гранул - рибосом. Р-РНК синтезуються в ядрі. На їх частку припадає приблизно вісімдесят відсотків всієї клітини. Цей вид має складну структуру, утворюючи петлі на комплементарних частинах, що веде до молекулярної самоорганізації в складне тіло. Серед них є три типи у прокаріотів, і чотири - у еукаріот.

Транспортна діє в ролі «адаптера», вибудовуючи в відповідному порядку амінокислоти поліпептидного ланцюга. В середньому, вона складається з вісімдесяти нуклеотидів. У клітці їх міститься, як правило, майже п`ятнадцять відсотків. Вона призначена переносити амінокислоти туди, де білок синтезується. У клітці налічується від двадцяти до шістдесяти типів транспортної РНК. У них всіх - подібна організація в просторі. Вони набувають структуру, яку називають конюшини листом.

Значення РНК і ДНК

Коли було відкрито, що таке ДНК, її роль не була такою очевидною. Навіть сьогодні, незважаючи на те, що розкрито набагато більше інформації, залишаються без відповідей деякі питання. А якісь, можливо, ще навіть не сформульовані.

Загальновідома біологічне значення ДНК і РНК полягають в тому, що ДНК передає спадкову інформацію, а РНК бере участь в синтезі білка та кодує білкову структуру.

Однак існують версії, що ця молекула пов`язана з нашою духовним життям. Що таке ДНК людини в цьому сенсі? Вона містить всю інформацію про нього, його життєдіяльності і спадковості. Метафізики вважають, що досвід минулих життів, відновлювальні функції ДНК і навіть енергія Вищого «Я» - Творця, Бога міститься в ній.

На їхню думку, ланцюжки містять коди, що стосуються всіх аспектів життя, включаючи і духовну частину. Але деяка інформація, наприклад, про відновлення свого тіла, розташована в структурі кристала багатовимірного простору, що знаходиться навколо ДНК. Вона являє собою двенадцатигранник і є пам`яттю всієї життєвої сили.

З огляду на те, що людина не обтяжує себе духовними знаннями, обмін інформацією в ДНК з кристалічною оболонкою відбувається дуже повільно. У середньостатистичної людини він становить всього п`ятнадцять відсотків.

Передбачається, що це було зроблено спеціально для скорочення життя людини і падіння на рівень дуальності. Таким чином, у людини зростає кармічний борг, а на планеті підтримується необхідний для деяких сутностей рівень вібрації.