vad du lär dig att göra: diskutera nukleinsyror och den roll de spelar i DNA och RNA
människor har två typer av nukleinsyror i sina kroppar: DNA och RNA. Dessa molekyler innehåller uppsättningen instruktioner för våra celler: de bestämmer vem och vad vi är. Men vad utgör vårt DNA?
Figur 1. Spot skillnaderna mellan DNA och RNA
i detta resultat lär vi oss om komponenterna i DNA och RNA och får en kort introduktion till hur de fungerar.
lärandemål
- beskriv den grundläggande strukturen av nukleinsyror
- Jämför och kontrastera strukturen av DNA och RNA
struktur av nukleinsyror
nukleinsyror är viktiga makromolekyler i livets kontinuitet. De bär den genetiska ritningen av en cell och bär instruktioner för cellens funktion.
Figur 2. En nukleotid består av tre komponenter: en kvävebas, ett pentosocker och en fosfatgrupp.
de två huvudtyperna av nukleinsyror är deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA). DNA är det genetiska materialet som finns i alla levande organismer, allt från encelliga bakterier till flercelliga däggdjur.
den andra typen av nukleinsyra, RNA, är mestadels involverad i proteinsyntes. DNA-molekylerna lämnar aldrig kärnan, utan använder istället en RNA-mellanhand för att kommunicera med resten av cellen. Andra typer av RNA är också involverade i proteinsyntes och dess reglering.
DNA och RNA består av monomerer som kallas nukleotider. Nukleotiderna kombineras med varandra för att bilda en polynukleotid, DNA eller RNA. Varje nukleotid består av tre komponenter: en kvävebas, ett pentos (femkol) socker och en fosfatgrupp (Figur 2). Varje kvävebas i en nukleotid är fäst vid en sockermolekyl, som är fäst vid en fosfatgrupp. Nukleotiderna kopplas samman med fosfodiesterbindningar för att bilda polynukleotiden.
DNA Dubbelhelikal struktur
Figur 3. Dubbelhelixmodellen visar DNA som två parallella strängar av sammanflätade molekyler. (kredit: Jerome Walker, Dennis Myts)
DNA har en dubbel spiralstruktur (Figur 3). Den består av två strängar, eller polymerer, av nukleotider. Strängarna bildas med kovalenta bindningar mellan fosfat-och sockergrupper av intilliggande nukleotider.
de två strängarna är bundna till varandra vid sina baser med vätebindningar, och strängarna spolar runt varandra längs deras längd, därav beskrivningen ”double helix”, vilket betyder en dubbel spiral.
de alternerande socker-och fosfatgrupperna ligger på utsidan av varje sträng och bildar ryggraden i DNA. De kvävebaser staplas i det inre, som stegen i en trappa, och dessa baser par; paren är bundna till varandra genom vätebindningar. Baserna paras på ett sådant sätt att avståndet mellan ryggraden hos de två strängarna är detsamma längs molekylen.
DNA och RNA
medan DNA och RNA är likartade har de mycket tydliga skillnader. Tabell 1 sammanfattar egenskaper hos DNA och RNA.
| Tabell 1. Features of DNA and RNA | ||
|---|---|---|
| DNA | RNA | |
| Function | Carries genetic information | Involved in protein synthesis |
| Location | Remains in the nucleus | Leaves the nucleus |
| Structure | DNA is double-stranded ”ladder”: sugar-phosphate backbone, with base rungs. | vanligtvis enkelsträngad |
| socker | deoxiribos | ribos |
| pyrimidiner | cytosin, tymin | cytosin, uracil |
| puriner | adenin, guanin | adenin, guanin |
en annan skillnad bär nämna. Det finns bara en typ av DNA. DNA är den ärftliga informationen som överförs till varje generation av celler; dess strängar kan ”packas upp” med liten mängd energi när DNA behöver replikera, och DNA transkriberas till RNA. Det finns mutliple typer av RNA: Messenger RNA är en tillfällig molekyl som transporterar den information som krävs för att göra ett protein från kärnan (där DNA kvarstår) till cytoplasman, där ribosomerna är. Andra typer av RNA inkluderar ribosomalt RNA (rRNA), överföringsrna (tRNA), litet nukleärt RNA (snRNA) och mikroRNA.
även om RNA är enkelsträngat, visar de flesta RNA-typer omfattande intramolekylär basparning mellan komplementära sekvenser, vilket skapar en förutsägbar tredimensionell struktur som är nödvändig för deras funktion.
som du kommer att lära dig senare sker informationsflödet i en organism från DNA till RNA till protein. DNA dikterar strukturen av mRNA i en process som kallas transkription, och RNA dikterar strukturen av protein i en process som kallas översättning. Detta är känt som Livets centrala Dogma, vilket gäller för alla organismer; undantag från regeln förekommer emellertid i samband med virusinfektioner.
Sammanfattningsvis: DNA och RNA
nukleinsyror är molekyler som består av nukleotider som direkt cellulära aktiviteter såsom celldelning och proteinsyntes. Varje nukleotid består av ett pentossocker, en kvävebas och en fosfatgrupp. Det finns två typer av nukleinsyror: DNA och RNA. DNA bär cellens genetiska ritning och överförs från föräldrar till avkommor (i form av kromosomer). Den har en dubbel spiralstruktur med de två strängarna som löper i motsatta riktningar, förbundna med vätebindningar och kompletterar varandra. RNA är enkelsträngat och är tillverkat av ett pentosocker (ribos), en kvävebas och en fosfatgrupp. RNA är involverat i proteinsyntes och dess reglering. Messenger RNA (mRNA) kopieras från DNA, exporteras från kärnan till cytoplasman och innehåller information för konstruktion av proteiner. Ribosomalt RNA (rRNA) är en del av ribosomerna vid platsen för proteinsyntes, medan överföringsrna (tRNA) bär aminosyran till platsen för proteinsyntes. mikroRNA reglerar användningen av mRNA för proteinsyntes.
kontrollera din förståelse
svara på frågorna nedan för att se hur väl du förstår de ämnen som behandlas i föregående avsnitt. Denna korta frågesport räknas inte mot ditt betyg i klassen, och du kan återta det ett obegränsat antal gånger.
använd denna frågesport för att kontrollera din förståelse och bestämma om du vill (1) studera föregående avsnitt ytterligare eller (2) gå vidare till nästa avsnitt.