mitä opit tekemään: Keskustele nukleiinihapoista ja niiden roolista DNA: ssa ja RNA: ssa
ihmisillä on kehossaan kahdenlaisia nukleiinihappoja: DNA ja RNA. Nämä molekyylit sisältävät solujemme ohjeet: ne määrittävät, keitä ja mitä olemme. Mutta mistä DNA koostuu?
kuva 1. Bongaa DNA: n ja RNA: n erot
tässä lopputuloksessa tutustumme DNA: n ja RNA: n komponentteihin ja saamme lyhyen johdannon niiden toimintaan.
oppimistulokset
- kuvaavat nukleiinihappojen perusrakennetta
- vertaa ja vertaile DNA: n ja RNA: n rakennetta
nukleiinihappojen Rakenne
nukleiinihapot ovat keskeisiä makromolekyylejä elämän jatkuvuudessa. Ne kantavat solun geneettistä piirustusta ja sisältävät ohjeita solun toimintaan.
kuva 2. Nukleotidi koostuu kolmesta komponentista: typpiemäksestä, pentoosisokerista ja fosfaattiryhmästä.
nukleiinihappojen kaksi päätyyppiä ovat deoksiribonukleiinihappo (DNA) ja ribonukleiinihappo (RNA). DNA on geneettinen materiaali, jota löytyy kaikista elävistä organismeista aina yksisoluisista bakteereista monisoluisiin nisäkkäisiin.
toinen nukleiinihappotyyppi, RNA, osallistuu enimmäkseen proteiinisynteesiin. DNA-molekyylit eivät koskaan poistu tumasta, vaan kommunikoivat RNA-välittäjän avulla muun solun kanssa. Myös muut RNA-tyypit osallistuvat proteiinisynteesiin ja sen säätelyyn.
DNA ja RNA koostuvat nukleotideina tunnetuista monomeereista. Nukleotidit yhdistyvät toisiinsa muodostaen polynukleotidin, DNA: n tai RNA: n. Jokainen nukleotidi koostuu kolmesta komponentista: typpiemäksestä, pentoosista (viisihiili) sokerista ja fosfaattiryhmästä (kuva 2). Jokainen nukleotidin typpiemäs on kiinnittynyt sokerimolekyyliin, joka on kiinnittynyt fosfaattiryhmään. Nukleotidit liittyvät toisiinsa fosfodiesterisidoksilla muodostaen polynukleotidin.
DNA: n Kaksoiskierteinen rakenne
kuva 3. Kaksoiskierteen malli esittää DNA: n kahtena yhdensuuntaisena säikeenä toisiinsa kietoutuvia molekyylejä. (luotto: Jerome Walker, Dennis Myts)
DNA: lla on kaksoiskierteinen rakenne (kuva 3). Se koostuu kahdesta nukleotidien säikeestä eli polymeeristä. Säikeitä muodostuu vierekkäisten nukleotidien fosfaatti-ja sokeriryhmien kovalenttisilla sidoksilla.
kaksi säiettä ovat sitoutuneet toisiinsa emästensä kohdalla vetysidoksilla, ja säikeet kiertyvät toistensa ympäri pituuttaan pitkin, mistä johtuu ”kaksoiskierre” – kuvaus, joka tarkoittaa kaksoisspiraalia.
vuorottelevat sokeri-ja fosfaattiryhmät sijaitsevat kunkin juosteen ulkopuolella muodostaen DNA: n selkärangan. Typpipitoiset emäkset pinotaan sisätiloihin, kuten portaiden askelmat, ja nämä emäkset pariutuvat; parit ovat sitoutuneet toisiinsa vetysidoksilla. Emäkset pariutuvat siten, että näiden kahden juosteen selkäruotojen välinen etäisyys on sama koko molekyylin ajan.
DNA ja RNA
vaikka DNA ja RNA ovat samanlaisia, niillä on hyvin selviä eroja. Taulukossa 1 on yhteenveto DNA: n ja RNA: n ominaisuuksista.
| taulukko 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. | yleensä yksijuosteinen |
| sokeri | riboosi | |
| Pyrimidiinit | sytosiini, tymiini | |
| sytosiini, urasiili | ||
| puriinit | adeniini, guaniini | adeniini, guaniini |
yksi muu ero on mainittu. On vain yhdenlaista DNA: ta. DNA on periytyvä tieto, joka siirtyy jokaiseen solusukupolveen; sen säikeitä voidaan” irrottaa ” pienellä määrällä energiaa, kun DNA: n täytyy monistua, ja DNA transkriboidaan RNA: ksi. RNA: ta on mutliparityyppejä: lähetti-RNA on väliaikainen molekyyli, joka kuljettaa proteiinin valmistamiseen tarvittavan informaation tumasta (jossa DNA säilyy) sytoplasmaan, jossa ribosomit ovat. Muita RNA-lajeja ovat ribosomaalinen RNA (rRNA), siirtäjä-RNA (tRNA), pieni ydin-RNA (snRNA) ja mikroRNA.
vaikka RNA on yksijuosteinen, useimmilla RNA-tyypeillä on laaja intramolekulaarinen emäspariutuminen komplementaaristen sekvenssien välillä, mikä luo niiden toiminnalle välttämättömän ennustettavan kolmiulotteisen rakenteen.
kuten myöhemmin selviää, informaatiovirta eliössä tapahtuu DNA: sta RNA: han proteiiniin. DNA sanelee mRNA: n rakenteen transkriptiona tunnetussa prosessissa, ja RNA sanelee proteiinin rakenteen translaationa tunnetussa prosessissa. Tämä tunnetaan elämän keskeisenä oppina, joka pätee kaikkiin eliöihin; poikkeuksia sääntöön kuitenkin esiintyy virusinfektioiden yhteydessä.
Yhteenvetona: DNA ja RNA
nukleiinihapot ovat nukleotideista koostuvia molekyylejä, jotka ohjaavat solujen toimintaa, kuten solunjakautumista ja proteiinisynteesiä. Jokainen nukleotidi koostuu pentoosisokerista, typpiemäksestä ja fosfaattiryhmästä. Nukleiinihappoja on kahdenlaisia: DNA ja RNA. DNA kuljettaa geneettisen suunnitelman solun ja siirtyy vanhemmilta jälkeläisille (muodossa kromosomeja). Sillä on kaksoiskierteinen rakenne, jossa kaksi juostetta kulkevat vastakkaisiin suuntiin, liittyvät toisiinsa vetysidoksilla ja täydentävät toisiaan. RNA on yksijuosteinen ja koostuu pentoosisokerista (riboosi), typpiemäksestä ja fosfaattiryhmästä. RNA osallistuu proteiinisynteesiin ja sen säätelyyn. Lähetti-RNA (mRNA) kopioidaan DNA: sta, viedään tumasta sytoplasmaan ja sisältää tietoa proteiinien rakentumisesta. Ribosomaalinen RNA (rRNA) on osa ribosomeja proteiinisynteesin paikalla, kun taas transferaasi-RNA (tRNA) kuljettaa aminohapon proteiinisynteesin paikalle. mikroRNA säätelee mRNA: n käyttöä proteiinisynteesissä.
Tarkista ymmärryksesi
vastaa alla oleviin kysymyksiin nähdäksesi, kuinka hyvin ymmärrät edellisessä jaksossa käsitellyt aiheet. Tätä lyhyttä tietokilpailua ei lasketa luokan arvosanaan, ja voit ottaa sen uusintana rajattoman määrän kertoja.
käytä tätä tietokilpailua tarkistaaksesi ymmärryksesi ja päättääksesi, tutkitaanko (1) edellistä osiota tarkemmin vai (2) siirrytäänkö seuraavaan osioon.