co nauczysz się robić: omówić kwasy nukleinowe i ich rolę w DNA i RNA
ludzie mają dwa rodzaje kwasów nukleinowych w swoich ciałach: DNA i RNA. Cząsteczki te zawierają zestaw instrukcji dla naszych komórek: określają, kim i czym jesteśmy. Ale co składa się na nasze DNA?
Rysunek 1. Zwróć uwagę na różnice między DNA i RNA
w tym wyniku poznamy składniki DNA i RNA i uzyskamy krótkie wprowadzenie do ich działania.
efekty uczenia się
- opisz podstawową strukturę kwasów nukleinowych
- Porównaj i kontrastuj strukturę DNA i RNA
struktura kwasów nukleinowych
kwasy nukleinowe są kluczowymi makrocząsteczkami w ciągłości życia. Niosą genetyczny Plan komórki i niosą instrukcje dotyczące funkcjonowania komórki.
Rysunek 2. Nukleotyd składa się z trzech składników: Zasady azotowej, cukru pentozowego i grupy fosforanowej.
dwa główne typy kwasów nukleinowych to kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). DNA jest materiałem genetycznym występującym we wszystkich organizmach żywych, od jednokomórkowych bakterii po wielokomórkowe Ssaki.
inny rodzaj kwasu nukleinowego, RNA, bierze głównie udział w syntezie białek. Cząsteczki DNA nigdy nie opuszczają jądra, ale zamiast tego używają pośrednika RNA do komunikacji z resztą komórki. Inne rodzaje RNA są również zaangażowane w syntezę białek i ich regulację.
DNA i RNA składają się z monomerów znanych jako nukleotydy. Nukleotydy łączą się ze sobą tworząc polinukleotyd, DNA lub RNA. Każdy nukleotyd składa się z trzech składników: Zasady azotowej, pentozy (pięciowęglowej) cukru i grupy fosforanowej (Fig. Każda zasada azotowa w nukleotydzie jest przyłączona do cząsteczki cukru, która jest przyłączona do grupy fosforanowej. Nukleotydy łączą się ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi tworząc polinukleotyd.
struktura DNA o podwójnej spirali
Rysunek 3. Model podwójnej helisy pokazuje DNA jako dwie równoległe nici przeplatających się cząsteczek. (źródło: Jerome Walker, Dennis Myts)
DNA ma strukturę podwójnie spiralną (Rysunek 3). Składa się z dwóch nici lub polimerów nukleotydów. Nici powstają z wiązań kowalencyjnych pomiędzy grupami fosforanowymi i cukrowniczymi sąsiadujących nukleotydów.
te dwie nici są połączone ze sobą przy swoich podstawach wiązaniami wodorowymi, a nici zwijają się wokół siebie wzdłuż swojej długości, stąd opis „podwójnej helisy”, co oznacza podwójną spiralę.
naprzemienne grupy cukrowe i fosforanowe leżą na zewnątrz każdej nici, tworząc szkielet DNA. Zasady azotowe są ułożone we wnętrzu, jak stopnie schodów, i te zasady łączą się w pary; pary są powiązane ze sobą wiązaniami wodorowymi. Zasady łączą się w taki sposób, że odległość między tylnymi kośćmi dwóch nici jest taka sama wzdłuż cząsteczki.
DNA i RNA
chociaż DNA i RNA są podobne, mają bardzo wyraźne różnice. Tabela 1 podsumowuje cechy DNA i RNA.
| Tabela 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. | Zwykle jednoniciowe |
| cukier | Deoksyryboza | ryboza |
| pirymidyny | cytozyna, tymina | cytozyna, uracyl |
| puryny | adenina, guanina | adenina, guanina |
należy wspomnieć o jednej innej różnicy. Jest tylko jeden rodzaj DNA. DNA jest dziedziczną informacją, która jest przekazywana do każdego pokolenia komórek; jego nici można „rozpakować” niewielką ilością energii, gdy DNA musi się replikować, a DNA jest transkrybowane do RNA. Istnieją mutliple rodzaje RNA: Posłaniec RNA jest tymczasową cząsteczką, która transportuje informacje niezbędne do białka z jądra (gdzie DNA pozostaje) do cytoplazmy, gdzie rybosomy są. Inne rodzaje RNA obejmują rybosomalny RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA), mały jądrowy RNA (snRNA) i mikroRNA.
mimo, że RNA jest jednoniciowy, większość typów RNA wykazuje rozległe wewnątrzcząsteczkowe parowanie zasad pomiędzy komplementarnymi sekwencjami, tworząc przewidywalną trójwymiarową strukturę niezbędną do ich funkcji.
jak dowiesz się później, przepływ informacji w organizmie odbywa się od DNA do RNA do białka. DNA dyktuje strukturę mRNA w procesie znanym jako transkrypcja, a RNA dyktuje strukturę białka w procesie znanym jako translacja. Jest to znany jako centralny dogmat życia, który jest prawdziwy dla wszystkich organizmów; jednak wyjątki od reguły występują w związku z infekcjami wirusowymi.
Podsumowując: DNA i RNA
kwasy nukleinowe są cząsteczkami składającymi się z nukleotydów, które kierują aktywnością komórkową, taką jak podział komórek i synteza białek. Każdy nukleotyd składa się z cukru pentozowego, Zasady azotowej i grupy fosforanowej. Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych: DNA i RNA. DNA niesie genetyczny Plan komórki i jest przekazywana z rodziców na potomstwo (w postaci chromosomów). Ma podwójną spiralną strukturę z dwoma pasmami biegnącymi w przeciwnych kierunkach, połączonymi wiązaniami wodorowymi i komplementarnymi do siebie. RNA jest jednoniciowy i składa się z cukru pentozowego (rybozy), Zasady azotowej i grupy fosforanowej. RNA bierze udział w syntezie białek i ich regulacji. Messenger RNA (mRNA) jest kopiowany z DNA, jest eksportowany z jądra do cytoplazmy i zawiera informacje o budowie białek. Rybosomalny RNA (rRNA) jest częścią rybosomów w miejscu syntezy białek, podczas gdy transfer RNA (tRNA) przenosi aminokwas do miejsca syntezy białek. mikroRNA reguluje wykorzystanie mRNA do syntezy białek.
Sprawdź swoje zrozumienie
Odpowiedz na poniższe pytania, aby zobaczyć, jak dobrze rozumiesz tematy omówione w poprzedniej sekcji. Ten krótki quiz nie liczy się do twojej oceny w klasie i możesz go powtórzyć nieograniczoną liczbę razy.
Użyj tego quizu, aby sprawdzić swoje zrozumienie i zdecydować, czy (1) przestudiować poprzednią sekcję dalej, Czy (2) przejść do następnej sekcji.