Vilka funktioner i en cell utföra nukleinsyra? Strukturen och funktionen av nukleinsyror

Nukleinsyror spelar en viktig roll i cellen, vilket garanterar dess funktion och reproduktion. Dessa egenskaper gör det möjligt att kalla dem den näst viktigaste biomolekyler efter protein. Många forskare även ta ut DNA och RNA i första hand, vilket innebär att deras huvudsakliga värde i utvecklingen av livet. Ändå är de att ta andra plats efter proteiner, eftersom grunden för livet är just polipetidnaya molekyl.

Nukleinsyror - detta är en annan nivå av livet är mycket mer komplex och intressant på grund av det faktum att varje typ av molekyl har ett specifikt jobb för henne. Detta är nödvändigt för att förstå mer i detalj.

Begreppet av nukleinsyrorna

All nukleinsyra (DNA och RNA) är biologiska heterogena polymerer som skiljer sig i antalet kretsar. DNA är en dubbelsträngad polymer molekyl som innehåller genetisk information av eukaryota organismer. Cirkulär DNA-molekyl kan innehålla genetisk information av vissa virus. Denna HIV och adenovirus. Det finns också en speciell typ 2 DNA: mitokondriell och plastid (som finns i kloroplaster).

RNA har också en mycket större arter som orsakas av olika nukleinsyra-funktioner. Det finns nukleärt RNA, som innehåller den genetiska informationen av bakterier och de flesta virus, matrisen (eller budbärar-RNA), ribosomal och transport. Alla av dem är inblandade i antingen lagring av genetisk information, eller genuttryck. Emellertid är nödvändigt att förstå mer i detalj som fungerar i en cell fungerar nukleinsyra.

Dubbelsträngad DNA-molekyl

Denna typ av DNA - är ett perfekt system för lagring av genetisk information. Dubbelsträngad DNA-molekyl är en enda molekyl som består av heterogena monomerer. Deras mål är bildandet av vätebindningar mellan nukleotider av de andra kedjorna. Själv DNA-monomer består av en kvävehaltig bas, återstoden ortofosfat och en fem-kol-monosackariden deoxiribos. Beroende på vilken typ av kväve bas är grunden för en specifik DNA-monomer, har den sitt eget namn. Typer av DNA-monomerer:

• deoxiribos molekyldel med ortofosfatet och adenylsyra kvävehaltig bas;
• tymidin kvävehaltig bas och en deoxiribos molekyldel ortofosfat;
• cytosin kvävehaltig bas och återstoden desoksiriboza ortofosfat;
• ortofosfat med deoxiribos och kvävehaltig guaninrest.

Bokstaven för förenkling av kretsstrukturen hos DNA adenylsyra rest betecknad som "A", guanin - "G", tymidin - "T" och cytosin - "C". Det är viktigt att den genetiska informationen överförs från den dubbelsträngade DNA till budbärar-RNA. Skillnader i hennes lilla: här som kolhydratdelen inte har deoxiribos och ribos, och i stället tymidinsyra kvävehaltig bas uracil förekommer i RNA.

Struktur och funktion av DNA

DNA är byggt på principen om en biologisk polymer, i vilket en kedja är skapad i förväg i ett förutbestämt mönster, beroende på den genetiska informationen hos modercellen. DNA Nukleodidy är förbundna genom kovalenta bindningar. Sedan, enligt principen om komplementaritet till de nukleotider av de enkelsträngade molekyler är förenade med andra nukleotider. Om en enkelsträngad nukleotid molekyl presenteras som börjar med adenin, den andra (komplementära) krets kommer det att motsvara tymin. Guanin kompletterar cytosin. Sålunda, är dubbelsträngad DNA-molekyl konstrueras. Det är i kärnan och lagrar ärftlig information som är kodad kodoner - tripletter av nukleotider. Funktionerna hos den dubbelsträngade DNA:

• sparandet erhållen från modercellen ärftliga informationen;
• genexpression;
• hinder för att ändra den typ av mutation.

Betydelse av proteiner och nukleinsyror

Det förmodas att funktionen av proteiner och nukleinsyror gemensamma, nämligen, de är involverade i genuttryck. Nukleinsyra i sig - det är deras lagringsplats och proteinet - det är slutresultatet av läsning av information från en gen. Genen själv är en integrerad del av en DNA-molekyl förpackad i kromosomen, i vilket information registreras av nukleotider av strukturen hos ett särskilt protein. En gen kodar för aminosyrasekvensen av endast ett protein. Det protein kommer att genomföra den ärftliga information.

Klassificeringen av olika typer av RNA

Funktioner av nukleinsyror i cellen är mycket olika. Och de är mest talrika i fallet med RNA. Detta är dock mångsidighet fortfarande relativt grund som en typ av RNA är ansvarig för en av funktionerna. I det här fallet, följande typer av RNA:

• nukleär RNA-virus och bakterier;
• matris (information) RNA;
• ribosomalt RNA;
• budbärar-RNA-plasmider (den kloroplast);
• kloroplast ribosomalt RNA;
• mitokondriell ribosomalt RNA;
• mitokondrie matrisen RNA;
• transfer-RNA.

RNA-funktioner

Denna klassificering ger olika typer av RNA som är uppdelade enligt plats. Men funktionellt, de bör delas in i 4 typer som allt: i kärnkrafts, information, ribosomal och transport. Ribosomalt RNA-funktionen är protein syntes baserad på nukleotidsekvensen av budbärar-RNA. Sålunda aminosyra "Tray" till ribosomalt RNA "uppträdda" på budbärar-RNA, genom överföring ribonukleinsyra. Så syntes utgår från en organism som har ribosomen. Strukturen och funktionen av nukleinsyror och ger bevarande av det genetiska materialet, och göra proteinsyntesprocessen.

Mitokondriell nukleinsyra

Om vilka funktioner i cellen utföra nukleinsyra belägen i kärnan eller cytoplasman hos praktiskt taget alla kända, av mitokondrie och plastid-DNA informationen, det är liten. Det konstaterades också specifikt ribosomalt och budbärar-RNA. Nukleinsyrorna DNA och RNA är närvarande här även de mest autotrofa organismer.

Kanske nukleinsyran in i cellen genom endosymbiontteorin. Denna väg anses av forskare som mest sannolikt på grund av bristen på alternativa förklaringar. Processen anses vara följande: inuti cellen under en viss period kom symbiontic avtorofnaya bakterie. Som ett resultat av detta akaryote lever inuti celler och förse den med energi, men så småningom bryts ned.

I den inledande fasen av evolution, flyttade förmodligen kärnvapenfri symbiotisk bakterie mutations processer kärnan i värdcellen. Detta tillät de gener som är ansvariga för upprätthållande av information om strukturen av de mitokondriella proteiner för att tränga in i nukleinsyran av värdcellen. Men handlar det om vilka funktioner i cellen utföra nukleinsyror mitokondriell ursprung, är informationen inte mycket.

Förmodligen delvis mitokondriella syntetiserade proteiner vars struktur har ännu inte kodas av nukleärt DNA eller RNA värd. Det är också troligt att den rätta mekanismen för proteinsyntes är endast nödvändigt eftersom cellen att många proteiner syntetiseras i cytoplasman, kan inte ta sig igenom den dubbla membranet i mitokondrierna. Dataorganeller producera energi, och därför i fallet med en specifik kanal eller transportprotein för dess tillräckligt för molekylär rörelse och mot en koncentrationsgradient.

Plasmid-DNA och RNA

I plastider (kloroplaster) har också sin egen DNA, som förmodligen ansvarar för att genomföra liknande funktioner som i fallet med mitokondriella nukleinsyror. Det finns också och dess ribosomal, matris och transfer-RNA. Och plastider, att döma av antalet membran, snarare än av antalet biokemiska reaktioner, svårt att hitta. Det händer att många plastider med fyra membranskikt, vilket förklaras av forskare på olika sätt.

En sak är klar: funktionen av nukleinsyra i celler som studerats hittills otillräckligt. Det är inte känt hur viktigt det mitokondriella proteinsyntessystem och liknande hennes hloroplasticheskaya. Det är också oklart varför cellerna behöver mitokondriella nukleinsyran, om proteiner (uppenbarligen inte alla) är redan kodade i kärn-DNA (eller RNA, beroende på organismen). Även om några av de fakta tvingas acceptera att proteinet syntetisering mitokondrie och kloroplast-systemet är ansvarig för samma funktioner som DNA i kärnan och cytoplasman RNA. De bevarar genetisk information, reproducera och överföra den till dottercellerna.

sammanfattning

Det är viktigt att förstå som fungerar i en cell utföra nukleinsyra nukleär, plastid och mitokondriell ursprung. Detta öppnar många möjligheter för vetenskap, eftersom det symbiotiska mekanism, enligt vilken det fanns många autotrofa organismer som kan återge idag. Detta kommer att ge en ny typ av celler, kanske till och med människa. Även om utsikterna för genomförandet mnogomembrannyh plastid organ i celler för tidigt att säga.

Mycket viktigare är att förstå att i cell nukleinsyror som är ansvariga för nästan alla processer. Denna biosyntesen protein, och spara information om strukturen av celler. Och ännu viktigare, nukleinsyran manövrera överföringsfunktionen för den ärftliga materialet av celler från föräldern till barnet. Detta kommer att säkerställa den fortsatta utvecklingen av evolutionära processer.