Այս հոդվածում դուք կարող եք իմանալ ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերը: Այսպիսով, այս հապավումը բոլորին ծանոթ է դպրոցի նստարանից, բայց ոչ բոլորն են պատկերացնում, թե դա ինչ է։ Դպրոցական կենսաբանության դասընթացից հետո գենետիկայի և ժառանգականության նվազագույն գիտելիքները մնում են հիշողության մեջ, քանի որ երեխաներին այս բարդ թեման տրվում է միայն մակերեսորեն: Բայց այս գիտելիքը (ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերը, նրա ազդեցությունը մարմնի վրա) կարող է աներևակայելի օգտակար լինել:
Սկսենք նրանից, որ նուկլեինաթթուները կատարում են կարևոր գործառույթ, այն է՝ ապահովում են կյանքի շարունակականությունը։ Այս մակրոմոլեկուլները ներկայացված են երկու ձևով՝
- ԴՆԹ (ԴՆԹ);
- ՌՆԹ (ՌՆԹ).
Դրանք մարմնի բջիջների կառուցվածքի և գործունեության գենետիկ պլանի փոխանցողներն են: Խոսենք դրանց մասին ավելի մանրամասն։
ԴՆԹ և ՌՆԹ
Սկսենք նրանից, թե գիտության որ ճյուղն է զբաղվում նման բարդույթովհարցեր, ինչպիսիք են՝
- ուսումնասիրում ենք ժառանգական տեղեկատվության պահպանման սկզբունքները;
- իրականացում;
- փոխանցում;
- ուսումնասիրում ենք կենսապոլիմերների կառուցվածքը;
- իրենց գործառույթները։
Այս ամենն ուսումնասիրում է մոլեկուլային կենսաբանությունը։ Կենսաբանական գիտությունների այս ճյուղում է, որ կարելի է գտնել այն հարցի պատասխանը, թե ինչպիսին է ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի կենսաբանական դերը:
Նուկլեոտիդներից առաջացած այս մակրոմոլեկուլային միացությունները կոչվում են «նուկլեինաթթուներ»: Հենց այստեղ է պահվում մարմնի մասին տեղեկատվությունը, որը որոշում է անհատի զարգացումը, աճը և ժառանգականությունը։
Դեզօքսիռիբոնուկլեինային և ռիբոնուկլեինաթթվի հայտնաբերումը տեղի է ունենում 1868 թ. Այնուհետև գիտնականներին հաջողվել է դրանք հայտնաբերել լեյկոցիտների միջուկներում և էլկի սպերմատոզոիդներում։ Հետագա ուսումնասիրությունը ցույց տվեց, որ ԴՆԹ-ն կարելի է գտնել բուսական և կենդանական բնության բոլոր բջիջներում: ԴՆԹ մոդելը ներկայացվել է 1953 թվականին, իսկ հայտնագործության համար Նոբելյան մրցանակը շնորհվել է 1962 թվականին։
ԴՆԹ
Սկսենք այս բաժինը նրանից, որ ընդհանուր առմամբ կա 3 տեսակի մակրոմոլեկուլ՝
- դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթու;
- ռիբոնուկլեինաթթու;
- սպիտակուցներ.
Այժմ մենք ավելի մանրամասն կանդրադառնանք ԴՆԹ-ի կառուցվածքին, կենսաբանական դերին: Այսպիսով, այս բիոպոլիմերը փոխանցում է տվյալներ ժառանգականության, զարգացման առանձնահատկությունների մասին ոչ միայն կրիչի, այլև բոլոր նախորդ սերունդների։ ԴՆԹ-ի մոնոմերը նուկլեոտիդ է։ Այսպիսով, ԴՆԹ-ն քրոմոսոմների հիմնական բաղադրիչն է, որը պարունակում է գենետիկ կոդը:
Ինչպե՞ս է սրա փոխանցումըտեղեկատվություն? Ամբողջ խնդիրն այս մակրոմոլեկուլների՝ իրենց վերարտադրվելու ունակության մեջ է: Նրանց թիվն անսահման է, ինչը կարելի է բացատրել նրանց մեծ չափերով և արդյունքում՝ նուկլեոտիդների զանազան հաջորդականությամբ։
ԴՆԹ կառուցվածք
Բջջում ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերը հասկանալու համար անհրաժեշտ է ծանոթանալ այս մոլեկուլի կառուցվածքին։
Սկսենք ամենապարզից, բոլոր նուկլեոտիդներն իրենց կառուցվածքում ունեն երեք բաղադրիչ.
- ազոտային հիմք;
- պենտոզա շաքար;
- ֆոսֆատ խումբ.
ԴՆԹ-ի մոլեկուլի յուրաքանչյուր առանձին նուկլեոտիդ պարունակում է մեկ ազոտային հիմք: Դա կարող է լինել բացարձակապես չորս հնարավորից որևէ մեկը.
- A (ադենին);
- G (գուանին);
- C (ցիտոզին);
- T (թիմին).
A և G-ն պուրիններ են, իսկ C, T և U (ուրացիլ) բուրգեր են:
Ազոտային հիմքերի հարաբերակցության մի քանի կանոններ կան, որոնք կոչվում են Չարգաֆֆի կանոններ։
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) մենք կարող ենք փոխանցել բոլոր անհայտները ձախ կողմում և ստանալ. (A + G) / (T + C)=1 (այս բանաձևը ամենահարմարն է խնդիրներ լուծելիս. կենսաբանություն).
- A + C=G + T.
- (A + C)/(G + T) արժեքը հաստատուն է: Մարդկանց մոտ այն 0,66 է, բայց, օրինակ, բակտերիաների մոտ՝ 0,45-ից մինչև 2,57:
Յուրաքանչյուր ԴՆԹ մոլեկուլի կառուցվածքը նման է կրկնակի ոլորված պարույրի: Նշենք, որ պոլինուկլեոտիդային շղթաները հակազուգահեռ են: Այսինքն՝ նուկլեոտիդի գտնվելու վայրըմի շղթայի զույգերը հակառակ հերթականությամբ են, քան մյուսի զույգերը: Այս պարույրի յուրաքանչյուր պտույտ պարունակում է մինչև 10 նուկլեոտիդային զույգ։
Ինչպե՞ս են այս շղթաները միմյանց ամրացվում: Ինչու՞ է մոլեկուլը ուժեղ և չի քայքայվում: Ամեն ինչ ազոտային հիմքերի միջև ջրածնային կապի (A-ի և T-ի միջև, երկու, G-ի և C-ի միջև - երեք) և հիդրոֆոբ փոխազդեցության մասին է:
Բաժնի վերջում նշեմ, որ ԴՆԹ-ն ամենամեծ օրգանական մոլեկուլն է, որի երկարությունը տատանվում է 0,25-ից մինչև 200 նմ։
Կոմպլեմենտարություն
Եկեք ավելի սերտ նայենք զույգ-պարտատոմսերին: Արդեն ասացինք, որ ազոտային հիմքերի զույգերը ձևավորվում են ոչ թե քաոսային, այլ խիստ հաջորդականությամբ։ Այսպիսով, ադենինը կարող է կապվել միայն թիմինին, իսկ գուանինը կարող է կապվել միայն ցիտոսինի հետ: Մոլեկուլի մի շղթայում զույգերի այս հաջորդական դասավորությունը թելադրում է նրանց դասավորությունը մյուսում:
ԴՆԹ-ի նոր մոլեկուլ ձևավորելու համար վերարտադրելիս կամ կրկնապատկելիս այս կանոնը, որը կոչվում է «կոմպլեմենտարություն», անպայմանորեն պահպանվում է: Դուք կարող եք նկատել հետևյալ օրինաչափությունը, որը նշված էր Չարգաֆֆի կանոնների ամփոփագրում. հետևյալ նուկլեոտիդների թիվը նույնն է՝ A և T, G և C։
կրկնօրինակում
Այժմ խոսենք ԴՆԹ-ի վերարտադրության կենսաբանական դերի մասին: Սկսենք նրանից, որ այս մոլեկուլն ունի իրեն վերարտադրելու այս յուրահատուկ հատկությունը։ Այս տերմինը վերաբերում է դուստր մոլեկուլի սինթեզին։
1957-ին այս գործընթացի երեք մոդել առաջարկվեց.
- պահպանողական (բնօրինակ մոլեկուլը պահպանվում է և ձևավորվում է նորը);
- կիսապահպանողական(բնօրինակ մոլեկուլը բաժանելով մոնաշղթաների և դրանցից յուրաքանչյուրին լրացուցիչ հիմքեր ավելացնելով);
- ցրված (մոլեկուլային քայքայում, բեկորների վերարտադրություն և պատահական հավաքում):
Կրկնօրինակման գործընթացը ունի երեք քայլ.
- սկիզբ (ԴՆԹ-ի հատվածների լուծարում՝ օգտագործելով հելիկազի ֆերմենտը);
- երկարացում (շղթայի երկարացում նուկլեոտիդների ավելացմամբ);
- դադարեցում (հասնում է պահանջվող երկարությանը):
Այս բարդ գործընթացն ունի հատուկ գործառույթ, այսինքն՝ կենսաբանական դեր՝ ապահովել գենետիկական տեղեկատվության ճշգրիտ փոխանցումը։
RNA
Ասաց, թե որն է ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերը, այժմ առաջարկում ենք անցնել ռիբոնուկլեինաթթվի (այսինքն՝ ՌՆԹ-ի) դիտարկմանը:
Եկեք սկսենք այս բաժինը նրանով, որ այս մոլեկուլը նույնքան կարևոր է, որքան ԴՆԹ-ն: Մենք այն կարող ենք հայտնաբերել բացարձակապես ցանկացած օրգանիզմում՝ պրոկարիոտ և էուկարիոտ բջիջներում։ Այս մոլեկուլը նույնիսկ նկատվում է որոշ վիրուսների մոտ (խոսքը ՌՆԹ պարունակող վիրուսների մասին է):
ՌՆԹ-ի տարբերակիչ հատկանիշը մոլեկուլների մեկ շղթայի առկայությունն է, սակայն, ինչպես ԴՆԹ-ն, այն բաղկացած է չորս ազոտային հիմքերից: Այս դեպքում դա հետևյալն է՝
- ադենին (A);
- ուրացիլ (U);
- ցիտոզին (C);
- գուանին (G).
Բոլոր ՌՆԹ-ները բաժանված են երեք խմբի՝
- մատրիցա, որը սովորաբար կոչվում է տեղեկատվական (կրճատումը հնարավոր է երկու ձևով՝ mRNA կամ mRNA);
- տրանսպորտ (tRNA);
- ռիբոսոմային (rRNA).
Functions
Զբաղվելով ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերի, նրա կառուցվածքի և ՌՆԹ-ի առանձնահատկությունների հետ՝ մենք առաջարկում ենք անցնել ռիբոնուկլեինաթթուների հատուկ առաքելություններին (գործառույթներին):
Սկսենք mRNA-ից կամ mRNA-ից, որոնց հիմնական խնդիրն է ԴՆԹ-ի մոլեկուլից տեղեկատվություն փոխանցել միջուկի ցիտոպլազմա: Բացի այդ, mRNA-ն սպիտակուցի սինթեզի ձևանմուշ է: Ինչ վերաբերում է այս տեսակի մոլեկուլների տոկոսին, ապա այն բավականին ցածր է (մոտ 4%)։
Իսկ բջջում rRNA-ի տոկոսը 80 է։ Դրանք անհրաժեշտ են, քանի որ դրանք ռիբոսոմների հիմքն են։ Ռիբոսոմային ՌՆԹ-ն մասնակցում է սպիտակուցի սինթեզին և պոլիպեպտիդային շղթայի հավաքմանը:
Ադապտեր, որը ստեղծում է շղթայի ամինաթթուներ՝ tRNA, որը ամինաթթուները փոխանցում է սպիտակուցի սինթեզի տարածք: Բջջի տոկոսը մոտ 15% է։
Կենսաբանական դեր
Ամփոփենք. ո՞րն է ԴՆԹ-ի կենսաբանական դերը: Այս մոլեկուլի հայտնաբերման ժամանակ այս հարցի վերաբերյալ որևէ ակնհայտ տեղեկություն չէր կարող տրվել, բայց նույնիսկ հիմա ամեն ինչ չէ, որ հայտնի է ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի նշանակության մասին։
Եթե խոսենք ընդհանուր կենսաբանական նշանակության մասին, ապա դրանց դերը ժառանգական տեղեկատվության փոխանցումն է սերունդից սերունդ, սպիտակուցների սինթեզը և սպիտակուցային կառուցվածքների կոդավորումը։
Շատերն արտահայտում են հետևյալ վարկածը՝ այս մոլեկուլները կապված են կենդանի էակների ոչ միայն կենսաբանական, այլև հոգևոր կյանքի հետ։ Եթե հավատում եք մետաֆիզիկոսների կարծիքին, ապա ԴՆԹ-ն պարունակում է անցյալ կյանքի փորձ և աստվածային էներգիա:
