Ma'lumki, tirik materiyaning barcha shakllari, viruslardan tortib, yuqori darajada tashkil etilgan hayvonlargacha (shu jumladan, odamlarda) noyob irsiy apparatga ega. U ikki turdagi nuklein kislotalarning molekulalari bilan ifodalanadi: deoksiribonuklein va ribonuklein. Ushbu organik moddalarda ko'payish jarayonida ota-onadan avlodga uzatiladigan ma'lumotlar kodlangan. Ushbu ishda biz hujayradagi DNK va RNKning tuzilishi va funktsiyalarini o'rganamiz, shuningdek, tirik materiyaning irsiy xususiyatlarini o'tkazish jarayonlari asosidagi mexanizmlarni ko'rib chiqamiz.
Ma'lum bo'lishicha, nuklein kislotalarning xossalari, garchi ular bir qancha umumiy xususiyatlarga ega bo'lsalar ham, ko'p jihatdan farqlanadi. Shuning uchun biz turli organizmlar guruhlari hujayralarida ushbu biopolimerlar tomonidan amalga oshiriladigan DNK va RNK funktsiyalarini taqqoslaymiz. Ishda keltirilgan jadval ularning asosiy farqi nimada ekanligini tushunishga yordam beradi.
Nuklein kislotalar -murakkab biopolimerlar
20-asr boshlarida sodir boʻlgan molekulyar biologiya sohasidagi kashfiyotlar, xususan, dezoksiribonuklein kislota tuzilishini dekodlash zamonaviy sitologiya, genetika, biotexnologiya va genetika rivojlanishiga turtki boʻldi. muhandislik. Organik kimyo nuqtai nazaridan, DNK va RNK bir necha marta takrorlanadigan birliklardan tashkil topgan makromolekulyar moddalar - monomerlar, shuningdek nukleotidlar deb ataladi. Ma'lumki, ular o'zaro bog'langan bo'lib, fazoviy o'z-o'zini tashkil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan zanjirlarni hosil qiladi.
Bunday DNK makromolekulalari ko'pincha gistonlar deb ataladigan maxsus xususiyatlarga ega maxsus oqsillar bilan bog'lanadi. Nukleoprotein komplekslari maxsus tuzilmalarni - nukleosomalarni hosil qiladi, ular o'z navbatida xromosomalarning bir qismidir. Nuklein kislotalar hujayraning yadrosida ham, sitoplazmasida ham bo'lishi mumkin, ular uning ba'zi organellalarida, masalan, mitoxondriya yoki xloroplastlarda mavjud.
Irsiyat substansiyasining fazoviy tuzilishi
DNK va RNK funktsiyalarini tushunish uchun ularning tuzilishi xususiyatlarini batafsil tushunish kerak. Oqsillar singari nuklein kislotalar ham makromolekulalarning bir necha darajadagi tashkil etilishiga ega. Birlamchi struktura polinukleotid zanjirlari bilan ifodalanadi, ikkilamchi va uchinchi darajali konfiguratsiyalar paydo bo'ladigan kovalent turdagi bog'lanish tufayli o'z-o'zidan murakkablashadi. Molekulalarning fazoviy shaklini saqlashda alohida rol vodorod aloqalariga, shuningdek, van der Vaals o'zaro ta'sir kuchlariga tegishli. Natijada ixchamDNKning tuzilishi superoil deb ataladi.
Nuklein kislota monomerlari
DNK, RNK, oqsillar va boshqa organik polimerlarning tuzilishi va funktsiyalari ularning makromolekulalarining ham sifat, ham miqdoriy tarkibiga bog'liq. Nuklein kislotalarning ikkala turi ham nukleotidlar deb ataladigan qurilish bloklaridan iborat. Kimyo kursidan ma'lumki, moddaning tuzilishi uning funktsiyalariga ta'sir qiladi. DNK va RNK ham bundan mustasno emas. Ma'lum bo'lishicha, kislotaning o'zi va uning hujayradagi roli nukleotid tarkibiga bog'liq. Har bir monomer uch qismdan iborat: azotli asos, uglevod va fosfor kislotasi qoldig'i. DNK uchun to'rt xil azotli asoslar mavjud: adenin, guanin, timin va sitozin. RNK molekulalarida ular mos ravishda adenin, guanin, sitozin va urasil bo'ladi. Uglevodlar har xil turdagi pentoza bilan ifodalanadi. Ribonuklein kislotada riboza, DNKda esa deoksiriboza deb ataladigan kislorodsizlangan shakli mavjud.
Dezoksiribonuklein kislotaning xususiyatlari
Birinchidan, biz DNKning tuzilishi va funktsiyalarini ko'rib chiqamiz. Oddiyroq fazoviy konfiguratsiyaga ega bo'lgan RNK biz tomonidan keyingi bo'limda o'rganiladi. Shunday qilib, ikki polinukleotid zanjiri azotli asoslar o'rtasida hosil bo'lgan vodorod bog'larini qayta-qayta takrorlash orqali birga tutiladi. "Adenin - timin" juftligida ikkita, "guanin - sitozin" juftligida uchta vodorod bog'i mavjud.
Purin va pirimidin asoslarining konservativ muvofiqligiE. Chargaff tomonidan kashf etilgan va bir-birini to'ldirish printsipi deb nomlangan. Bitta zanjirda nukleotidlar pentoza va qo'shni nukleotidlarning ortofosfor kislotasi qoldig'i o'rtasida hosil bo'lgan fosfodiester bog'lari bilan bog'langan. Ikkala zanjirning spiral shakli nukleotidlarning bir qismi bo'lgan vodorod va kislorod atomlari o'rtasida yuzaga keladigan vodorod aloqalari bilan saqlanadi. Yuqori - uchinchi darajali tuzilish (supercoil) - eukaryotik hujayralarning yadro DNKsiga xosdir. Ushbu shaklda u xromatin tarkibida mavjud. Biroq, bakteriyalar va DNK o'z ichiga olgan viruslar oqsillar bilan bog'liq bo'lmagan dezoksiribonuklein kislotasiga ega. U halqasimon shakl bilan ifodalanadi va plazmid deb ataladi.
Mitoxondriya va xloroplastlarning DNKsi, oʻsimlik va hayvon hujayralarining organellalari bir xil koʻrinishga ega. Keyinchalik, DNK va RNK funktsiyalari bir-biridan qanday farq qilishini bilib olamiz. Quyidagi jadval nuklein kislotalarning tuzilishi va xossalaridagi bu farqlarni ko'rsatadi.
Ribonuklein kislota
RNK molekulasi yadroda ham, hujayra sitoplazmasida ham joylashishi mumkin bo'lgan bitta polinukleotid zanjiridan iborat (ba'zi viruslarning ikki zanjirli tuzilmalari bundan mustasno). Ribonuklein kislotalarning bir necha turlari mavjud bo'lib, ular tuzilishi va xossalari bilan farqlanadi. Shunday qilib, messenjer RNK eng yuqori molekulyar og'irlikka ega. U hujayra yadrosida genlardan birida sintezlanadi. mRNKning vazifasi oqsil tarkibi haqidagi ma'lumotlarni yadrodan sitoplazmaga o'tkazishdir. Nuklein kislotaning transport shakli oqsil monomerlarini biriktiradi– aminokislotalar - va ularni biosintez joyiga yetkazadi.
Nihoyat, ribosoma RNK yadrochada hosil bo`ladi va oqsil sintezida ishtirok etadi. Ko'rib turganingizdek, DNK va RNKning hujayra metabolizmidagi vazifalari xilma-xil va juda muhim. Ular, birinchi navbatda, irsiy moddaning molekulalarini o'z ichiga olgan organizmlarning hujayralariga bog'liq bo'ladi. Shunday qilib, viruslarda ribonuklein kislota irsiy ma'lumot tashuvchisi bo'lishi mumkin, eukaryotik organizmlar hujayralarida esa faqat dezoksiribonuklein kislotasi bunday qobiliyatga ega.
DNK va RNKning tanadagi funktsiyalari
Ahamiyatiga ko`ra nuklein kislotalar oqsillar bilan birga eng muhim organik birikmalardir. Ular irsiy xususiyatlar va xususiyatlarni ota-onadan naslga o'tkazadilar va saqlaydilar. Keling, DNK va RNK funktsiyalari o'rtasidagi farqni aniqlaymiz. Quyidagi jadvalda bu farqlar batafsilroq ko‘rsatilgan.
| Koʻrish | Qafasga joylashtirish | Konfiguratsiya | Funksiya |
| DNK | yadro | superspiral | irsiy ma'lumotni saqlash va uzatish |
| DNK |
mitoxondriya xloroplastlar |
dumaloq (plazmid) | irsiy ma'lumotni mahalliy uzatish |
| iRNA | sitoplazma | chiziqli | gendan ma'lumotni olib tashlash |
| tRNA | sitoplazma | ikkinchi darajali | aminokislotalarni tashish |
| rRNK | yadro vasitoplazma | chiziqli | ribosomalarning shakllanishi |
Viruslarning irsiyat substansiyasining xususiyatlari qanday?
Viruslarning nuklein kislotalari ham bir ipli, ham ikki ipli spiral yoki halqa shaklida bo'lishi mumkin. D. B altimor tasnifiga ko'ra, mikrokosmosning bu ob'ektlari bir yoki ikkita zanjirdan iborat DNK molekulalarini o'z ichiga oladi. Birinchi guruhga gerpes patogenlari va adenoviruslar, ikkinchisiga, masalan, parvoviruslar kiradi.
DNK va RNK viruslarining funktsiyalari hujayra ichiga o'zlarining irsiy ma'lumotlarini kiritish, virusli nuklein kislota molekulalarining replikatsiya reaktsiyalarini amalga oshirish va mezbon hujayraning ribosomalarida oqsil zarralarini yig'ishdir. Natijada, butun hujayra metabolizmi to'liq parazitlarga bo'ysunadi, ular tez ko'payib, hujayrani o'limga olib keladi.
RNK viruslari
Virusologiyada bu organizmlarni bir necha guruhlarga ajratish odatiy holdir. Shunday qilib, birinchisiga bitta zanjirli (+) RNK deb ataladigan turlar kiradi. Ularning nuklein kislotasi eukaryotik hujayralarning xabarchi RNKsi bilan bir xil funktsiyalarni bajaradi. Boshqa guruhga bir zanjirli (-) RNK kiradi. Birinchidan, transkripsiya ularning molekulalari bilan sodir bo'lib, (+) RNK molekulalarining paydo bo'lishiga olib keladi va ular, o'z navbatida, virus oqsillarini yig'ish uchun shablon bo'lib xizmat qiladi.
Yuqorida aytilganlarga asoslanib, barcha organizmlar, shu jumladan viruslar uchun DNK va RNK funktsiyalari qisqacha quyidagicha tavsiflanadi: organizmning irsiy xususiyatlari va xususiyatlarini saqlash va ularni keyinchalik avlodga etkazish.
