Trong bài viết này, bạn có thể tìm hiểu vai trò sinh học của DNA. Vì vậy, từ viết tắt này quen thuộc với tất cả mọi người từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường, nhưng không phải ai cũng biết nó là gì. Sau một khóa học sinh học ở trường, kiến thức tối thiểu về di truyền và di truyền vẫn còn trong bộ nhớ, vì trẻ em chỉ được giao chủ đề phức tạp này một cách hời hợt. Nhưng kiến thức này (vai trò sinh học của DNA, tác động của nó đối với cơ thể) có thể vô cùng hữu ích.
Hãy bắt đầu với thực tế là các axit nucleic thực hiện một chức năng quan trọng, cụ thể là chúng đảm bảo sự liên tục của sự sống. Các đại phân tử này được trình bày dưới hai dạng:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Chúng là những người truyền kế hoạch di truyền cho cấu trúc và hoạt động của các tế bào cơ thể. Hãy nói chi tiết hơn về chúng.
DNA và RNA
Hãy bắt đầu với ngành khoa học giải quyết vấn đề phức tạp như vậynhững câu hỏi như:
- nghiên cứu các nguyên tắc lưu trữ thông tin di truyền;
- sự thực hiện của nó;
- truyền;
- nghiên cứu cấu trúc của biopolyme;
- chức năng của chúng.
Tất cả điều này được nghiên cứu bằng sinh học phân tử. Chính trong ngành khoa học sinh học này, câu trả lời cho câu hỏi vai trò sinh học của DNA và RNA là gì.
Những hợp chất cao phân tử này được hình thành từ nucleotide được gọi là "axit nucleic". Tại đây, thông tin về cơ thể được lưu trữ, quyết định sự phát triển của cá nhân, sự tăng trưởng và tính di truyền.
Việc phát hiện ra deoxyribonucleic và axit ribonucleic rơi vào năm 1868. Sau đó, các nhà khoa học đã tìm cách phát hiện chúng trong nhân của bạch cầu và tinh trùng của nai sừng tấm. Nghiên cứu sau đó cho thấy DNA có thể được tìm thấy trong tất cả các tế bào của động vật và thực vật. Mô hình DNA được trình bày vào năm 1953 và giải Nobel về khám phá được trao vào năm 1962.
DNA
Hãy bắt đầu phần này với thực tế là tổng cộng có 3 loại đại phân tử:
- axit deoxyribonucleic;
- axit ribonucleic;
- protein.
Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về cấu trúc, vai trò sinh học của DNA. Vì vậy, bộ tạo sinh học này truyền dữ liệu về tính di truyền, đặc điểm phát triển không chỉ của vật mang mà còn của tất cả các thế hệ trước. Đơn phân DNA là một nucleotide. Như vậy, DNA là thành phần chính của nhiễm sắc thể, chứa mã di truyền.
Việc truyền tải điều này như thế nàothông tin? Toàn bộ vấn đề nằm ở khả năng tự tái tạo của các đại phân tử này. Số lượng của chúng là vô hạn, điều này có thể được giải thích bởi kích thước lớn của chúng, và kết quả là, bởi một số lượng lớn các trình tự nucleotide khác nhau.
cấu trúc DNA
Để hiểu được vai trò sinh học của DNA trong tế bào, cần phải làm quen với cấu trúc của phân tử này.
Hãy bắt đầu với điều đơn giản nhất, tất cả các nucleotide trong cấu trúc của chúng đều có ba thành phần:
- bazơ nitơ;
- đường pentose;
- nhóm phốt phát.
Mỗi nucleotide riêng lẻ trong phân tử DNA chứa một gốc nitơ. Nó hoàn toàn có thể là bất kỳ trong bốn điều có thể:
- A (adenine);
- G (guanine);
- C (cytosine);
- T (thymine).
A và G là purin, và C, T và U (uracil) là các kim tự tháp.
Có một số quy tắc về tỷ lệ bazơ nitơ, được gọi là quy tắc của Chargaff.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) chúng ta có thể chuyển tất cả các ẩn số sang vế trái và nhận được: (A + G) / (T + C)=1 (công thức này thuận tiện nhất khi giải các bài toán trong sinh học).
- A + C=G + T.
- Giá trị của (A + C) / (G + T) là không đổi. Ở người, nó là 0,66, nhưng, ví dụ, ở vi khuẩn, nó là từ 0,45 đến 2,57.
Cấu trúc của mỗi phân tử DNA giống như một chuỗi xoắn kép. Lưu ý rằng các chuỗi polynucleotide là đối song song. Đó là, vị trí của nucleotidecác cặp trên một sợi có thứ tự ngược lại so với các cặp trên sợi kia. Mỗi lượt của chuỗi xoắn này chứa tối đa 10 cặp nucleotit.
Những sợi xích này được gắn chặt với nhau như thế nào? Tại sao một phân tử bền và không bị phá vỡ? Đó là tất cả về liên kết hydro giữa các bazơ nitơ (giữa A và T - hai, giữa G và C - ba) và tương tác kỵ nước.
Ở cuối phần này, tôi muốn đề cập rằng DNA là phân tử hữu cơ lớn nhất, chiều dài của phân tử này thay đổi từ 0,25 đến 200 nm.
Sự bổ sung
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các liên kết theo cặp. Chúng ta đã nói rằng các cặp bazơ nitơ được hình thành không phải một cách hỗn loạn mà theo một trình tự chặt chẽ. Vì vậy, adenine chỉ có thể liên kết với thymine, và guanine chỉ có thể liên kết với cytosine. Sự sắp xếp tuần tự này của các cặp trong một sợi của phân tử quy định sự sắp xếp của chúng trong sợi kia.
Khi sao chép hoặc nhân đôi để tạo thành một phân tử DNA mới, quy tắc này, được gọi là "bổ sung", nhất thiết phải tuân theo. Bạn có thể nhận thấy mô hình sau, đã được đề cập trong phần tóm tắt các quy tắc của Chargaff - số lượng nucleotide sau là như nhau: A và T, G và C.
Nhân bản
Bây giờ chúng ta hãy nói về vai trò sinh học của quá trình sao chép DNA. Hãy bắt đầu với sự thật rằng phân tử này có khả năng tự tái tạo độc nhất vô nhị. Thuật ngữ này đề cập đến sự tổng hợp của một phân tử con.
Năm 1957, ba mô hình của quá trình này đã được đề xuất:
- bảo toàn (phân tử ban đầu được bảo toàn và phân tử mới được hình thành);
- nửa bảo thủ(phá vỡ phân tử ban đầu thành các monochains và thêm các bazơ bổ sung cho mỗi phân tử trong số chúng);
- phân tán (phân rã phân tử, sao chép đoạn và thu thập ngẫu nhiên).
Quá trình sao chép có ba bước:
- bắt đầu (tháo cuộn các đoạn DNA bằng cách sử dụng enzyme helicase);
- kéo dài (kéo dài chuỗi bằng cách thêm nucleotide);
- chấm dứt (đạt đến độ dài yêu cầu).
Quá trình phức tạp này có một chức năng đặc biệt, đó là, một vai trò sinh học - để đảm bảo việc truyền tải thông tin di truyền một cách chính xác.
RNA
Đã nói vai trò sinh học của DNA là gì, bây giờ chúng tôi đề nghị chuyển sang việc xem xét axit ribonucleic (nghĩa là RNA).
Hãy bắt đầu phần này bằng cách nói rằng phân tử này cũng quan trọng như DNA. Chúng ta có thể phát hiện nó trong hoàn toàn bất kỳ sinh vật nào, tế bào nhân sơ và nhân thực. Phân tử này thậm chí còn được quan sát thấy ở một số loại vi rút (chúng ta đang nói về vi rút chứa ARN).
Một tính năng đặc biệt của RNA là sự hiện diện của một chuỗi phân tử đơn lẻ, nhưng, giống như DNA, nó bao gồm bốn bazơ nitơ. Trong trường hợp này là:
- adenine (A);
- uracil (U);
- cytosine (C);
- guanine (G).
Tất cả RNA được chia thành ba nhóm:
- ma trận, thường được gọi là thông tin (có thể giảm ở hai dạng: mRNA hoặc mRNA);
- vận chuyển (tRNA);
- ribosome (rRNA).
Chức năng
Sau khi giải quyết vai trò sinh học của DNA, cấu trúc và tính năng của RNA, chúng tôi đề xuất chuyển sang các nhiệm vụ (chức năng) đặc biệt của axit ribonucleic.
Hãy bắt đầu với mRNA hoặc mRNA, nhiệm vụ chính của nó là chuyển thông tin từ phân tử DNA đến tế bào chất của nhân. Ngoài ra, mRNA là khuôn mẫu để tổng hợp protein. Về phần trăm loại phân tử này, nó khá thấp (khoảng 4%).
Và phần trăm rRNA trong tế bào là 80. Chúng cần thiết, vì chúng là cơ sở của ribosome. RNA ribosome tham gia vào quá trình tổng hợp protein và lắp ráp chuỗi polypeptide.
Bộ điều hợp xây dựng các axit amin của chuỗi - tRNA chuyển các axit amin đến khu vực tổng hợp protein. Tỷ lệ phần trăm trong ô là khoảng 15%.
Vai trò sinh học
Tóm lại: vai trò sinh học của DNA là gì? Vào thời điểm phát hiện ra phân tử này, không có thông tin rõ ràng nào có thể được đưa ra về vấn đề này, nhưng ngay cả bây giờ không phải tất cả mọi thứ đều được biết về tầm quan trọng của DNA và RNA.
Nếu chúng ta nói về ý nghĩa sinh học chung, thì vai trò của chúng là chuyển thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, tổng hợp protein và mã hóa cấu trúc protein.
Nhiều thể hiện phiên bản sau: những phân tử này được kết nối không chỉ với sinh vật, mà còn với đời sống tinh thần của chúng sinh. Nếu bạn tin vào quan điểm của các nhà siêu hình học, thì DNA chứa đựng kinh nghiệm của tiền kiếp và năng lượng thần thánh.
