Çdo organizëm i gjallë në botën tonë është i ndryshëm. Jo vetëm njerëzit ndryshojnë nga njëri-tjetri. Kafshët dhe bimët e së njëjtës specie kanë gjithashtu dallime. Arsyeja për këtë nuk janë vetëm kushtet e ndryshme të jetesës dhe përvoja e jetës. Individualiteti i çdo organizmi përcaktohet në të me ndihmën e materialit gjenetik.
Pyetje të rëndësishme dhe interesante rreth acideve nukleike
Edhe para lindjes, çdo organizëm ka grupin e vet të gjeneve, i cili përcakton absolutisht të gjitha tiparet strukturore. Nuk është vetëm ngjyra e palltos apo forma e gjetheve, për shembull. Karakteristikat më të rëndësishme përcaktohen në gjene. Në fund të fundit, një lloj brejtësi nuk mund të lindë nga një mace dhe një baobab nuk mund të rritet nga farat e grurit.
Dhe acidet nukleike - molekulat e ARN dhe ADN - janë përgjegjëse për gjithë këtë sasi të madhe informacioni. Rëndësia e tyre është shumë e vështirë të mbivlerësohet. Në fund të fundit, ata jo vetëm që ruajnë informacionin gjatë gjithë jetës, por ndihmojnë në realizimin e tij me ndihmën e proteinave, dhe përveç kësaj, ata ia kalojnë atë gjeneratës tjetër. Si e bëjnë këtë, sa komplekse janë struktura e molekulave të ADN-së dhe ARN-së? Si ngjajnë dhe cilat janë ndryshimet e tyre? Në gjithë këtë nedhe do ta kuptojmë në kapitujt e ardhshëm të artikullit.
Ne do të analizojmë të gjithë informacionin pjesë-pjesë, duke filluar nga bazat. Së pari, do të mësojmë se çfarë janë acidet nukleike, si u zbuluan, pastaj do të flasim për strukturën dhe funksionet e tyre. Në fund të artikullit, presim një tabelë krahasuese të ARN-së dhe ADN-së, të cilës mund t'i referoheni në çdo kohë.
Çfarë janë acidet nukleike
Acidet nukleike janë komponime organike me peshë të lartë molekulare, janë polimere. Në 1869 ato u përshkruan për herë të parë nga Friedrich Miescher, një biokimist zviceran. Ai izoloi një substancë, e cila përfshin fosfor dhe azot, nga qelizat e qelbës. Duke supozuar se ndodhet vetëm në bërthama, shkencëtari e quajti atë nukleinë. Por ajo që mbeti pas ndarjes së proteinave quhej acid nukleik.
Monomerët e tij janë nukleotide. Numri i tyre në një molekulë acidi është individual për secilën specie. Nukleotidet janë molekula të përbëra nga tre pjesë:
- monosakaridi (pentoza), mund të jetë i dy llojeve - ribozë dhe deoksiribozë;
- bazë azotike (një nga katër);
- mbetje e acidit fosforik.
Më pas, ne do të shikojmë ndryshimet dhe ngjashmëritë midis ADN-së dhe ARN-së, tabela në fund të artikullit do të përmbledhë.
Veçoritë strukturore: pentoza
Ngjashmëria e parë midis ADN-së dhe ARN-së është se ato përmbajnë monosakaride. Por për çdo acid ato janë të ndryshme. Varësisht se cila pentozë është në molekulë, acidet nukleike ndahen në ADN dhe ARN. ADN-ja përmban deoksiribozë, ndërsa ARN-ja përmbanribozë. Të dyja pentozat ndodhin në acide vetëm në formën β.
Deoksiriboza nuk ka oksigjen në atomin e dytë të karbonit (i shënuar si 2'). Shkencëtarët sugjerojnë se mungesa e tij:
- shkurton lidhjen midis C2 dhe C3;
- e bën molekulën e ADN-së më të fortë;
- krijon kushtet për paketimin kompakt të ADN-së në bërthamë.
Krahasimi i ndërtimit: Bazat azotike
Karakterizimi krahasues i ADN-së dhe ARN-së nuk është i lehtë. Por dallimet janë të dukshme që në fillim. Bazat azotike janë blloqet ndërtuese më të rëndësishme në molekulat tona. Ata mbartin informacionin gjenetik. Më saktësisht, jo vetë bazat, por renditja e tyre në zinxhir. Ato janë purina dhe pirimidina.
Përbërja e ADN-së dhe ARN-së ndryshon tashmë në nivelin e monomereve: në acidin deoksiribonukleik mund të gjejmë adeninë, guaninë, citozinë dhe timinë. Por ARN përmban uracil në vend të timinës.
Këto pesë baza janë kryesore (të mëdha), ato përbëjnë shumicën e acideve nukleike. Por përveç tyre, ka edhe të tjerë. Kjo ndodh shumë rrallë, baza të tilla quhen të vogla. Të dyja gjenden në të dy acidet - kjo është një tjetër ngjashmëri midis ADN-së dhe ARN-së.
Sekuenca e këtyre bazave azotike (dhe, në përputhje me rrethanat, nukleotideve) në zinxhirin e ADN-së përcakton se cilat proteina mund të sintetizojë një qelizë e caktuar. Cilat molekula do të krijohen në një moment të caktuar varet nga nevojat e trupit.
Shko tenivelet e organizimit të acideve nukleike. Në mënyrë që karakteristikat krahasuese të ADN-së dhe ARN-së të jenë sa më të plota dhe objektive, ne do të shqyrtojmë strukturën e secilit. ADN-ja ka katër prej tyre dhe numri i niveleve të organizimit në ARN varet nga lloji i saj.
Zbulimi i strukturës së ADN-së, parimet e strukturës
Të gjithë organizmat ndahen në prokariote dhe eukariote. Ky klasifikim bazohet në dizajnin e bërthamës. Të dy kanë ADN në qelizë në formën e kromozomeve. Këto janë struktura të veçanta në të cilat molekulat e acidit deoksiribonukleik shoqërohen me proteina. ADN-ja ka katër nivele organizimi.
Struktura primare përfaqësohet nga një zinxhir nukleotidesh, sekuenca e të cilave respektohet rreptësisht për çdo organizëm individual dhe të cilat janë të ndërlidhura me lidhje fosfodiesterike. Suksese të mëdha në studimin e strukturës së vargut të ADN-së u arritën nga Chargaff dhe bashkëpunëtorët e tij. Ata përcaktuan se raportet e bazave azotike u binden disa ligjeve.
Ato quheshin rregullat Chargaff. E para nga këto thotë se shuma e bazave purine duhet të jetë e barabartë me shumën e pirimidinave. Kjo do të bëhet e qartë pasi të njiheni me strukturën dytësore të ADN-së. Rregulli i dytë rrjedh nga veçoritë e tij: raportet molare A / T dhe G / C janë të barabarta me një. I njëjti rregull është i vërtetë për acidin e dytë nukleik - kjo është një tjetër ngjashmëri midis ADN-së dhe ARN-së. Vetëm e dyta ka uracil në vend të timinës kudo.
Gjithashtu, shumë shkencëtarë filluan të klasifikojnë ADN-në e specieve të ndryshme sipas një numri më të madh bazash. Nëse shuma është "A + T"më shumë se "G + C", ADN-ja e tillë quhet e tipit AT. Nëse është e kundërta, atëherë kemi të bëjmë me llojin GC të ADN-së.
Modeli i strukturës dytësore u propozua në vitin 1953 nga shkencëtarët Watson dhe Crick, dhe ai ende pranohet përgjithësisht sot. Modeli është një spirale e dyfishtë, e cila përbëhet nga dy zinxhirë antiparalel. Karakteristikat kryesore të strukturës dytësore janë:
- përbërja e çdo vargu të ADN-së është rreptësisht specifike për speciet;
- lidhja midis vargjeve është hidrogjen, i formuar sipas parimit të komplementaritetit të bazave azotike;
- zinxhirët polinukleotidike mbështillen rreth njëri-tjetrit, duke formuar një spirale të djathtë të quajtur "helix";
- mbetjet e acidit fosforik ndodhen jashtë spirales, bazat azotike janë brenda.
Më tej, më i dendur, më i fortë
Struktura terciare e ADN-së është një strukturë supermbështjellëse. Kjo do të thotë, jo vetëm që dy zinxhirë rrotullohen me njëri-tjetrin në një molekulë, për një kompaktësi më të madhe, ADN-ja mbështillet rreth proteinave speciale - histoneve. Ato ndahen në pesë klasa në varësi të përmbajtjes së lizinës dhe argininës në to.
Niveli i fundit i ADN-së është kromozomi. Për të kuptuar se sa fort është i mbushur bartësi i informacionit gjenetik në të, imagjinoni sa vijon: nëse Kulla Eifel kalonte të gjitha fazat e ngjeshjes, si ADN-ja, ajo mund të vendosej në një kuti shkrepse.
Kromozomet janë të vetme (përbëhen nga një kromatid) dhe dyfish (përbëhen nga dy kromatide). Ato ofrojnë ruajtje të sigurtinformacionin gjenetik, dhe nëse është e nevojshme, ata mund të kthehen dhe të hapin hyrjen në zonën e dëshiruar.
Llojet e ARN-së, veçoritë strukturore
Përveç faktit që çdo ARN ndryshon nga ADN-ja në strukturën e saj parësore (mungesa e timinës, prania e uracilit), nivelet e mëposhtme të organizimit ndryshojnë gjithashtu:
- ARN-ja e transferimit (tRNA) është një molekulë me një zinxhir. Për të përmbushur funksionin e tij të transportimit të aminoacideve në vendin e sintezës së proteinave, ai ka një strukturë dytësore shumë të pazakontë. Quhet "fletë tërfili". Secili prej sytheve të tij kryen funksionin e tij, por më të rëndësishmit janë trungu pranues (një aminoacid ngjitet me të) dhe antikodoni (i cili duhet të përputhet me kodonin në ARN-në e dërguar). Struktura terciare e tARN-së është studiuar pak, sepse është shumë e vështirë të izolohet një molekulë e tillë pa prishur nivelin e lartë të organizimit. Por shkencëtarët kanë disa informacione. Për shembull, në maja, ARN-ja e transferimit ka formën e shkronjës L.
- ARN-ja e dërguar (e quajtur edhe informative) kryen funksionin e transferimit të informacionit nga ADN-ja në vendin e sintezës së proteinave. Ajo tregon se çfarë lloj proteine do të dalë në fund, ribozomet lëvizin përgjatë saj në procesin e sintezës. Struktura e saj primare është një molekulë me një fije floku. Struktura dytësore është shumë komplekse, e nevojshme për përcaktimin e saktë të fillimit të sintezës së proteinave. mARN-ja paloset në formë kapëse flokësh, në skajet e të cilave ka vende për fillimin dhe përfundimin e përpunimit të proteinave.
- ARN ribozomale gjendet në ribozome. Këto organele përbëhen nga dy nëngrimca, secila prej të cilavepret rARN-në e vet. Ky acid nukleik përcakton vendosjen e të gjitha proteinave ribozomale dhe qendrat funksionale të kësaj organele. Struktura primare e rRNA përfaqësohet nga një sekuencë nukleotidesh, si në varietetet e mëparshme të acidit. Dihet se faza përfundimtare e palosjes së rRNA është çiftimi i seksioneve terminale të një vargu. Formimi i gjetheve të tilla jep një kontribut shtesë në ngjeshjen e të gjithë strukturës.
funksionet e ADN-së
Acidi deoksiribonukleik vepron si një depo e informacionit gjenetik. Është në sekuencën e nukleotideve të tij që të gjitha proteinat e trupit tonë janë "të fshehura". Në ADN, ato jo vetëm që ruhen, por edhe mbrohen mirë. Dhe edhe nëse ndodh një gabim gjatë kopjimit, ai do të korrigjohet. Kështu, i gjithë materiali gjenetik do të ruhet dhe do të arrijë tek pasardhësit.
Për të transmetuar informacion tek pasardhësit, ADN-ja ka aftësinë të dyfishohet. Ky proces quhet replikim. Një tabelë krahasuese e ARN-së dhe ADN-së do të na tregojë se një tjetër acid nukleik nuk mund ta bëjë këtë. Por ka shumë funksione të tjera.
Funksionet e ARN-së
Çdo lloj ARN ka funksionin e vet:
- Acidi ribonukleik i transportit dërgon aminoacide në ribozome, ku ato shndërrohen në proteina. tRNA jo vetëm që sjell materiale ndërtimi, por gjithashtu është i përfshirë në njohjen e kodoneve. Dhe sa saktë do të ndërtohet proteina varet nga puna e saj.
- Mesazhi ARN lexon informacion ngaADN-në dhe e bart atë në vendin e sintezës së proteinave. Atje ai ngjitet me ribozomin dhe dikton rendin e aminoacideve në proteinë.
- ARN ribozomale siguron integritetin e strukturës së organelës, rregullon punën e të gjitha qendrave funksionale.
Këtu është një tjetër ngjashmëri midis ADN-së dhe ARN-së: të dyja kujdesen për informacionin gjenetik që mbart qeliza.
Krahasimi i ADN-së dhe ARN-së
Për të organizuar të gjitha informacionet e mësipërme, le t'i shkruajmë të gjitha në një tabelë.
| ADN | ARN | |
| Vendndodhja e kafazit | Bërthama, kloroplaste, mitokondri | Bërthama, kloroplastet, mitokondritë, ribozomet, citoplazma |
| Monomer | Deoksiribonukleotide | Ribonukleotide |
| Struktura | Spirale me dy zinxhirë | Zinxhiri i vetëm |
| Nukleotide | A, T, G, C | A, U, G, C |
| Karakteristikat | E qëndrueshme, e aftë për t'u përsëritur | Labile, nuk mund të dyfishohet |
| Funksionet | Ruajtja dhe transmetimi i informacionit gjenetik | Transferimi i informacionit trashëgues (mRNA), funksioni strukturor (rARN, ARN mitokondriale), pjesëmarrja në sintezën e proteinave (mARN, tARN, rARN) |
Kështu, ne folëm shkurtimisht për ngjashmëritë midis ADN-së dhe ARN-së. Tabela do të jetë një ndihmës i domosdoshëm në provim ose një kujtesë e thjeshtë.
Përveç asaj që mësuam më herët, në tabelë u shfaqën disa fakte. Për shembull, aftësia e ADN-sëdyfishimi është i nevojshëm për ndarjen e qelizave në mënyrë që të dyja qelizat të marrin plotësisht materialin e duhur gjenetik. Ndërsa për ARN-në, dyfishimi nuk ka kuptim. Nëse një qelizë ka nevojë për një molekulë tjetër, ajo e sintetizon atë nga shablloni i ADN-së.
Karakteristikat e ADN-së dhe ARN-së rezultuan të shkurtra, por ne mbuluam të gjitha tiparet e strukturës dhe funksioneve. Procesi i përkthimit - sinteza e proteinave - është shumë interesant. Pas njohjes me të, bëhet e qartë se sa rol të madh luan ARN në jetën e një qelize. Dhe procesi i dyfishimit të ADN-së është shumë emocionues. Çfarë ia vlen të thyesh spiralen e dyfishtë dhe të lexosh çdo nukleotid!
Mësoni diçka të re çdo ditë. Sidomos nëse kjo gjë e re ndodh në çdo qelizë të trupit tuaj.
