Šajā rakstā varat uzzināt DNS bioloģisko lomu. Tātad šis saīsinājums ir pazīstams ikvienam no skolas sola, bet ne visiem ir priekšstats, kas tas ir. Pēc skolas bioloģijas kursa minimālas zināšanas par ģenētiku un iedzimtību paliek atmiņā, jo bērniem šī sarežģītā tēma tiek sniegta tikai virspusēji. Taču šīs zināšanas (DNS bioloģiskā loma, tās ietekme uz ķermeni) var būt neticami noderīgas.
Sāksim ar to, ka nukleīnskābes pilda svarīgu funkciju, proti, nodrošina dzīvības nepārtrauktību. Šīs makromolekulas ir attēlotas divos veidos:
- DNS (DNS);
- RNS (RNS).
Tie ir ķermeņa šūnu struktūras un funkcionēšanas ģenētiskā plāna raidītāji. Parunāsim par tiem sīkāk.
DNS un RNS
Sāksim ar to, kura zinātnes nozare nodarbojas ar šādu kompleksutādi jautājumi kā:
- iedzimtās informācijas glabāšanas principu apguve;
- tā ieviešana;
- transmisija;
- biopolimēru struktūras izpēte;
- viņu funkcijas.
To visu pēta molekulārā bioloģija. Tieši šajā bioloģijas zinātņu nozarē var rast atbildi uz jautājumu, kāda ir DNS un RNS bioloģiskā loma.
Šos lielmolekulāros savienojumus, kas veidojas no nukleotīdiem, sauc par "nukleīnskābēm". Tieši šeit tiek glabāta informācija par ķermeni, kas nosaka indivīda attīstību, izaugsmi un iedzimtību.
Dezoksiribonukleīnskābes un ribonukleīnskābes atklāšana notiek 1868. gadā. Tad zinātniekiem izdevās tos atklāt leikocītu kodolos un aļņa spermatozoīdos. Turpmākie pētījumi parādīja, ka DNS var atrast visās augu un dzīvnieku dabas šūnās. DNS modelis tika prezentēts 1953. gadā, un Nobela prēmija par atklājumiem tika piešķirta 1962. gadā.
DNS
Sāksim šo sadaļu ar to, ka kopumā ir 3 veidu makromolekulas:
- dezoksiribonukleīnskābe;
- ribonukleīnskābe;
- proteīni.
Tagad mēs tuvāk aplūkosim DNS struktūru, bioloģisko lomu. Tātad šis biopolimērs pārraida datus par iedzimtību, ne tikai nesēja, bet arī visu iepriekšējo paaudžu attīstības iezīmēm. DNS monomērs ir nukleotīds. Tādējādi DNS ir galvenā hromosomu sastāvdaļa, kas satur ģenētisko kodu.
Kā notiek šī pārraideinformāciju? Visa būtība slēpjas šo makromolekulu spējā vairoties pašam. To skaits ir bezgalīgs, ko var izskaidrot ar to lielo izmēru un rezultātā ar milzīgu skaitu dažādu nukleotīdu secību.
DNS struktūra
Lai izprastu DNS bioloģisko lomu šūnā, ir nepieciešams iepazīties ar šīs molekulas uzbūvi.
Sāksim ar vienkāršāko, visiem nukleotīdiem to struktūrā ir trīs komponenti:
- slāpekļa bāze;
- pentozes cukurs;
- fosfātu grupa.
Katrs atsevišķais nukleotīds DNS molekulā satur vienu slāpekļa bāzi. Tas var būt pilnīgi jebkurš no četriem iespējamiem:
- A (adenīns);
- G (guanīns);
- C (citozīns);
- T (timīns).
A un G ir purīni, un C, T un U (uracils) ir piramidīni.
Ir vairāki noteikumi par slāpekļa bāzu attiecību, ko sauc par Šargafa likumiem.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) mēs varam pārnest visus nezināmos uz kreiso pusi un iegūt: (A + G) / (T + C)=1 (šī formula ir visērtākā, risinot uzdevumus bioloģija).
- A + C=G + T.
- (A + C)/(G + T) vērtība ir nemainīga. Cilvēkiem tas ir 0,66, bet, piemēram, baktērijām tas ir no 0,45 līdz 2,57.
Katras DNS molekulas struktūra atgādina divkāršu savītu spirāli. Ņemiet vērā, ka polinukleotīdu ķēdes ir pretparalēlas. Tas ir, nukleotīda atrašanās vietapāri vienā pavedienā ir apgrieztā secībā nekā tie, kas atrodas otrā. Katrs šīs spirāles pagrieziens satur pat 10 nukleotīdu pārus.
Kā šīs ķēdes ir savienotas kopā? Kāpēc molekula ir spēcīga un nesadalās? Tas viss ir saistīts ar ūdeņraža saiti starp slāpekļa bāzēm (starp A un T - divas, starp G un C - trīs) un hidrofobu mijiedarbību.
Sadaļas beigās vēlos pieminēt, ka DNS ir lielākā organiskā molekula, kuras garums svārstās no 0,25 līdz 200 nm.
Papildināmība
Apskatīsim tuvāk pāru obligācijas. Mēs jau teicām, ka slāpekļa bāzu pāri veidojas nevis haotiski, bet gan stingrā secībā. Tātad adenīns var saistīties tikai ar timīnu, un guanīns var saistīties tikai ar citozīnu. Šis secīgais pāru izvietojums vienā molekulas daļā nosaka to izvietojumu otrā.
Replicējot vai dubultojot, lai izveidotu jaunu DNS molekulu, šis noteikums, ko sauc par "komplementaritāti", noteikti tiek ievērots. Var pamanīt šādu modeli, kas tika minēts Šargafa noteikumu kopsavilkumā - šādu nukleotīdu skaits ir vienāds: A un T, G un C.
Replicēšana
Tagad parunāsim par DNS replikācijas bioloģisko lomu. Sāksim ar faktu, ka šai molekulai ir šī unikālā spēja sevi atražot. Šis termins attiecas uz meitas molekulas sintēzi.
1957. gadā tika piedāvāti trīs šī procesa modeļi:
- konservatīvs (saglabājas sākotnējā molekula un veidojas jauna);
- puskonservatīvs(sākotnējās molekulas sadalīšana monoķēdēs un katrai no tām pievienojot papildu bāzes);
- izkliedēti (molekulārā sabrukšana, fragmentu replikācija un nejauša savākšana).
Replicēšanas procesam ir trīs posmi:
- iniciācija (DNS sekciju attīšana, izmantojot helikāzes enzīmu);
- pagarināšana (ķēdes pagarināšana, pievienojot nukleotīdus);
- pārtraukšana (sasniedzot vajadzīgo garumu).
Šim sarežģītajam procesam ir īpaša funkcija, tas ir, bioloģiskā loma - nodrošināt precīzu ģenētiskās informācijas pārraidi.
RNA
Pateicām, kāda ir DNS bioloģiskā loma, tagad mēs iesakām pāriet pie ribonukleīnskābes (tas ir, RNS) apsvēršanas.
Sāksim šo sadaļu, sakot, ka šī molekula ir tikpat svarīga kā DNS. Mēs to varam noteikt pilnīgi jebkurā organismā, prokariotu un eikariotu šūnās. Šī molekula ir pat novērota dažos vīrusos (mēs runājam par RNS saturošiem vīrusiem).
RNS atšķirīga iezīme ir vienas molekulu ķēdes klātbūtne, taču tā, tāpat kā DNS, sastāv no četrām slāpekļa bāzēm. Šajā gadījumā tas ir:
- adenīns (A);
- uracils (U);
- citozīns (C);
- guanīns (G).
Visas RNS ir iedalītas trīs grupās:
- matrica, ko parasti sauc par informatīvo (reducēšana iespējama divos veidos: mRNS vai mRNS);
- transports (tRNS);
- ribosomāls (rRNS).
Funkcijas
Apskatot DNS bioloģisko lomu, tās struktūru un RNS īpatnības, mēs ierosinām pāriet uz ribonukleīnskābju īpašajām misijām (funkcijām).
Sāksim ar mRNS jeb mRNS, kuras galvenais uzdevums ir informācijas pārnešana no DNS molekulas uz kodola citoplazmu. Turklāt mRNS ir proteīnu sintēzes veidne. Kas attiecas uz šāda veida molekulu procentuālo daļu, tas ir diezgan zems (apmēram 4%).
Un rRNS procents šūnā ir 80. Tie ir nepieciešami, jo ir ribosomu pamatā. Ribosomu RNS ir iesaistīta proteīnu sintēzē un polipeptīdu ķēdes veidošanā.
Adapteris, kas veido ķēdes aminoskābes - tRNS, kas pārnes aminoskābes uz olb altumvielu sintēzes zonu. Procentuālā daļa šūnā ir aptuveni 15%.
Bioloģiskā loma
Rezumējot: kāda ir DNS bioloģiskā loma? Šīs molekulas atklāšanas brīdī par šo jautājumu nevarēja sniegt skaidru informāciju, taču pat tagad ne viss ir zināms par DNS un RNS nozīmi.
Ja runājam par vispārējo bioloģisko nozīmi, tad to loma ir iedzimtības informācijas pārnešana no paaudzes paaudzē, proteīnu sintēze un proteīnu struktūru kodēšana.
Daudzi izsaka šādu versiju: šīs molekulas ir saistītas ne tikai ar dzīvo būtņu bioloģisko, bet arī garīgo dzīvi. Ja ticat metafiziķu viedoklim, tad DNS satur iepriekšējo dzīvju pieredzi un dievišķo enerģiju.
