bendrumas
DNR arba deoksiribonukleino rūgštis yra daugelio gyvų organizmų, įskaitant žmones, genetinis paveldas.
Bendras nukleotidas, sudarantis DNR, apima 3 elementus: fosfato grupę, deoksiribozės cukrų ir azoto bazę.
Organizuojant chromosomas, DNR yra naudojamas baltymams generuoti, kurie vaidina pagrindinį vaidmenį reguliuojant visus organizmo ląstelių mechanizmus.
Kas yra DNR?
DNR yra biologinė makromolekulė, kurioje yra visa informacija, reikalinga norint tinkamai vystyti ir tinkamai funkcionuoti gyvo organizmo ląstelėse.
Jis yra branduolinis rūgštis
Bendrojo nukleotido įvaizdžio dėka skaitytojas gali pastebėti, kad pentozė yra elementas, į kurį fosfatų grupė yra prijungta (fosfodiesterio ryšiu) ir azoto bazė (per N-glikozidinę jungtį).
Akronimas DNR reiškia deoksiribonukleino rūgštį arba deoksiribonukleino rūgštį .
Dezoksiribonukleino rūgštis priklauso nukleorūgščių kategorijai, ty biologinėms makromolekulėms, sudarytoms iš ilgų nukleotidų grandinių.
Nukleotidas yra nukleino rūgšties molekulinis vienetas, atsirandantis dėl trijų elementų sąjungos:
- Fosfato grupė ;
- Pentozė, ty cukrus, turintis 5 anglies atomus;
- Azoto bazė .
Kita labai svarbi nukleino rūgštis: RNR
Kita esminė nukleino rūgštis, skirta daugelio organizmų ląstelių tinkamam funkcionavimui, yra RNR . Akronimas RNA reiškia ribonukleino rūgštį .
Ribonukleino rūgštis skiriasi nuo deoksiribonukleino rūgšties nuo nukleotidų profilio.
KODĖL ŠIS GENETINIS PAVADINIMAS?
Genetinės knygos ir molekulinė biologija apibrėžia DNR su genetinio paveldo terminologija.
Siekiant pateisinti šios formuluotės naudojimą, tai, kad DNR yra genų vieta . Genai yra nukleotidų sekos, iš kurių gaunami baltymai. Baltymai yra dar viena gyvybei būtinų biologinių makromolekulių klasė.
Kiekvieno mūsų genuose yra „rašytinė“ dalis, ką mes esame ir ką mes tapsime.
DNR NUTRAUKIMAS
DNR atradimas yra daugelio mokslinių tyrimų rezultatas.
Anksčiausias ir svarbiausias tyrimas šiuo klausimu prasidėjo 1920 m. Pabaigoje ir priklausė angliškai gydytojui Frederickui Griffitui ( Griffitho transformacijos eksperimentas ). Griffithas apibūdino tai, ką dabar vadiname DNR su terminu „ transformuojantis principas “, ir manė, kad tai yra baltymas.
Griffitho eksperimentai tęsėsi su amerikiečių biologu Oswaldu Avery, su bendradarbiais, nuo 1930 iki 1940 m.,
Tiksli DNR struktūra liko nežinoma iki 1953 m ., Kai Jamesas Watsonas ir Francis Crickas pasiūlė vadinamąjį „ dvigubą spiralės modelį “, kad paaiškintų nukleotidų išdėstymą dezoksiribonukleino rūgštyje.
Watson ir Crick turėjo neįtikėtiną intuiciją, atskleidžiančią visai mokslo bendruomenei, ką biologai ir genetikai jau seniai ieškojo.
Tikslus DNR struktūros nustatymas leido ištirti ir suprasti biologinius procesus, kuriuose dalyvauja dezoksiribonukleino rūgštis: kaip ji atkartoja ir formuoja RNR (kitą nukleino rūgštį) ir kaip ji gamina baltymus.
Pagrindiniai Watson ir Crick modelio aprašymai buvo keletas tyrimų, kuriuos atliko Rosaling Franklin, Maurice Wilkins ir Erwin Chargaff .
struktūra
Vadinamasis „dvigubo spiralės modelis“, kurį pateikė Watson ir Crick, parodė, kad DNR yra labai ilga molekulė, sudaryta iš dviejų nukleotidinių grandinių (polinukleotidų gijų). Vieni su kitais, bet orientuoti į priešingas puses, šios dvi polinukleotidinės juostos yra suvyniotos viena į kitą, kaip spiralė.
Kadangi DNR struktūra yra gana sudėtingas dalykas, mes stengsimės paminėti svarbiausius dalykus, neviršydami detalių.
KAS YRA DNR PENTOSE?
5-anglies cukrus, išskiriantis DNR nukleotidų struktūrą, yra deoksiribozė .
Iš 5 dezoksiribozės anglies atomų 3 reikia paminėti:
- Vadinamasis " anglies 1 ", nes jis yra tas, kuris jungiasi su azoto baze ;
- Vadinamasis " anglies 2 ", nes tai suteikia doksiribrozės pavadinimą cukrui (NB: deoksiribozė reiškia "be deguonies" ir reiškia, kad nėra anglies atomų, susijusių su deguonimi;
- Vadinamasis " anglies 5 ", nes jis yra tas, kuris jungiasi su fosfatų grupe .
Palyginimas su RNR
RNR molekulėse pentozė yra ribozė . Ribozė skiriasi nuo deoksiribozės tik deguonies atomo "anglies 2" buvime.
Skaitytojas gali įvertinti šį skirtumą, žiūrėdamas į žemiau pateiktą paveikslą.
NUCLEOTIDES IR NITROGENŲ PAGRINDAS
DNR turi 4 skirtingų nukleotidų tipus .
Siekiant atskirti šiuos elementus, yra tik azoto bazė, susieta su pentozės skeleto-fosfato grupe (kuri, priešingai nei bazė niekada nesikeičia).
Branduolinės DNR bazės, dėl akivaizdžių priežasčių, yra 4: adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T).
Adeninas ir guaninas priklauso purino, dvigubo žiedo heterociklinių junginių klasei.
Kita vertus, citozinas ir timinas patenka į pirimidinų, vieno žiedo heterociklinių junginių kategoriją.
„Watson“ ir „Crick“ dvigubo spiralės modelis leido išaiškinti du aspektus, kurie tuo metu buvo visiškai nežinomi:
- Kiekviena azoto bazė, esanti DNR grandinėje, jungia azoto bazę, esančią kitoje DNR grandinėje, faktiškai suformuodama poras, porų poras .
- Dviejų grandinių azoto bazių susiejimas yra labai specifinis. Tiesą sakant, adeninas prisijungia tik prie timino, o citozinas jungiasi tik su guaninu.
Po šio antrojo sensacinio atradimo molekuliniai biologai ir genetikai apibrėžė adenino ir timino bazes bei citozino ir guanino bazes kaip „ viena kitą papildančias “.
Papildomos poros tarp azoto bazių identifikavimas buvo pagrindinis veiksnys, paaiškinantis fizinius DNR matmenis ir ypatingą dviejų krypčių stabilumą.
Bendroje žmogaus DNR molekulėje yra apie 3, 3 mlrd. Azoto bazių porų (kurios yra apie 3, 3 mlrd. Nukleotidų kiekvienai krypčiai).
Palyginimas su RNR
RNR molekulėse azoto bazės yra adeninas, guaninas, citozinas ir uracilas . Pastarasis yra pirimidinas ir pakeičia timiną.
TIE, KURIUOSE NUCLEOTIDES
Kad kiekvienos DNR grandinės nukleotidai būtų kartu, jie yra fosfodiesteriniai ryšiai, tarp nukleotido fosfato grupės ir vadinamojo „iš karto“ nukleotido „anglies 5“.
FILAMENTAI TURI ATSIŽVELGIANT Į RINKĄ
DNR kryptis turi du galus, vadinamus „5“ (skaitoma „penki pirmieji“) ir 3 '(skaitoma „trys pirmieji“). Pagal konvenciją biologai ir genetikai nustatė, kad 5 ' galas yra DNR grandinės galva, o 3' galas - uodega .
Siūlydamas savo „dvigubo spiralės modelį“, Watson ir Crick teigė, kad dvi DNR jungiančios kryptys turi priešingą orientaciją. Tai reiškia, kad kaitinamojo siūlo galvos ir uodegos sąveikauja atitinkamai su uodegos ir kito kaitinamojo siūlo galvu.
Trumpas tyrimas dėl 5 'galo ir 3' galo
Fosfatų grupė, prijungta prie nukleotido "anglies 5", yra jo 5 'galas, o hidroksilo grupė, prijungta prie "anglies 3" (-OH, paveiksle), reiškia jo 3' galą.
Kelių nukleotidų sąjunga palaiko šią poziciją ir dėl šios priežasties genetikos ir molekulinės biologijos knygose DNR sekos apibūdinamos taip: P-5 '→ 3'-OH
* Atkreipkite dėmesį: didžioji raidė P žymi fosfato grupės fosforo atomą.
SĖKLOS KELIOJE IR CHROMOSOME
Eukariotiniai organizmai (tarp jų ir žmogus) kiekvienos ląstelės branduolyje turi lygias (ir asmenines) DNR molekules .
Branduolyje (visada eukariotiniame organizme) DNR yra suskirstyta į skirtingas chromosomas . Kiekvienoje chromosomoje yra tikslus DNR sluoksnis, susietas su specifiniais proteinais (histonais, cohesinais ir kondensacija). Ryšys tarp DNR ir chromosomų baltymų vadinamas chromatinu .
Žmogaus kromosomos
Organizmas yra diploidas, kai DNR, esanti ląstelių branduolyje, yra suskirstyta į chromosomų poras (vadinamos homologinėmis chromosomomis ).
Žmogus yra diploidinis organizmas, nes jo somatinėse ląstelėse yra 23 porų homologinių chromosomų (iš viso 46 chromosomos).
Kaip ir daugelyje kitų organizmų, kiekviena iš šių porų dalyvauja motinos kilmės chromosomoje ir tėvo kilmės chromosomoje.
Šiame tiesiog aprašytame paveiksle, atstovaujant bylą savaime, yra lytinės ląstelės (arba lytinės ląstelės): jos turi pusę normalios somatinės ląstelės chromosomų (taigi 23, žmogus) ir dėl šios priežasties sako, kad haploidas,
Žmogaus lyties ląstelė tręšimo metu pasiekia normalų 46 chromosomų rinkinį.
funkcija
DNR naudojama baltymų, makromolekulių, būtinų organizmo ląstelių mechanizmams reguliuoti, gamybai.
Žmogaus chromosomos
Procesas, kuris veda prie baltymų susidarymo, yra labai sudėtingas ir apima esminį tarpinį žingsnį: DNR transkripciją į RNR .
RNR molekulė yra panaši į žodyną, nes leidžia DNR nukleotidus paversti baltymų aminorūgštimis .
Siekiant išspręsti baltymų sintezę - procesą, kuris nenuostabu, yra vertimo pavadinimas - yra keletas mažų ląstelių organelių, vadinamų ribosomomis .
DNR → RNR → baltymai yra tai, ką ekspertai vadina centrine molekulinės biologijos dogma.
