РНКсе състои от нуклеотиди, които включват захар - рибоза, фосфат и една от азотните основи (аденин, урацил, гуанин, цитозин). Образува първични, вторични и третични структури, подобни на тези на ДНК. Информацията за аминокиселинната последователност на протеина се съдържа в информационна РНК (иРНК, иРНК). Три последователни нуклеотида (кодон) съответстват на една аминокиселина. В еукариотните клетки, прекурсорът на тРНК или пре-мРНК се преработва в зряла иРНК. Обработката включва отстраняване на некодиращи протеинови последователности (интрони). След това иРНК се изнася от ядрото в цитоплазмата, където се присъединява към рибозоми, които транслират иРНК с помощта на тРНК, свързани с аминокиселини. Транспорт (тРНК)- малки, състоящи се от приблизително 80 нуклеотида, молекули с консервативна третична структура. Те пренасят специфични аминокиселини до мястото на синтеза на пептидна връзка в рибозомата. Всяка tRNA съдържа място за прикрепване на аминокиселина и антикодон за разпознаване и прикрепване към кодони на иРНК. Антикодонът образува водородни връзки с кодона, което поставя tRNA в позиция, която улеснява образуването на пептидна връзка между последната аминокиселина на образувания пептид и аминокиселината, прикрепена към tRNA. Рибозомна РНК (рРНК) - каталитичен компонент на рибозомите. Еукариотните рибозоми съдържат четири вида rRNA молекули: 18S, 5.8S, 28S и 5S. Три от четирите типа рРНК се синтезират в ядрото. В цитоплазмата рибозомните РНК се комбинират с рибозомни протеини, за да образуват нуклеопротеин, наречен рибозома. Рибозомата се прикрепя към иРНК и синтезира протеина. rRNA представлява до 80% от РНК, открита в цитоплазмата на еукариотна клетка.
Функции:способността да се възпроизвежда, способността да поддържа организацията си постоянна, способността да придобива промени и да ги възпроизвежда.
10. Структура и свойства на генетичния код
генетичен код - Определен набор и ред на аминокиселини в пептидните вериги. В разнообразието от протеини, които съществуват в природата, са открити около 20 различни аминокиселини. За тяхното криптиране може да се осигури само достатъчен брой комбинации от нуклеотиди триплетен код, в която всяка аминокиселина е криптирана от три съседни нуклеотида, четири нуклеотида образуват 4 3 = 64 триплета. От 64 възможни ДНК триплета, 61 кодират различни аминокиселини; останалите 3 се наричат безсмислени или "глупости тройки". Те не кодират аминокиселини и действат като препинателни знаци при четене на наследствена информация. Те включват ATT, ACT, ATC.
Свойства на генетичния код: дегенерация - очевидна излишност на кода, много аминокиселини са криптирани от няколко триплета. Това свойство е много важно, тъй като появата на промени в структурата на молекулата на ДНК от типа на заместване на един нуклеотид в полинуклеотидната верига може да не промени значението на триплета. Получената нова комбинация от три нуклеотида кодира същата аминокиселина. Специфичност - всеки триплет може да кодира само една специфична аминокиселина. Универсалност - пълното съответствие на кода в различните видове живи организми свидетелства за единството на произхода на цялото разнообразие от живи форми на Земята в процеса на биологична еволюция. Приемственост и неприпокриващи се кодони по време на четене – последователността от нуклеотиди се чете тройно по триплет без празнини, докато съседните триплети не се припокриват един друг, т.е. всеки отделен нуклеотид е част само от един триплет за дадена рамка на четене. Доказателството за неприпокриването на генетичния код е замяната само на една аминокиселина в пептида при заместване на един нуклеотид в ДНК.
Според химическата структура на РНК (рибонуклеинова киселина) е нуклеинова киселина, в много отношения подобна на ДНК. Важни разлики от ДНК са, че РНК се състои от една верига, самата верига е по-къса, урацилът присъства вместо тимин в РНК и рибозата присъства вместо дезоксирибоза.
По структура РНК е биополимер, мономерите на който са нуклеотиди. Всеки нуклеотид се състои от остатък на фосфорна киселина, рибоза и азотна основа.
Обичайните азотни бази в РНК са аденин, гуанин, урацил и цитозин. Аденинът и гуанинът са пурини, докато урацилът и цитозинът са пиримидини. Пуриновите бази имат два пръстена, докато пиримидиновите бази имат един. Освен изброените азотни бази, РНК съдържа и други (предимно различни модификации на изброените), включително тимин, който е характерен за ДНК.
Рибозата е пентоза (въглехидрат, съдържащ пет въглеродни атома). За разлика от дезоксирибозата, тя има допълнителна хидроксилна група, която прави РНК по-активна в химичните реакции от ДНК. Както във всички нуклеинови киселини, пентозата в РНК има циклична форма.
Нуклеотидите са свързани в полинуклеотидна верига чрез ковалентни връзки между остатъци от фосфорна киселина и рибоза. Единият остатък от фосфорна киселина е прикрепен към петия въглерод на рибозата, а другият (от съседния нуклеотид) е прикрепен към третия въглерод на рибозата. Азотните бази са прикрепени към първия въглероден атом на рибозата и са разположени перпендикулярно на фосфатно-пентозния гръбнак.
Ковалентно свързани нуклеотиди образуват първичната структура на РНК молекулата. Въпреки това, по своята вторична и третична структура, РНК са много различни, което е свързано с множеството функции, които изпълняват, и съществуването на различни видове РНК.
Вторичната структура на РНК се образува от водородни връзки между азотни бази. Въпреки това, за разлика от ДНК, в РНК тези връзки не възникват между различни (две) полинуклеотидни вериги, а поради различни начини на сгъване (примки, възли и т.н.) на една верига. По този начин вторичната структура на молекулите на РНК е много по-разнообразна от тази на ДНК (където тя почти винаги е двойна спирала).
Структурата на много РНК молекули също предполага третична структура, когато участъци от молекулата, които вече са сдвоени поради водородни връзки, са сгънати. Например, трансферна РНК молекула на нивото на вторичната структура се сгъва във форма, наподобяваща лист от детелина. И на нивото на третичната структура се сгъва така, че става като буквата G.
Рибозомната РНК образува комплекси с протеини (рибонуклеопротеини).
Какво е ДНК и РНК? Какви са техните функции и значение в нашия свят? От какво са направени и как работят? Това и много други са разгледани в статията.
Какво е ДНК и РНК
Биологичните науки, които изучават принципите на съхранение, прилагане и предаване на генетична информация, структурата и функциите на неправилните биополимери, принадлежат към молекулярната биология.
Биополимерите, органични съединения с високо молекулно тегло, които се образуват от нуклеотидни остатъци, са нуклеинови киселини. Те съхраняват информация за жив организъм, определят неговото развитие, растеж, наследственост. Тези киселини участват в синтеза на протеини.
В природата има два вида нуклеинови киселини:
- ДНК - дезоксирибонуклеинова;
- РНК е рибонуклеинова.
За това какво е ДНК, светът е разказан през 1868 г., когато е открито в клетъчните ядра на левкоцитите на сьомгата и сперматозоидите. По-късно те са открити във всички животински и растителни клетки, както и в бактерии, вируси и гъбички. През 1953 г. Дж. Уотсън и Ф. Крик, в резултат на рентгенов дифракционен анализ, изграждат модел, състоящ се от две полимерни вериги, които са усукани в спирала една около друга. През 1962 г. тези учени са удостоени с Нобелова награда за своето откритие.
Дезоксирибонуклеинова киселина
Какво е ДНК? Това е нуклеинова киселина, която съдържа генотипа на индивида и предава информация по наследство, като се самовъзпроизвежда. Тъй като тези молекули са много големи, има огромен брой възможни последователности от нуклеотиди. Следователно броят на различните молекули е практически безкраен.
структура на ДНК
Това са най-големите биологични молекули. Размерът им варира от една четвърт в бактериите до четиридесет милиметра в човешката ДНК, което е много по-голямо от максималния размер на протеин. Те се състоят от четири мономера, структурните компоненти на нуклеиновите киселини - нуклеотиди, които включват азотна основа, остатък от фосфорна киселина и дезоксирибоза.
Азотните основи имат двоен пръстен от въглерод и азот - пурини, и един пръстен - пиримидини.
Пурините са аденин и гуанин, а пиримидините са тимин и цитозин. Те са обозначени с главни латински букви: A, G, T, C; а в руската литература - на кирилица: A, G, T, C. С помощта на химическа водородна връзка те се свързват помежду си, в резултат на което се появяват нуклеинови киселини.
Във Вселената най-често срещаната форма е спиралата. Така че структурата на ДНК на молекулата също го има. Полинуклеотидната верига е усукана като вита стълба.
Веригите в една молекула са насочени противоположно една от друга. Оказва се, че ако в една верига от 3 "край до 5", то в другата верига ориентацията ще бъде обратно от 5 "край до 3".
Принципът на допълване
Две нишки са свързани в молекула чрез азотни основи по такъв начин, че аденинът има връзка с тимин, а гуанинът - само с цитозин. Последователните нуклеотиди в една верига определят другата. Това съответствие, което е в основата на появата на нови молекули в резултат на репликация или дублиране, започва да се нарича комплементарност.
Оказва се, че броят на адениловите нуклеотиди е равен на броя на тимидил, а гуанил нуклеотидите са равни на броя на цитидил. Тази кореспонденция стана известна като "правилото на Чаргаф".
репликация
Процесът на самовъзпроизвеждане, протичащ под контрола на ензими, е основното свойство на ДНК.
Всичко започва с развиването на спиралата благодарение на ензима ДНК полимераза. След прекъсване на водородните връзки се синтезира дъщерна верига в едната и другата вериги, материалът за които са свободните нуклеотиди, присъстващи в ядрото.
Всяка верига от ДНК е шаблон за нова верига. В резултат на това от една се получават две абсолютно идентични родителски молекули. В този случай една нишка се синтезира твърда, а другата е първо фрагментарна, едва след това се свързва.
ДНК гени
Молекулата носи цялата важна информация за нуклеотидите, определя местоположението на аминокиселините в протеините. ДНК на човек и всички други организми съхранява информация за неговите свойства, предавайки ги на потомци.
Част от него е ген – група нуклеотиди, която кодира информация за протеин. Съвкупността от гени на клетката формира нейния генотип или геном.
Гените са разположени в определен участък от ДНК. Те се състоят от определен брой нуклеотиди, които са подредени в последователна комбинация. Това означава, че генът не може да промени мястото си в молекулата и има много специфичен брой нуклеотиди. Последователността им е уникална. Например, една поръчка се използва за адреналин, а друга поръчка за инсулин.
В допълнение към гените, некодиращите последователности се намират в ДНК. Те регулират гените, помагат на хромозомите и отбелязват началото и края на ген. Но днес ролята на повечето от тях остава неизвестна.
Рибонуклеинова киселина
Тази молекула в много отношения е подобна на дезоксирибонуклеиновата киселина. Тя обаче не е толкова голяма, колкото ДНК. И РНК също се състои от четири вида полимерни нуклеотиди. Три от тях са подобни на ДНК, но вместо тимин включва урацил (U или Y). В допълнение, РНК се състои от въглехидрат, наречен рибоза. Основната разлика е, че спиралата на тази молекула е единична, за разлика от двойната спирала в ДНК.
РНК функции
Функциите на рибонуклеиновата киселина се основават на три различни вида РНК.
Информацията предава генетична информация от ДНК към цитоплазмата на ядрото. Нарича се още матрица. Това е отворена верига, синтезирана в ядрото от ензима РНК полимераза. Въпреки факта, че процентът му в молекулата е изключително нисък (от три до пет процента от клетката), той има най-важната функция – да бъде матрица за протеинов синтез, информираща за структурата им от молекулите на ДНК. Един протеин е кодиран от една специфична ДНК, така че тяхната числена стойност е еднаква.
Рибозомата се състои основно от цитоплазмени гранули – рибозоми. rRNAs се синтезират в ядрото. Те представляват приблизително осемдесет процента от цялата клетка. Този вид има сложна структура, образувайки бримки върху допълващи се части, което води до молекулярна самоорганизация в сложно тяло. Сред тях има три вида при прокариотите и четири при еукариотите.
Транспортът действа като "адаптер", подреждайки аминокиселините на полипептидната верига в подходящия ред. Средно се състои от осемдесет нуклеотида. Тяхната клетка съдържа като правило почти петнадесет процента. Той е предназначен да пренася аминокиселини до мястото, където се синтезира протеин. Има двадесет до шестдесет типа трансферна РНК в клетката. Всички те имат подобна организация в космоса. Те придобиват структура, която се нарича детелина.
Значение на РНК и ДНК
Когато беше открито какво е ДНК, ролята му не беше толкова очевидна. Дори и днес, въпреки факта, че е разкрита много повече информация, някои въпроси остават без отговор. А някои може би дори още не са формулирани.
Добре известното биологично значение на ДНК и РНК е, че ДНК предава наследствена информация, а РНК участва в протеиновия синтез и кодира протеиновата структура.
Има обаче версии, че тази молекула е свързана с нашия духовен живот. Какво е човешката ДНК в този смисъл? Той съдържа цялата информация за него, неговия живот и наследство. Метафизиците вярват, че в него се съдържа опитът от минали животи, възстановителните функции на ДНК и дори енергията на Висшия Аз – Създателя, Бог.
Според тях веригите съдържат кодове, отнасящи се до всички аспекти на живота, включително духовната част. Но известна информация, например, за възстановяването на тялото, се намира в структурата на кристала на многоизмерното пространство, което е около ДНК. Той е додекаедър и е паметта на цялата жизнена сила.
Поради факта, че човек не се натоварва с духовни знания, обменът на информация в ДНК с кристална обвивка е много бавен. За обикновения човек това е само петнадесет процента.
Предполага се, че това е направено специално, за да се съкрати живота на човек и да попадне в нивото на дуалност. Така кармичният дълг на човек расте и нивото на вибрация, необходимо за някои същества, се поддържа на планетата.
За разлика от ДНК, молекулата на РНК се състои от единична полинуклеотидна верига, която е навита върху себе си, т.е. образува всякакви "примки" и "фиби" поради взаимодействията на допълващи се азотни бази (вторична структура). Някои вируси имат двуверижни РНК, които носят генетична информация, подобна на ДНК.
Съществуват:
1 - информационна РНК (иРНК);
2 - рибозомна РНК (рРНК);
3 - трансферна РНК (тРНК).
Рибозомна РНК. rRNA представлява 80-90% от клетъчната РНК. Локализиран в рибозоми, в комплекс с рибозомни протеини. Рибозомите се състоят от две части и представляват нуклеопротеини, състоящи се от рРНК и протеин в съотношение 1:1 (за еукариотите) и 2:1 (за прокариотите).
Биологичната роля на рРНК -са структурната основа на рибозомите, взаимодействат с иРНК и тРНК в процеса на биосинтеза на протеини, участват в процеса на сглобяване на полипептидната верига.
При еукариотите са открити 4 вида рРНК с различни коефициенти. седиментация: 18S (в малка част от рибозомата), и 28S, 5.8S и 5S (сведберги) - в голяма част от рибозомата .. Различават се по молекулно тегло (35 000-1 600 000) и локализация в рибозомите.
Вторичната структура на рРНК се характеризира със спирализиране на веригата върху себе си, докато третичната структура се характеризира с нейното компактно сгъване.
Месинджър РНК. Матричната РНК съставлява 2-3% от цялата клетъчна РНК; иРНК се синтезира в клетъчното ядро върху ДНК матрица (процес на транскрипция), пренаписвайки генетична информация от нея според принципа на комплементарност.
ДНК -A-T-G-C-
ДНК -T-A-C-G-
иРНК -A-U-G-C-
След това иРНК навлиза в цитоплазмата, свързва се с рибозомата и действа като шаблон за биосинтеза на протеини. Всяка аминокиселина в иРНК съответства на специфичен триплет (триплет) от нуклеотиди, наречен кодон на тази аминокиселина. Последователността на кодоните във веригата на иРНК определя последователността на аминокиселините в протеина. Може да има общо 64 кодона. От тях 61 кодона кодират аминокиселини, а 3 кодона са терминаторни (терминаторни) кодони, които бележат края на протеиновия синтез. Съществуват и инициационни кодони, които съответстват на първата аминокиселина в протеина и най-често съответстват на аминокиселината метионин.
Тъй като иРНК носи наследствена информация за първичната структура на протеина, тя често се нарича информационна РНК(иРНК). Всеки отделен протеин, синтезиран в клетката, се кодира от определена „собствена“ тРНК или нейна част. мРНК образува няколко двуверижни "шпильки", в краищата на които има признаци (например AAUAAAA) на иницииране (началото на протеиновия синтез) и завършване (края на протеиновия синтез).
Че. информацията за структурата на протеина се кодира в ДНК с помощта на генетичния код, който е линеен, непрекъснат, триплетен, изроден. Тя е универсална.
Молекулното тегло на иРНК варира в широки граници от 35 000 до няколко милиона. Преди се смяташе, че иРНК са краткотрайни РНК. За микроорганизмите животът на иРНК е няколко секунди или минути. Но за еукариотите може да варира от няколко часа до няколко седмици.
транспортна РНК.Съставят 10-20% от клетъчната РНК.
функции на тРНК:
1 - свързват аминокиселините и ги транспортират до рибозомата, където се осъществява протеиновия синтез;
2 - кодират аминокиселини;
3 - Дешифрирайте генетичния код.
Всяка tRNA може да носи само 1 строго определена аминокиселина.
тРНК са кръстени на аминокиселините. Например, аланин tRNA. тРНК, които свързват една и съща аминокиселина, се наричат изоакцепторни и са номерирани: тРНК 1 вал, тРНК 2 вал и т.н.
Вторичната структура на всички tRNAs е с форма на детелина.В състава му се отличават:
1. акцепторно стъбло – към него е прикрепена аминокиселина.
2. Псевдоуридилна бримка – използва се за свързване на тРНК към рибозомата.
3. Допълнителен контур - неизвестна цел.
4. Антикодонна бримка – съдържа антикодон (триплет от нуклеинови остатъци, които са комплементарни на тРНК кодона, с негова помощ тРНК се свързва с иРНК);
5. Дихидроуридинова бримка – осигурява свързването на тРНК със специфичен ензим (аминоацил-тРНК синтетаза), който свързва аминокиселината с тРНК.
Вторичната структура се стабилизира чрез водородни връзки между комплементарни бази.
Третична структура на tRNA има неправилна L-форма. стабилизиран от водородни и други връзки.
Молекулярната биология е един от най-важните клонове на биологичните науки и включва подробно изследване на клетките на живите организми и техните компоненти. Обхватът на нейните изследвания включва много жизненоважни процеси, като раждане, дишане, растеж, смърт.
Безценното откритие на молекулярната биология е дешифрирането на генетичния код на висшите същества и определянето на способността на клетката да съхранява и предава генетична информация. Основната роля в тези процеси принадлежи на нуклеиновите киселини, които се разграничават в природата с два вида - ДНК и РНК. Какви са тези макромолекули? От какво са направени и какви биологични функции изпълняват?
Какво е ДНК?
ДНК означава дезоксирибонуклеинова киселина. Тя е една от трите макромолекули на клетката (другите две са протеини и рибонуклеинова киселина), която осигурява запазването и предаването на генетичния код на развитието и дейността на организмите. Просто казано, ДНК е носител на генетична информация. Той съдържа генотипа на индивид, който има способността да се възпроизвежда и предава информация по наследство.
Като химично вещество киселината е изолирана от клетките още през 60-те години на XIX век, но до средата на 20-ти век никой не предполага, че е способна да съхранява и предава информация. 
Дълго време се смяташе, че тези функции се изпълняват от протеини, но през 1953 г. група биолози успява значително да разшири разбирането за същността на молекулата и да докаже основната роля на ДНК в запазването и предаването на генотипа. . Откритието беше откритието на века и учените получиха Нобелова награда за работата си.
От какво е направена ДНК?
ДНК е най-голямата от биологичните молекули и се състои от четири нуклеотида, състоящи се от остатък на фосфорна киселина. Структурно киселината е доста сложна. Неговите нуклеотиди са свързани помежду си с дълги вериги, които се комбинират по двойки във вторични структури - двойни спирали.
ДНК има тенденция да се уврежда от радиация или различни окислителни вещества, поради което в молекулата възниква процес на мутация. Функционирането на една киселина пряко зависи от нейното взаимодействие с друга молекула - протеини. Взаимодействайки с тях в клетката, той образува веществото хроматин, в рамките на което се реализира информацията.
Какво е РНК?
РНК е рибонуклеинова киселина, съдържаща азотни основи и остатъци от фосфорна киселина. 
Има хипотеза, че това е първата молекула, придобила способността да се самовъзпроизвежда още в ерата на формирането на нашата планета – в предбиологичните системи. РНК все още е включена в геномите на отделните вируси, изпълнявайки в тях ролята, която ДНК играе във висшите същества.
Рибонуклеиновата киселина се състои от 4 нуклеотида, но вместо двойна спирала, както е в ДНК, нейните вериги са свързани с единична крива. Нуклеотидите съдържат рибоза, която участва активно в метаболизма. В зависимост от способността да кодира протеин, РНК се разделя на матрична и некодираща.
Първият действа като своеобразен посредник при трансфера на кодирана информация към рибозомите. Последните не могат да кодират протеини, но имат други възможности – транслация и лигиране на молекули.
Как се различава ДНК от РНК?
По своя химичен състав киселините са много сходни една с друга. И двата са линейни полимери и са N-гликозид, създаден от петвъглеродни захарни остатъци. Разликата между тях е, че захарният остатък на РНК е рибоза, монозахарид от пентозната група, който е лесно разтворим във вода. Захарният остатък на ДНК е дезоксирибоза или производно на рибозата, която има малко по-различна структура. 
За разлика от рибозата, която образува пръстен от 4 въглеродни атома и 1 кислороден атом, при дезоксирибоза вторият въглероден атом е заменен с водород. Друга разлика между ДНК и РНК е техният размер – по-голям. Освен това, сред четирите нуклеотида, които изграждат ДНК, единият е азотна основа, наречена тимин, докато в РНК вместо тимин присъства неговият вариант, урацил.
