RNA består av nukleotider, som inkluderar socker - ribos, fosfat och en av de kvävehaltiga baserna (adenin, uracil, guanin, cytosin). Bildar primära, sekundära och tertiära strukturer som liknar DNA. Information om aminosyrasekvensen för ett protein finns i information RNA (mRNA, mRNA). Tre på varandra följande nukleotider (kodon) motsvarar en aminosyra. I eukaryota celler bearbetas den transkriberade mRNA-prekursorn eller pre-mRNA:n till mogen mRNA. Bearbetning innefattar avlägsnande av icke-kodande proteinsekvenser (introner). Därefter exporteras mRNA från kärnan till cytoplasman, där det sammanfogas av ribosomer som översätter mRNA med hjälp av tRNA kopplade till aminosyror. Transport (tRNA)- små, bestående av cirka 80 nukleotider, molekyler med en konservativ tertiär struktur. De bär specifika aminosyror till platsen för peptidbindningssyntesen i ribosomen. Varje tRNA innehåller ett aminosyrafästställe och ett antikodon för igenkänning och fästning till mRNA-kodon. Antikodonet bildar vätebindningar med kodonet, vilket placerar tRNA:t i en position som underlättar bildandet av en peptidbindning mellan den sista aminosyran i den bildade peptiden och aminosyran som är fäst vid tRNA:t. Ribosomalt RNA (rRNA) - katalytisk komponent av ribosomer. Eukaryota ribosomer innehåller fyra typer av rRNA-molekyler: 18S, 5.8S, 28S och 5S. Tre av de fyra typerna av rRNA syntetiseras i kärnan. I cytoplasman kombineras ribosomala RNA med ribosomala proteiner för att bilda ett nukleoprotein som kallas en ribosom. Ribosomen fäster vid mRNA:t och syntetiserar proteinet. rRNA står för upp till 80 % av det RNA som finns i cytoplasman hos en eukaryot cell.
Funktioner: förmågan att reproducera sig själv, förmågan att hålla sin organisation konstant, förmågan att förvärva förändringar och reproducera dem.
10. Struktur och egenskaper hos den genetiska koden
genetisk kod - En viss uppsättning och ordning av aminosyror i peptidkedjor. I den mängd proteiner som finns i naturen har man hittat ett 20-tal olika aminosyror. För sin kryptering kan ett tillräckligt antal kombinationer av nukleotider endast tillhandahålla triplettkod, där varje aminosyra är krypterad av tre intilliggande nukleotider, fyra nukleotider bildar 4 3 = 64 tripletter. Av de 64 möjliga DNA-tripletterna kodar 61 för olika aminosyror; de återstående 3 kallas meningslösa, eller "nonsenstrillingar". De kodar inte för aminosyror och fungerar som skiljetecken när man läser ärftlig information. Dessa inkluderar ATT, ACT, ATC.
Egenskaper för den genetiska koden: degeneration - uppenbar redundans av koden, många aminosyror krypteras av flera tripletter. Denna egenskap är mycket viktig, eftersom förekomsten av förändringar i strukturen hos DNA-molekylen genom typen av ersättning av en nukleotid i polynukleotidkedjan kanske inte ändrar betydelsen av tripletten. Den resulterande nya kombinationen av tre nukleotider kodar för samma aminosyra. Specificitet - varje triplett kan koda för endast en specifik aminosyra. Mångsidighet - den fullständiga överensstämmelsen mellan koden i olika arter av levande organismer vittnar om enheten i ursprunget för hela mångfalden av levande former på jorden i den biologiska evolutionsprocessen. Kontinuitet och icke-överlappande kodoner under läsning – sekvensen av nukleotider läses trippel för triplett utan luckor, medan angränsande tripletter inte överlappar varandra, d.v.s. varje enskild nukleotid är en del av endast en triplett för en given läsram. Beviset för att den genetiska koden inte överlappar är ersättningen av endast en aminosyra i peptiden när en nukleotid ersätts i DNA.
Enligt den kemiska strukturen av RNA är (ribonukleinsyra) en nukleinsyra, i många avseenden liknar DNA. Viktiga skillnader mot DNA är att RNA består av en enda kedja, själva kedjan är kortare, uracil finns istället för tymin i RNA och ribos finns istället för deoxiribos.
Till sin struktur är RNA en biopolymer, vars monomerer är nukleotider. Varje nukleotid består av en fosforsyrarest, en ribos och en kvävebas.
Vanliga kvävehaltiga baser i RNA är adenin, guanin, uracil och cytosin. Adenin och guanin är puriner, medan uracil och cytosin är pyrimidiner. Purinbaser har två ringar, medan pyrimidinbaser har en. Förutom de listade kvävebaserna innehåller RNA även andra (mest olika modifieringar av de listade), inklusive tymin, som är karakteristiskt för DNA.
Ribos är en pentos (en kolhydrat som innehåller fem kolatomer). Till skillnad från deoxiribos har den en extra hydroxylgrupp, vilket gör RNA mer aktivt i kemiska reaktioner än DNA. Som i alla nukleinsyror har pentosen i RNA en cyklisk form.
Nukleotider är sammankopplade i en polynukleotidkedja genom kovalenta bindningar mellan fosforsyrarester och ribos. En fosforsyrarest är bunden till det femte kolet i ribosen, och den andra (från den intilliggande nukleotiden) är bunden till det tredje kolet i ribosen. De kvävehaltiga baserna är fästa vid den första kolatomen i ribosen och är placerade vinkelrätt mot fosfat-pentos-ryggraden.
Kovalent kopplade nukleotider bildar RNA-molekylens primära struktur. Men i sin sekundära och tertiära struktur är RNA mycket olika, vilket är förknippat med de många funktioner de utför och förekomsten av olika typer av RNA.
Den sekundära strukturen av RNA bildas av vätebindningar mellan kvävehaltiga baser. Men i motsats till DNA, i RNA uppstår dessa bindningar inte mellan olika (två) polynukleotidkedjor, utan på grund av olika sätt att vika (öglor, knutar, etc.) av en kedja. Således är den sekundära strukturen hos RNA-molekyler mycket mer varierad än den hos DNA (där det nästan alltid är en dubbelspiral).
Strukturen hos många RNA-molekyler innebär också en tertiär struktur, när delar av molekylen som redan parats ihop på grund av vätebindningar viks. Till exempel viks en överförings-RNA-molekyl i nivå med den sekundära strukturen till en form som liknar ett klöverblad. Och på nivån av den tertiära strukturen viks den så att den blir som bokstaven G.
Ribosomalt RNA bildar komplex med proteiner (ribonukleoproteiner).
Vad är DNA och RNA? Vilka är deras funktioner och betydelse i vår värld? Vad är de gjorda av och hur fungerar de? Detta och mer behandlas i artikeln.
Vad är DNA och RNA
Biologiska vetenskaper som studerar principerna för lagring, implementering och överföring av genetisk information, strukturen och funktionerna hos oregelbundna biopolymerer tillhör molekylärbiologin.
Biopolymerer, högmolekylära organiska föreningar som bildas av nukleotidrester, är nukleinsyror. De lagrar information om en levande organism, bestämmer dess utveckling, tillväxt, ärftlighet. Dessa syror är involverade i proteinsyntesen.
Det finns två typer av nukleinsyror som finns i naturen:
- DNA - deoxiribonuklein;
- RNA är ribonuklein.
Om vad DNA är, fick världen veta 1868, när det upptäcktes i cellkärnorna hos laxleukocyter och spermier. Senare hittades de i alla djur- och växtceller, samt i bakterier, virus och svampar. År 1953 byggde J. Watson och F. Crick, som ett resultat av röntgendiffraktionsanalys, en modell bestående av två polymerkedjor som vrids i en spiral runt varandra. 1962 tilldelades dessa forskare Nobelpriset för sin upptäckt.
Deoxiribonukleinsyra
Vad är DNA? Detta är en nukleinsyra som innehåller genotypen av en individ och överför information genom nedärvning, självreproducerande. Eftersom dessa molekyler är mycket stora, finns det ett stort antal möjliga sekvenser av nukleotider. Därför är antalet olika molekyler praktiskt taget oändligt.
DNA-struktur
Dessa är de största biologiska molekylerna. Deras storlek sträcker sig från en fjärdedel i bakterier till fyrtio millimeter i mänskligt DNA, vilket är mycket större än den maximala storleken på ett protein. De består av fyra monomerer, de strukturella komponenterna i nukleinsyror - nukleotider, som inkluderar en kvävebas, en fosforsyrarest och deoxiribos.
Kvävehaltiga baser har en dubbelring av kol och kväve - puriner och en ring - pyrimidiner.
Purinerna är adenin och guanin, och pyrimidinerna är tymin och cytosin. De indikeras med stora latinska bokstäver: A, G, T, C; och i rysk litteratur - på kyrilliska: A, G, T, C. Med hjälp av en kemisk vätebindning är de anslutna till varandra, som ett resultat av vilka nukleinsyror uppträder.
I universum är det spiralen som är den vanligaste formen. Så strukturen av molekylens DNA har det också. Polynukleotidkedjan är vriden som en spiraltrappa.
Kedjor i en molekyl är riktade motsatt från varandra. Det visar sig att om i en kedja från 3 "änden till 5", så i den andra kedjan kommer orienteringen att vara tvärtom från 5 "änden till 3".
Principen om komplementaritet
Två strängar är anslutna till en molekyl av kvävehaltiga baser på ett sådant sätt att adenin har ett samband med tymin och guanin - bara med cytosin. De successiva nukleotiderna i en sträng bestämmer den andra. Denna korrespondens, som ligger till grund för uppkomsten av nya molekyler som ett resultat av replikering eller duplicering, har kommit att kallas komplementaritet.
Det visar sig att antalet adenylnukleotider är lika med antalet tymidyl och guanylnukleotider är lika med antalet cytidyl. Denna korrespondens blev känd som "Chargaff-regeln".
replikering
Processen för självreproduktion, som fortskrider under kontroll av enzymer, är DNA:s huvudegenskap.
Det hela börjar med avvecklingen av helixen tack vare DNA-polymerasenzymet. Efter att vätebindningarna har brutits syntetiseras en dotterkedja i den ena och den andra strängen, vars material är de fria nukleotiderna som finns i kärnan.
Varje DNA-sträng är mallen för en ny sträng. Som ett resultat erhålls två absolut identiska modermolekyler från en. I det här fallet syntetiseras en tråd fast, och den andra är först fragmentarisk, först sedan anslutande.
DNA-gener
Molekylen bär all viktig information om nukleotider, bestämmer placeringen av aminosyror i proteiner. En persons och alla andra organismers DNA lagrar information om dess egenskaper och skickar dem vidare till ättlingar.
En del av det är en gen - en grupp nukleotider som kodar för information om ett protein. Helheten av en cells gener bildar dess genotyp eller genom.
Gener finns på en specifik sektion av DNA. De består av ett visst antal nukleotider som är ordnade i en sekventiell kombination. Det betyder att genen inte kan ändra sin plats i molekylen, och den har ett mycket specifikt antal nukleotider. Deras sekvens är unik. Till exempel används en order för adrenalin och en annan order för insulin.
Förutom gener finns icke-kodande sekvenser i DNA. De reglerar gener, hjälper kromosomer och markerar början och slutet av en gen. Men idag är rollen för de flesta av dem okänd.
Ribonukleinsyra
Denna molekyl liknar på många sätt deoxiribonukleinsyra. Det är dock inte så stort som DNA. Och RNA består också av fyra typer av polymera nukleotider. Tre av dem liknar DNA, men istället för tymin innehåller det uracil (U eller Y). Dessutom består RNA av en kolhydrat som kallas ribos. Den största skillnaden är att helixen för denna molekyl är enkel, i motsats till dubbelhelixen i DNA.
RNA-funktioner
Ribonukleinsyrans funktioner är baserade på tre olika typer av RNA.
Information överför genetisk information från DNA till cytoplasman i kärnan. Det kallas också matris. Detta är en öppen kedja som syntetiseras i kärnan av enzymet RNA-polymeras. Trots att dess andel i molekylen är extremt låg (från tre till fem procent av cellen), har den den viktigaste funktionen - att vara en matris för proteinsyntes, som informerar om deras struktur från DNA-molekyler. Ett protein kodas av ett specifikt DNA, så deras numeriska värde är lika.
Ribosomen består huvudsakligen av cytoplasmatiska granuler - ribosomer. rRNA syntetiseras i kärnan. De står för ungefär åttio procent av hela cellen. Denna art har en komplex struktur som bildar slingor på komplementära delar, vilket leder till molekylär självorganisering till en komplex kropp. Bland dem finns det tre typer i prokaryoter och fyra i eukaryoter.
Transport fungerar som en "adapter" som radar upp aminosyrorna i polypeptidkedjan i lämplig ordning. I genomsnitt består den av åttio nukleotider. Deras cell innehåller som regel nästan femton procent. Den är designad för att transportera aminosyror dit protein syntetiseras. Det finns tjugo till sextio typer av överförings-RNA i en cell. De har alla en liknande organisation i rymden. De får en struktur som kallas ett klöverblad.
Betydelsen av RNA och DNA
När det upptäcktes vad DNA är var dess roll inte så uppenbar. Än idag, trots att mycket mer information har avslöjats, är vissa frågor obesvarade. Och några har kanske inte ens formulerats ännu.
Den välkända biologiska betydelsen av DNA och RNA är att DNA överför ärftlig information, och RNA är involverat i proteinsyntesen och kodar för proteinstrukturen.
Det finns dock versioner att denna molekyl är kopplad till vårt andliga liv. Vad är mänskligt DNA i denna mening? Den innehåller all information om honom, hans liv och ärftlighet. Metafysiker tror att upplevelsen av tidigare liv, DNA:s återställande funktioner och till och med energin från det Högre Jaget - Skaparen, Gud finns i den.
Enligt deras åsikt innehåller kedjorna koder som rör alla aspekter av livet, inklusive den andliga delen. Men viss information, till exempel om återställandet av ens kropp, finns i strukturen av kristallen i det flerdimensionella utrymme som finns runt DNA:t. Det är en dodekaeder och är minnet av all livskraft.
På grund av det faktum att en person inte belastar sig själv med andlig kunskap, är utbytet av information i DNA med ett kristallint skal mycket långsamt. För genomsnittspersonen är det bara femton procent.
Det antas att detta gjordes specifikt för att förkorta en persons liv och falla in i nivån av dualitet. Således växer en persons karmiska skuld, och den vibrationsnivå som är nödvändig för vissa enheter bibehålls på planeten.
Till skillnad från DNA består en RNA-molekyl av en enda polynukleotidkedja som är lindad på sig själv, d.v.s. bildar alla möjliga "slingor" och "hårnålar" på grund av växelverkan mellan komplementära kvävebaser (sekundär struktur). Vissa virus har dubbelsträngade RNA som bär genetisk information som liknar DNA.
Existera:
1 - budbärar-RNA (mRNA);
2 - ribosomalt RNA (rRNA);
3 - överföring av RNA (tRNA).
Ribosomalt RNA. rRNA står för 80-90 % av cellulärt RNA. Lokaliserad i ribosomer, i komplex med ribosomala proteiner. Ribosomer består av två delar och är nukleoproteiner som består av rRNA och protein i förhållandet 1:1 (för eukaryoter) och 2:1 (för prokaryoter).
Den biologiska rollen för rRNA -är den strukturella basen för ribosomer, interagerar med mRNA och tRNA i processen för proteinbiosyntes, deltar i processen att sätta ihop polypeptidkedjan.
I eukaryoter hittades 4 typer av rRNA med olika koefficienter. sedimentation: 18S (i en liten del av ribosomen), och 28S, 5.8S och 5S (svedbergs) - i en stor del av ribosomen.. De skiljer sig åt i molekylvikt (35 000-1 600 000) och lokalisering i ribosomer.
Den sekundära strukturen av rRNA kännetecknas av spiralisering av strängen på sig själv, medan den tertiära strukturen kännetecknas av dess kompakta vikning.
Messenger-RNA. Messenger-RNA utgör 2-3% av allt cellulärt RNA; mRNA syntetiseras i cellkärnan på en DNA-matris (transkriptionsprocess), och omskriver genetisk information från den enligt komplementaritetsprincipen.
DNA -A-T-G-C-
DNA -T-A-C-G-
mRNA -A-U-G-C-
mRNA:t går sedan in i cytoplasman, binder till ribosomen och fungerar som en mall för proteinbiosyntes. Varje aminosyra i mRNA motsvarar en specifik triplett (triplett) av nukleotider, som kallas kodonet för denna aminosyra. Sekvensen av kodon i mRNA-kedjan bestämmer sekvensen av aminosyror i proteinet. Det kan finnas 64 kodon totalt. Av dessa kodar 61 kodon för aminosyror och 3 kodon är terminatorkodon (terminatorkodon), som markerar slutet på proteinsyntesen. Det finns även initieringskodon som motsvarar den första aminosyran i ett protein och som oftast motsvarar aminosyran metionin.
Eftersom mRNA bär ärftlig information om proteinets primära struktur kallas det ofta budbärar-RNA(mRNA). Varje enskilt protein som syntetiseras i en cell kodas av ett visst "eget" mRNA eller dess sektion. mRNA bildar flera dubbelsträngade "hårnålar", i vars ändar det finns tecken (till exempel AAUAAAA) på initiering (början av proteinsyntes) och avslutning (slutet av proteinsyntes).
Den där. information om proteinets struktur kodas i DNA med hjälp av den genetiska koden, som är linjär, kontinuerlig, triplett, degenererad. Det är universellt.
Molekylvikten för mRNA varierar kraftigt från 35 000 till flera miljoner mRNA ansågs tidigare vara kortlivade RNA. För mikroorganismer är livslängden för mRNA några sekunder eller minuter. Men för eukaryoter kan det variera från flera timmar till flera veckor.
transport RNA. Gör upp 10-20% av cellulärt RNA.
tRNA funktioner:
1 - binder aminosyror och transporterar dem till ribosomen, där proteinsyntes sker;
2 - kodar för aminosyror;
3 - Dechiffrera den genetiska koden.
Varje tRNA kan bara bära en strikt definierad aminosyra.
tRNA är uppkallade efter aminosyrorna. Till exempel alanin tRNA. tRNA som binder samma aminosyra kallas isoacceptor och är numrerade: tRNA 1 axel, tRNA 2 axel, etc.
Den sekundära strukturen av alla tRNA är klöverbladsformad. I dess sammansättning särskiljs:
1. acceptorstam - en aminosyra är fäst vid den.
2. Pseudouridyl loop - används för att binda tRNA till ribosomen.
3. Ytterligare loop - syfte okänt.
4. Antikodonloop - innehåller ett antikodon (en triplett av nukleinrester som är komplementära till mRNA-kodonet, med dess hjälp ansluter tRNA till mRNA);
5. Dihydrouridinloop - säkerställer bindningen av tRNA till ett specifikt enzym (aminoacyl-tRNA-syntetas), som kopplar aminosyran till tRNA.
Den sekundära strukturen stabiliseras av vätebindningar mellan komplementära baser.
Den tertiära strukturen av tRNA har en oregelbunden L-form. stabiliseras av väte och andra bindningar.
Molekylärbiologi är en av de viktigaste grenarna inom biologisk vetenskap och involverar en detaljerad studie av cellerna i levande organismer och deras komponenter. Omfattningen av hennes forskning omfattar många vitala processer, såsom födelse, andning, tillväxt, död.
Den ovärderliga upptäckten av molekylärbiologin var dechiffreringen av den genetiska koden för högre varelser och bestämningen av cellens förmåga att lagra och överföra genetisk information. Huvudrollen i dessa processer tillhör nukleinsyror, som i naturen kännetecknas av två typer - DNA och RNA. Vad är dessa makromolekyler? Vad är de gjorda av och vilka biologiska funktioner har de?
Vad är DNA?
DNA står för deoxiribonukleinsyra. Det är en av cellens tre makromolekyler (de andra två är proteiner och ribonukleinsyra), vilket säkerställer bevarande och överföring av den genetiska koden för organismers utveckling och aktivitet. Enkelt uttryckt är DNA bärare av genetisk information. Den innehåller genotypen av en individ, som har förmågan att reproducera sig själv och överför information genom arv.
Som ett kemiskt ämne isolerades syra från celler redan på 1860-talet, men fram till mitten av 1900-talet antog ingen att den var kapabel att lagra och överföra information. 
Under lång tid trodde man att dessa funktioner utförs av proteiner, men 1953 kunde en grupp biologer avsevärt utöka förståelsen av molekylens väsen och bevisa DNA:s primära roll i bevarandet och överföringen av genotypen . Upptäckten var århundradets upptäckt och forskare fick Nobelpriset för sitt arbete.
Vad består DNA av?
DNA är den största av biologiska molekyler och består av fyra nukleotider, bestående av en fosforsyrarest. Strukturellt är syran ganska komplex. Dess nukleotider är sammankopplade av långa kedjor, som kombineras i par till sekundära strukturer - dubbla helixar.
DNA tenderar att skadas av strålning eller olika oxiderande ämnen, vilket gör att en mutationsprocess sker i molekylen. En syras funktion beror direkt på dess interaktion med en annan molekyl - proteiner. Interagerar med dem i cellen och bildar ämnet kromatin, inom vilket information realiseras.
Vad är RNA?
RNA är en ribonukleinsyra som innehåller kvävehaltiga baser och fosforsyrarester. 
Det finns en hypotes om att det är den första molekylen som förvärvade förmågan att självreproducera sig tillbaka i eran av bildandet av vår planet - i prebiologiska system. RNA ingår fortfarande i arvsmassan hos enskilda virus, och spelar i dem den roll som DNA spelar i högre varelser.
Ribonukleinsyra består av 4 nukleotider, men istället för en dubbelhelix, som i DNA, är dess kedjor sammankopplade med en enda kurva. Nukleotider innehåller ribos, som är aktivt involverad i ämnesomsättningen. Beroende på förmågan att koda för ett protein delas RNA in i matris och icke-kodande.
Den första fungerar som ett slags mellanhand i överföringen av kodad information till ribosomer. De senare kan inte koda för proteiner, men har andra möjligheter - translation och ligering av molekyler.
Hur skiljer sig DNA från RNA?
I sin kemiska sammansättning är syror mycket lika varandra. Båda är linjära polymerer och är en N-glykosid skapad av sockerrester med fem kolatomer. Skillnaden mellan dem är att sockerresten av RNA är ribos, en monosackarid från pentosgruppen, som är lättlöslig i vatten. Sockerresten i DNA är deoxiribos, eller ett derivat av ribos, som har en något annorlunda struktur. 
Till skillnad från ribos, som bildar en ring med 4 kolatomer och 1 syreatom, ersätts den andra kolatomen i deoxiribos med väte. En annan skillnad mellan DNA och RNA är deras storlek - större. Dessutom, bland de fyra nukleotiderna som utgör DNA, är en en kvävebas som kallas tymin, medan i RNA, istället för tymin, finns dess variant, uracil, närvarande.
