Structura și funcția ADN și ARN (Tabel)

Este bine cunoscut faptul că toate formele de materie vie, de la virusuri la animale foarte bine organizate (inclusiv oameni), au un aparat ereditar unic. Acesta este reprezentat de molecule de două tipuri acizi nucleici: dezoxiribonucleici și ribonucleici.

După cum sa dovedit, proprietățile acizilor nucleici, deși au anumite trăsături comune, diferă însă în multe privințe. Prin urmare, comparăm funcțiile ADN și ARN, efectuate de acești biopolimeri în celulele diferitelor grupe de organisme. Tabelul prezentat în lucrare va ajuta la înțelegerea diferenței fundamentale a acestora.

Acizi nucleici - biopolimeri complexe

Descoperiri în domeniul biologiei moleculare care au apărut la începutul secolului XX, în particular, transcrierea structurii acidului dezoxiribonucleic, impuls pentru dezvoltarea citologie moderne, genetica, biotehnologie și inginerie genetică. Din punctul de vedere al ADN-ului și ARN-chimiei organice sunt substanțe cu masă moleculară mare care constă din unități repetitive - monomeri, de asemenea, numite nucleotide. Se știe că ele sunt legate între ele, formând lanțuri capabile de auto-organizare spațială.

Astfel de macromolecule de ADN se leagă adesea de proteinele speciale care au proprietăți speciale numite histone. Complexele de nucleotide formează structuri speciale - nucleozomi, care, la rândul lor, fac parte din cromozomi. Acizii nucleici pot fi găsiți atât în ​​nucleu, cât și în citoplasma celulei, fiind prezenți în unele dintre organele sale, de exemplu, mitocondriile sau cloroplastele.

Structura spațială a substanței eredității

Pentru a înțelege funcțiile ADN și ARN, trebuie să înțelegeți în detaliu caracteristicile structurii lor. Ca și proteinele, acizii nucleici, mai multe niveluri de organizare a macromoleculelor sunt inerente. Structura primară este reprezentată de lanțurile polinucleotidice, configurațiile secundare și terțiare se auto-contractă datorită tipului de legătură covalentă emergentă. Un rol deosebit în menținerea formei spațiale a moleculelor aparține legăturilor de hidrogen, precum și forțele de interacțiune van der Waals. Ca rezultat, se formează o structură compactă de ADN, numită super-helix.

Monomeri ai acizilor nucleici

Structura și funcțiile ADN, ARN, proteine ​​și alți polimeri organici depind atât de compoziția calitativă cât și de cea cantitativă a macromoleculelor lor. Ambele tipuri de acizi nucleici constau din elemente structurale numite nucleotide. După cum se știe din cursul chimiei, structura unei substanțe îi afectează în mod necesar funcția. ADN și ARN nu fac excepție. Se pare că tipul de acid în sine și rolul acestuia în celulă depind de compoziția nucleotidelor. Fiecare monomer conține trei părți: o bază de azot, un carbohidrat și un reziduu de acid ortofosforic. Există patru tipuri de baze azotate pentru ADN: adenină, guanină, timină și citozină. În moleculele ARN, acestea vor fi, respectiv, adenină, guanină, citozină și uracil. Carbohidrații sunt reprezentați de diferite tipuri de pentoză. În acidul ribonucleic este riboza și în ADN - forma deoxigenată, numită deoxiriboză.

Caracteristici ale acidului dezoxiribonucleic

În primul rând, vom examina structura și funcțiile ADN-ului. ARN, care are o configurație spațială mai simplă, va fi studiat de noi în secțiunea următoare. Astfel, două catene de polinucleotidă sunt ținute împreună prin repetarea repetată a legăturilor de hidrogen formate între bazele azotate. În perechea "adenintimină" există două, iar în perechea "guanină - citozină" - trei legături de hidrogen.

Corespondența conservatoare a bazelor de purină și pirimidină a fost descoperită de E. Churgaff și a fost numită principiul complementarității. Într-un singur lanț, nucleotidele sunt legate împreună prin legături fosfodiestere formate între pentoză și restul de acid ortofosforic dintr-o serie de nucleotide localizate. Forma spirală a ambelor lanțuri este menținută de legăturile de hidrogen care apar între atomii de hidrogen și oxigen din nucleotidă. Structura superioară - superioară - este caracteristică ADN-ului nuclear al celulelor eucariote. În această formă, este prezentă în cromatină. Cu toate acestea, bacteriile și virusurile care conțin ADN au acid deoxiribonucleic, care nu este asociat cu proteine. Acesta este reprezentat de o formă inelară și se numește plasmidă.

Același tip de ADN are mitocondriile și cloroplastele - organele de celule vegetale și animale. În continuare, vom afla care este diferența dintre funcțiile ADN și ARN. Tabelul de mai jos ne va arăta aceste diferențe în structura și proprietățile acizilor nucleici.

Acid ribonucleic

Molecula de ARN constă dintr-o singură catenă polinucleotidică (cu excepția structura dublu catenară a unor virusuri) care pot fi atât în ​​nucleu și în citoplasmă celulei. Există mai multe tipuri de acizi ribonucleici, care diferă în structură și proprietăți. Astfel, ARN-ul de informare are cea mai mare greutate moleculară. Este sintetizat în nucleul unei celule pe unul dintre gene. Sarcina ARNm este de a transfera informații despre compoziția de proteine ​​de la nucleu la citoplasmă. Forma de transport a acidului nucleic atașează monomerii proteinelor - aminoacizii - și le transmite la locul de biosinteză.

În final, ARN ribozomal se formează în nucleol și participă la sinteza proteinelor. După cum puteți vedea, funcțiile ADN și ARN în metabolismul celular sunt diverse și foarte importante. Ele vor depinde, în primul rând, de celulele a căror organisme sunt moleculele substanței eredității. Deci, acidul ribonucleic virus poate fi un purtător de informație genetică, în timp ce în celulele organismelor eucariote această capacitate nu are decât acidul dezoxiribonucleic.

Funcțiile ADN și ARN în organism

Prin valoarea lor, acizii nucleici, împreună cu proteinele, sunt cei mai importanți compuși organici. Ei păstrează și transmit proprietățile și atributele ereditare de la părinți la descendenți. Să determinăm diferența dintre funcțiile ADN și ARN. Tabelul de mai jos va arăta aceste diferențe în detaliu.

Care sunt caracteristicile substanței eredității virusurilor?

Acizii nucleici ai virusurilor pot avea forma de spirale sau inele cu o singură și dublă catenară. Conform clasificării lui D. Baltimore, aceste obiecte ale microproceselor conțin molecule de ADN compuse din una sau două lanțuri. Primul grup include patogeni herpetici și adenovirusuri, iar al doilea grup include, de exemplu, parvovirusuri.

Funcțiile virusuri ADN și ARN constau în penetrarea proprie informații genetice într-o celulă, reacțiile de replicare molecule care transporta acid nucleic viral și asamblarea particulelor proteice în ribozomii celulei gazdă. Ca urmare, întregul metabolism celular este complet subordonat paraziților, care, multiplicând rapid, conduc celula la moarte.

Anticorpii care conțin ARN

În virologie, o diviziune a acestor organisme în mai multe grupuri este obișnuită. Astfel, prima include specii numite ARN monocatenar (+). Acidul nucleic are aceleași funcții ca și ARN-ul de informații al celulelor eucariote. Celălalt grup include ARN monocatenar (-). Mai întâi, cu moleculele lor, apare transcripția, conducând la apariția moleculelor (+) ARN și, la rândul lor, servesc drept matrice pentru asamblarea proteinelor virale.

Pe baza tuturor celor de mai sus, pentru toate organismele, inclusiv virușii, funcțiile ADN și ARN se caracterizează pe scurt după cum urmează: stocarea trăsăturilor ereditare și a proprietăților organismului și transferarea ulterioară la descendenții lor.