Ang molecular biology ay isa sa pinakamahalagang sangay ng biological sciences at nagsasangkot ng detalyadong pag-aaral ng mga selula ng mga buhay na organismo at ang kanilang mga bahagi. Kasama sa saklaw ng kanyang pananaliksik ang maraming mahahalagang proseso tulad ng kapanganakan, paghinga, paglaki, kamatayan.
Ang isang napakahalagang pagtuklas ng molecular biology ay ang pag-decipher ng genetic code ng mas mataas na nilalang at ang pagpapasiya ng kakayahan ng cell na mag-imbak at magpadala ng genetic na impormasyon. Ang pangunahing papel sa mga prosesong ito ay kabilang sa mga nucleic acid, kung saan sa kalikasan mayroong dalawang uri - DNA at RNA. Ano ang mga macromolecule na ito? Ano ang mga ito at anong mga biological function ang kanilang ginagawa?
Ano ang DNA?
Ang DNA ay kumakatawan sa deoxyribonucleic acid. Ito ay isa sa tatlong macromolecules ng cell (ang iba pang dalawa ay mga protina at ribonucleic acid), na nagsisiguro sa pangangalaga at paghahatid ng genetic code para sa pag-unlad at aktibidad ng mga organismo. Sa simpleng salita, ang DNA ay ang carrier ng genetic information. Naglalaman ito ng genotype ng isang indibidwal, na may kakayahang magparami ng sarili nito at nagpapadala ng impormasyon sa pamamagitan ng mana.
Bilang isang kemikal na sangkap, ang acid ay nahiwalay sa mga selula noong 1860s, ngunit hanggang sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, walang sinuman ang nag-isip na ito ay may kakayahang mag-imbak at magpadala ng impormasyon. 
Sa loob ng mahabang panahon ay pinaniniwalaan na ang mga pag-andar na ito ay ginagampanan ng mga protina, ngunit noong 1953 ang isang pangkat ng mga biologist ay nakapagpalawak ng makabuluhang pag-unawa sa kakanyahan ng molekula at patunayan ang pangunahing papel ng DNA sa pangangalaga at paghahatid ng genotype. . Ang pagtuklas ay naging pagtuklas ng siglo, at ang mga siyentipiko ay tumanggap ng Nobel Prize para sa kanilang trabaho.
Ano ang binubuo ng DNA?
Ang DNA ang pinakamalaki sa mga biyolohikal na molekula at binubuo ng apat na nucleotides na binubuo ng isang residue ng phosphoric acid. Sa istruktura, ang acid ay medyo kumplikado. Ang mga nucleotide nito ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mahabang kadena, na pinagsama sa mga pares sa pangalawang istruktura - double helices.
Ang DNA ay may posibilidad na masira ng radiation o iba't ibang mga oxidizing substance, dahil sa kung saan ang proseso ng mutation ay nangyayari sa molekula. Ang paggana ng acid ay direktang nakasalalay sa pakikipag-ugnayan nito sa isa pang molekula - mga protina. Sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa kanila sa cell, ito ay bumubuo ng sangkap na chromatin, kung saan ang impormasyon ay natanto.
Ano ang RNA?
Ang RNA ay isang ribonucleic acid na naglalaman ng nitrogenous bases at phosphoric acid residues. 
Mayroong isang hypothesis na ito ang unang molekula na nakakuha ng kakayahang magparami ng sarili nito pabalik sa panahon ng pagbuo ng ating planeta - sa mga pre-biological system. Ang RNA ay kasama pa rin sa mga genome ng mga indibidwal na mga virus ngayon, na tinutupad ang papel sa kanila na ginagampanan ng DNA sa mas mataas na mga nilalang.
Ang ribonucleic acid ay binubuo ng 4 na nucleotides, ngunit sa halip na isang double helix, tulad ng sa DNA, ang mga kadena nito ay konektado sa pamamagitan ng isang solong kurba. Ang mga nucleotide ay naglalaman ng ribose, na aktibong kasangkot sa metabolismo. Depende sa kanilang kakayahang mag-encode ng protina, ang RNA ay nahahati sa template at non-coding.
Ang una ay gumaganap bilang isang uri ng tagapamagitan sa paglilipat ng naka-encode na impormasyon sa mga ribosom. Ang huli ay hindi maaaring mag-encode ng mga protina, ngunit may iba pang mga kakayahan - pagsasalin at ligation ng mga molekula.
Paano naiiba ang DNA sa RNA?
Sa kanilang kemikal na komposisyon, ang mga acid ay halos magkapareho sa bawat isa. Parehong mga linear polymers at mga N-glycoside na nilikha mula sa limang-carbon na residu ng asukal. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay ang nalalabi sa asukal ng RNA ay ribose, isang monosaccharide mula sa pangkat ng pentose, madaling natutunaw sa tubig. Ang nalalabi ng asukal sa DNA ay deoxyribose, o isang derivative ng ribose, na may bahagyang naiibang istraktura. 
Hindi tulad ng ribose, na bumubuo ng isang singsing ng 4 na carbon atoms at 1 oxygen atom, sa deoxyribose ang pangalawang carbon atom ay pinalitan ng hydrogen. Ang isa pang pagkakaiba sa pagitan ng DNA at RNA ay ang kanilang laki - mas malaki. Bilang karagdagan, kabilang sa apat na nucleotides na kasama sa DNA, ang isa ay isang nitrogenous base na tinatawag na thymine, habang sa RNA, sa halip na thymine, mayroong isang bersyon nito - uracil.
Pangunahing istraktura ng RNA – ang pagkakasunud-sunod ng paghalili ng ribonucleoside monophosphates sa polynucleotide chain. Sa RNA, tulad ng sa DNA, ang mga nucleotide ay naka-link sa isa't isa sa pamamagitan ng 3",5" phosphodiester bond. Ang mga dulo ng RNA polynucleotide chain ay hindi pareho. Sa isang dulo mayroong isang phosphorylated OH group ng 5" carbon atom, sa kabilang dulo mayroong isang OH group ng 3" carbon atom ng ribose, samakatuwid ang mga dulo ay tinatawag na 5" at 3" na dulo ng RNA chain .
Pangalawang istraktura ng RNA
Ang isang ribonucleic acid molecule ay binubuo ng isang polynucleotide chain. Ang mga indibidwal na seksyon ng kadena ng RNA ay bumubuo ng mga helical loop - "mga hairpins", dahil sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pantulong na nitrogenous na base A-U at G-C. Ang mga bahagi ng RNA chain sa naturang helical na istruktura ay antiparallel, ngunit hindi palaging ganap na komplementaryo; naglalaman ang mga ito ng mga unpared nucleotide residues o kahit na single-stranded na mga loop na hindi magkasya sa double helix. Ang pagkakaroon ng mga helical na rehiyon ay katangian ng lahat ng uri ng RNA.
Tertiary na istraktura ng RNA
Ang mga single-stranded RNA ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang compact at ordered tertiary structure, na lumitaw sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga helical na elemento ng pangalawang istraktura. Kaya, posible na bumuo ng karagdagang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nalalabi ng nucleotide na sapat na malayo sa isa't isa, o mga bono sa pagitan ng mga pangkat ng OH ng mga residu at base ng ribose. Ang tertiary na istraktura ng RNA ay nagpapatatag ng mga divalent na metal ions, tulad ng mga Mg ions 2+ , nagbubuklod hindi lamang sa mga grupo ng pospeyt, kundi pati na rin sa mga base.
Mga pangunahing uri ng RNA
Mayroong 3 uri ng ribonucleic acid sa cytoplasm ng mga cell - transfer RNA (tRNA), messenger RNA (mRNA) at ribosomal RNA (rRNA). Nag-iiba sila sa pangunahing istraktura, timbang ng molekular, conformation, tagal ng buhay at, higit sa lahat, functional na aktibidad.
http :// www . biochemistry . ru / biohimija _ severina / B 5873 Bahagi 25-141. html
Mga pamamaraan para sa pagtukoy ng pangunahin at pangalawang istraktura ng mga nucleic acid
Pagsusunod-sunod ay ang pangkalahatang pangalan para sa mga pamamaraan na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang pagkakasunud-sunod ng mga nucleotide sa isang molekula ng DNA. Sa kasalukuyan ay walang paraan ng pagkakasunud-sunod na gumagana para sa isang buong molekula ng DNA; lahat sila ay gumagana tulad nito: una, ang isang malaking bilang ng mga maliliit na seksyon ng DNA ay inihanda (ang molekula ng DNA ay na-clone ng maraming beses at "pinutol" sa mga random na lugar), at pagkatapos ay ang bawat seksyon ay basahin nang hiwalay.
Ang pag-clone ay nangyayari sa pamamagitan lamang ng pagpapalaki ng mga cell sa isang Petri dish, o (sa mga kaso kung saan ito ay magiging masyadong mabagal o sa ilang kadahilanan ay hindi gagana) gamit ang tinatawag na polymerase chain reaction. Sa madaling sabi at hindi tumpak, ito ay gumagana tulad nito: una, ang DNA ay na-denatured, i.e. masira ang mga bono ng hydrogen upang bumuo ng mga indibidwal na hibla. Ang tinatawag na mga primer ay pagkatapos ay nakakabit sa DNA; ang mga ito ay maiikling seksyon ng DNA kung saan maaaring ilakip ang DNA polymerase - isang tambalan na, sa katunayan, ay kasangkot sa pagkopya (pagtitiklop)Mga hibla ng DNA. Sa susunod na yugto, kinokopya ng polymerase ang DNA, pagkatapos kung saan ang proseso ay maaaring ulitin: pagkatapos ng isang bagong denaturation, magkakaroon ng dalawang beses sa maraming mga indibidwal na mga hibla, sa ikatlong ikot - apat na beses, at iba pa.
Ang lahat ng mga epektong ito ay pangunahing nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura ng pinaghalong DNA, mga primer at polymerase; Para sa aming mga layunin, mahalaga na ito ay isang medyo tumpak na proseso, ang mga error ay bihira, at ang output ay isang malaking bilang ng mga kopya ng mga seksyon ng parehong DNA. Ang iba't ibang paraan ng pagkakasunud-sunod ay naiiba sa isa't isa hindi sa mga paraan ng pag-clone, ngunit sa kung paano nila binasa ang nagresultang "sopas" ng maraming kopya ng parehong DNA.
Paraan ng hybridization ng DNA-DNA ay batay sa katotohanan na ang katatagan ng mga duplex ng DNA-DNA sa isang tiyak na temperatura ay nakasalalay sa bilang ng mga nucleotide na bumubuo ng mga pantulong na pares. Malinaw na ang bilang ng mga pantulong na nucleotides sa isang duplex kung saan ang parehong mga hibla ay nagmula sa parehong molekula ng DNA (i.e. sa mga homoduplexes) ay 100%. Kung ang parehong mga strand ay may magkaibang pinagmulan (heteroduplex), kung gayon, depende sa bilang ng mga mutasyon na naganap, ang bilang ng mga komplementaryong pares ay magiging mas mababa sa 100%. Alinsunod dito, ang mga heteroduplex ay dapat mabulok (matunaw) sa mas mababang temperatura kaysa sa mga homoduplex. Bukod dito, mas mababa ang temperatura ng pagkatunaw, mas malaki ang mga pagkakaiba sa dalawang pagkakasunud-sunod. Ang katatagan ng temperatura ng hybrid DNA ay tinutukoy ng temperatura kung saan ang 50% ng hybrid na DNA ay nahiwalay sa isang solong-stranded na anyo. Ang temperaturang ito ay inihambing sa average na 50% na temperatura ng pagkatunaw ng mga homoduplex ng parehong uri ng mga pagkakasunud-sunod na kasangkot sa pagbuo ng heteroduplex, ang temperatura na ito ay karaniwang itinalagang Tm. Ang pagkakaiba sa pagitan ng median na temperatura ng pagkatunaw ng hetero- at homoduplexes ay tinutukoy bilang dTm. Ang isang linear na pagdepende ng dTm sa bilang ng mga hindi magkapares na base ay ipinapakita (Britten et. al., 1974): p=cdTm. Ang pare-parehong c ay karaniwang tinutukoy ng mga pang-eksperimentong kundisyon at karaniwang nag-iiba mula 0.01 hanggang 0.015. Ang pagtukoy ng dTm ay nangangailangan ng malaking bilang ng mga pag-uulit, dahil malaking experimental error.
Ang pangunahing pag-aari ng DNA ay ang kakayahang magtiklop.
http :// postscience . ru / longreads /468
1.9. DNA replication, transcription, translation, reverse transcription. Pagpapalakas ng DNA. Biosynthesis ng protina, amino acid code. Organisasyon ng mga gene, istraktura ng mga gene sa pro- at eukaryotes, konsepto ng cloning.
Pagtitiklop ay isang proseso ng self-duplication ng mga molekula ng DNA na nangyayari sa ilalim ng kontrol ng mga enzyme. Nangyayari ang pagtitiklop bago ang bawat dibisyong nuklear. Nagsisimula ito sa helix ng DNA na pansamantalang humiwalay sa ilalim ng pagkilos ng enzyme DNA polymerase. Sa bawat isa sa mga kadena na nabuo pagkatapos ng pagkalagot ng mga bono ng hydrogen, ang isang anak na babae na DNA strand ay na-synthesize ayon sa prinsipyo ng complementarity. Ang materyal para sa synthesis ay mga libreng nucleotide na naroroon sa nucleus.
Scheme ng pagtitiklop ng DNA
Kaya, ang bawat polynucleotide chain ay gumaganap bilang isang template para sa isang bagong komplementaryong chain (samakatuwid, ang proseso ng pagdodoble ng mga molekula ng DNA ay nabibilang sa mga reaksyon ng synthesis ng template). Ang resulta ay dalawang molekula ng DNA, na ang bawat isa ay may isang kadena na natitira mula sa magulang na molekula (kalahati), at ang iba pang bagong synthesize. Bukod dito, ang isang bagong kadena ay na-synthesize ng tuluy-tuloy, at ang pangalawa - una sa anyo ng mga maikling fragment, na pagkatapos ay tinahi sa isang mahabang kadena ng isang espesyal na enzyme - DNA ligase. Bilang resulta ng pagtitiklop, ang dalawang bagong molekula ng DNA ay eksaktong kopya ng orihinal na molekula.
Biyolohikal na kahulugan ng pagtitiklop ay binubuo sa tumpak na paglilipat ng namamana na impormasyon mula sa selula ng ina sa mga selulang anak na babae, na nangyayari sa panahon ng paghahati ng mga selulang somatic.
http :// sbio . impormasyon / pahina . php ? id =11
Panitikan:
1) N. Green, W. Stout, D. Taylor - Biology.
2) Z.A. Shabarova at A.A. Bogdanov - Chemistry ng mga nucleic acid at ang kanilang mga polimer.
3) A.P. Pekhov - Biology at pangkalahatang genetika.
4) A. Mickelson – Chemistry ng mga nucleoside at nucleotides.
5) Z. Hauptmann, J. Graefe, H. Remane – Organic na kimika
Transkripsyon ay isang proseso ng synthesisRNAgamitDNAbilang isang matrix, na nangyayari sa lahat ng nabubuhay na selula. Sa madaling salita, ito ay ang paglipat ng genetic na impormasyon mula sa DNA patungo sa RNA.
Transkripsyoncatalyzed enzymeRNA polymerase na umaasa sa DNA. Ang proseso ng RNA synthesis ay nagpapatuloy sa direksyon mula sa 5" hanggang 3" na dulo, iyon ay, kasama ang DNA template strandRNA polymerasegumagalaw sa direksyon na 3" - 5".
Ang transkripsyon ay binubuo ng mga yugto ng pagsisimula, pagpahaba at pagwawakas. Ang yunit ng transkripsyon ay ang transcripton, isang fragment ng isang molekula ng DNA na binubuo ng isang promoter, isang na-transcribe na bahagi, at isang terminator.
Pagsisimula ng transkripsyon ay isang kumplikadong proseso na nakasalalay sa pagkakasunud-sunod ng DNA na malapit sa na-transcribe na pagkakasunud-sunod (atmga eukaryotemula rin sa mas malalayong bahagi ng genome -mga enhancerAtmga silencer) at sa pagkakaroon o kawalan ng iba't-ibangmga kadahilanan ng protina.
Pagpahaba ng transkripsyon
Ang sandali kung saan ang RNA polymerase ay lumipat mula sa pagsisimula ng transkripsyon hanggang sa pagpahaba ay hindi tiyak na tinutukoy. Tatlong pangunahing biochemical na kaganapan ang nagpapakilala sa paglipat na ito sa kaso ng RNA polymerasecoli: sigma factor department, unapagsasalinmga molekulaenzymekasama ang matrix at malakas na pag-stabilize ng transcription complex, na, bilang karagdagan sa RNA polymerase, kasama ang lumalaking RNA chain at na-transcribe na DNA. Ang parehong phenomena ay katangian din ng eukaryotic RNA polymerases. Ang paglipat mula sa pagsisimula hanggang sa pagpahaba ay sinamahan ng pagkasira ng mga bono sa pagitan ng enzyme,tagataguyod, mga kadahilanan sa pagsisimula ng transkripsyon, at sa ilang mga kaso - ang paglipat ng RNA polymerase sa isang estado ng kakayahan sa pagpahaba. Ang yugto ng pagpahaba ay nagtatapos pagkatapos mailabas ang lumalaking transcript atpaghihiwalayenzyme mula sa matrix (pagwawakas).
Sa yugto ng pagpahaba saDNAhumigit-kumulang 18 pares na walang tirintasnucleotides. Humigit-kumulang 12 nucleotides ng DNA template strand ang bumubuo ng hybrid helix na may lumalagong dulo ng RNA strand. Habang ang RNA polymerase ay gumagalaw sa template, ang pag-unwinding ng DNA double helix ay nangyayari sa unahan nito, at ang pagpapanumbalik ng DNA double helix ay nangyayari sa likod nito. Kasabay nito, ang susunod na link ng lumalaking RNA chain ay inilabas mula sa complex na may template at RNA polymerase. Ang mga paggalaw na ito ay dapat na sinamahan ng kamag-anak na pag-ikot ng RNA polymerase at DNA.
Tumutukoy sa mga nucleic acid. Ang mga molekula ng RNA polymer ay mas maliit kaysa sa DNA. Gayunpaman, depende sa uri ng RNA, ang bilang ng mga nucleotide monomer na kasama sa kanila ay nag-iiba.
Ang RNA nucleotide ay naglalaman ng ribose bilang asukal, at adenite, guanine, uracil, at cytosine bilang nitrogenous base. Ang Uracil ay malapit sa istraktura at mga kemikal na katangian sa thymine, na karaniwan sa DNA. Sa mga mature na molekula ng RNA, maraming mga nitrogenous na base ang binago, kaya sa katotohanan mayroong maraming iba pang mga uri ng nitrogenous base sa RNA.
Ang Ribose, hindi tulad ng deoxyribose, ay may karagdagang -OH group (hydroxyl). Ang sitwasyong ito ay nagpapahintulot sa RNA na mas madaling makapasok sa mga reaksiyong kemikal.
Ang pangunahing pag-andar ng RNA sa mga selula ng mga nabubuhay na organismo ay maaaring tawaging pagpapatupad ng genetic na impormasyon. Ito ay salamat sa iba't ibang uri ng ribonucleic acid na ang genetic code ay binabasa (na-transcribe) mula sa DNA, pagkatapos kung saan ang mga polypeptide ay synthesize sa batayan nito (naganap ang pagsasalin). Kaya, kung ang DNA ang pangunahing responsable para sa pag-iimbak at pagpapadala ng genetic na impormasyon mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon (ang pangunahing proseso ay pagtitiklop), pagkatapos ay ipinapatupad ng RNA ang impormasyong ito (transkripsyon at mga proseso ng pagsasalin). Sa kasong ito, ang transkripsyon ay nangyayari sa DNA, kaya ang prosesong ito ay nalalapat sa parehong uri ng mga nucleic acid, at pagkatapos ay mula sa puntong ito ng view maaari nating sabihin na ang DNA ay responsable din para sa pagpapatupad ng genetic na impormasyon.
Sa mas malapit na pagsusuri, ang mga pag-andar ng RNA ay mas magkakaibang. Ang isang bilang ng mga molekula ng RNA ay gumaganap ng istruktura, catalytic at iba pang mga function.
Mayroong tinatawag na RNA world hypothesis, ayon sa kung saan, sa simula, ang mga molekula ng RNA lamang ang kumilos bilang mga carrier ng genetic na impormasyon sa buhay na kalikasan, habang ang iba pang mga molekula ng RNA ay nag-catalyzed ng iba't ibang mga reaksyon. Ang hypothesis na ito ay nakumpirma ng isang bilang ng mga eksperimento na nagpapakita ng posibleng ebolusyon ng RNA. Ito ay ipinahiwatig din ng katotohanan na ang isang bilang ng mga virus ay may isang molekula ng RNA bilang isang nucleic acid na nag-iimbak ng genetic na impormasyon.
Ayon sa RNA world hypothesis, ang DNA ay lumitaw nang maglaon sa proseso ng natural na pagpili bilang isang mas matatag na molekula, na mahalaga para sa pag-iimbak ng genetic na impormasyon.
May tatlong pangunahing uri ng RNA (may iba pa bukod sa kanila): template (kilala rin bilang messenger), ribosomal at transport. Ang mga ito ay itinalaga, ayon sa pagkakabanggit, bilang mRNA (o mRNA), rRNA, at tRNA.
Messenger RNA (mRNA)
Halos lahat ng RNA ay na-synthesize mula sa DNA sa panahon ng transkripsyon. Gayunpaman, ang transkripsyon ay madalas na tinutukoy bilang ang synthesis ng messenger RNA (mRNA). Ito ay dahil sa ang katunayan na ang nucleotide sequence ng mRNA ay kasunod na matukoy ang amino acid sequence ng protina na synthesize sa panahon ng pagsasalin.
Bago ang transkripsyon, ang mga strands ng DNA ay nakakarelaks, at sa isa sa mga ito, sa tulong ng isang kumplikadong mga protina-enzymes, ang RNA ay synthesized ayon sa prinsipyo ng complementarity, tulad ng nangyayari sa panahon ng pagtitiklop ng DNA. Sa tapat lamang ng DNA adenine, isang nucleotide na naglalaman ng uracil, at hindi thymine, ang nakakabit sa molekula ng RNA.
Sa katunayan, hindi ang tapos na messenger RNA ang na-synthesize sa DNA, ngunit ang hinalinhan nito, ang pre-mRNA. Ang precursor ay naglalaman ng mga seksyon ng pagkakasunud-sunod ng nucleotide na hindi nagko-code para sa isang protina at kung saan, pagkatapos ng synthesis ng pre-mRNA, ay na-excised na may partisipasyon ng maliliit na nuclear at nucleolar RNAs ("karagdagang" mga uri ng RNA). Ang mga umuurong na lugar na ito ay tinatawag mga intron. Ang natitirang bahagi ng mRNA ay tinatawag mga exon. Matapos alisin ang mga intron, ang mga exon ay pinagsama-sama. Ang proseso ng pag-alis ng mga intron at pagsali sa mga exon ay tinatawag paghihiwalay. Ang isang kumplikadong tampok ay ang mga intron ay maaaring putulin sa iba't ibang paraan, na nagreresulta sa iba't ibang mga natapos na mRNA na magsisilbing mga template para sa iba't ibang mga protina. Kaya, tila ang isang DNA gene ay maaaring gumanap ng papel ng ilang mga gene.
Dapat tandaan na ang splicing ay hindi nangyayari sa mga prokaryotic na organismo. Karaniwan, ang kanilang mRNA ay handa na para sa pagsasalin kaagad pagkatapos ng synthesis sa DNA. Nangyayari na habang ang dulo ng molekula ng mRNA ay isinasalin pa rin, ang mga ribosom ay nakaupo na sa simula nito, na nag-synthesize ng protina.
Kapag ang pre-mRNA ay naging messenger RNA at nasa labas ng nucleus, ito ay nagiging template para sa polypeptide synthesis. Kasabay nito, ang mga ribosom ay "naka-attach" dito (hindi kaagad, ang ilan ay lilitaw muna, isa pa - pangalawa, atbp.). Ang bawat isa ay nag-synthesize ng sarili nitong kopya ng protina, ibig sabihin, ilang magkaparehong molekula ng protina ang maaaring ma-synthesize sa isang molekula ng RNA nang sabay-sabay (malinaw na ang bawat isa ay nasa sarili nitong yugto ng synthesis).
Ang ribosome, na gumagalaw mula sa simula ng mRNA hanggang sa dulo nito, ay nagbabasa ng tatlong nucleotides sa isang pagkakataon (bagaman maaari itong tumanggap ng anim, ibig sabihin, dalawang codon) at nakakabit ng kaukulang transfer RNA (na mayroong isang anticodon na katumbas ng codon), sa na ikinakabit ng kaukulang amino acid. Pagkatapos nito, sa tulong ng aktibong sentro ng ribosome, ang dating synthesized na bahagi ng polypeptide, na konektado sa nakaraang tRNA, ay, kumbaga, "nailipat" (isang peptide bond ay nabuo) papunta sa amino acid na nakakabit sa ang bagong dating na tRNA. Kaya, ang molekula ng protina ay unti-unting tumataas sa laki.
Kapag hindi na kailangan ang messenger RNA molecule, sinisira ito ng cell.
Ilipat ang RNA (tRNA)
Ang paglipat ng RNA ay isang medyo maliit (ayon sa mga pamantayan ng polimer) na molekula (ang bilang ng mga nucleotides ay nag-iiba, sa average na halos 80), sa pangalawang istraktura ay may hugis ng isang dahon ng klouber, sa tertiary na istraktura ay nakatiklop ito sa isang bagay na katulad ng titik. G.
Ang function ng tRNA ay upang ikabit sa sarili nito ang amino acid na naaayon sa anticodon nito. Kasunod nito, kumokonekta ito sa ribosome na matatagpuan sa mRNA codon na naaayon sa anticodon at "inilipat" ang amino acid na ito. Upang buod, maaari nating sabihin na ang paglipat ng RNA ay nagdadala (kaya't ito ay transportasyon) mga amino acid sa site ng synthesis ng protina.
Gumagamit lamang ng humigit-kumulang 20 amino acid ang nabubuhay na kalikasan sa Earth upang mag-synthesize ng iba't ibang molekula ng protina (sa katunayan, marami pang amino acid). Ngunit dahil, ayon sa genetic code, mayroong higit sa 60 codon, ang bawat amino acid ay maaaring tumutugma sa ilang mga codon (sa katunayan, ang ilan ay higit pa, ang ilan ay mas kaunti). Kaya, mayroong higit sa 20 mga uri ng tRNA, na may iba't ibang mga transfer RNA na nagdadala ng parehong mga amino acid. (Ngunit ang lahat ay hindi masyadong simple dito.)
Ribosomal RNA (rRNA)
Ang ribosomal RNA ay madalas ding tinatawag na ribosomal RNA. Ito ay pareho.
Ang Ribosomal RNA ay bumubuo ng humigit-kumulang 80% ng kabuuang RNA sa isang cell, dahil ito ay bahagi ng mga ribosom, kung saan mayroong medyo marami sa isang cell.
Sa ribosomes, ang rRNA ay bumubuo ng mga complex na may mga protina at gumaganap ng mga structural at catalytic function.
Ang ribosome ay naglalaman ng maraming iba't ibang mga molekula ng rRNA, na naiiba sa haba ng kadena, pangalawang at tertiary na istraktura, at mga pag-andar. Gayunpaman, ang kanilang pangkalahatang tungkulin ay ang pagpapatupad ng proseso ng pagsasalin. Sa kasong ito, binabasa ng mga molekula ng rRNA ang impormasyon mula sa mRNA at pinapagana ang pagbuo ng mga bono ng peptide sa pagitan ng mga amino acid.
Upang mapanatili ang buhay sa isang buhay na organismo, maraming proseso ang nagaganap. Maaari nating obserbahan ang ilan sa mga ito - paghinga, pagkain, pag-alis ng mga produktong basura, pagtanggap ng impormasyon sa pamamagitan ng mga pandama at paglimot sa impormasyong ito. Ngunit karamihan sa mga proseso ng kemikal ay nakatago sa view.
Sanggunian. Pag-uuri
Sa siyentipikong termino, ang metabolismo ay metabolismo.
Ang metabolismo ay karaniwang nahahati sa dalawang yugto:sa panahon ng catabolism, ang mga kumplikadong organikong molekula ay nasira sa mas simple upang makabuo ng enerhiya; (nasayang ang enerhiya)
Sa mga proseso ng anabolismo, ang enerhiya ay ginugol sa synthesis ng mga kumplikadong biomolecules mula sa mga simpleng molekula. (naka-imbak ang enerhiya)
Ang mga biomolecule, tulad ng nakikita sa itaas, ay nahahati sa maliliit na molekula at malalaking molekula.
Maliit:Lipid (taba), phospholipids, glycolipids, sterols, glycerolipids,
Mga bitamina
Mga hormone, neurotransmitters
Metabolites
Malaki:
Monomer, oligomer at polimer.
Monomer Oligomer Biopolymers
Amino acids Oligopeptides Polypeptides, protinaMonosaccharides Oligosaccharides Polysaccharides (starch, cellulose)
Nucleotides Oligonucleotides Polynucleotides, (DNA, RNA)
Ang column ng biopolymers ay naglalaman ng polynucleotides. Dito matatagpuan ang ribonucleic acid - ang bagay ng artikulo.
Mga ribonucleic acid. Istruktura, layunin.
Ang figure ay nagpapakita ng isang molekula ng RNA.
Ang mga nucleic acid na DNA at RNA ay naroroon sa mga selula ng lahat ng nabubuhay na organismo at gumaganap ng mga tungkulin ng pag-iimbak, pagpapadala at pagpapatupad ng namamana na impormasyon.
Pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng RNA at DNA
Tulad ng nakikita mo, mayroong isang panlabas na pagkakahawig sa kilalang istraktura ng molekula ng DNA (deoxyribonucleic acid).Gayunpaman, ang RNA ay maaaring magkaroon ng alinman sa isang double-stranded o single-stranded na istraktura.
Nucleotides (pentagons at hexagons sa figure)
Bilang karagdagan, ang RNA strand ay binubuo ng apat na nucleotides (o nitrogenous base, na parehong bagay): adenine, uracil, guanine at cytosine.
Ang DNA strand ay binubuo ng isa pang hanay ng mga nucleotides: adenine, guanine, thymine at cytosine.
Kemikal na istraktura ng RNA polynucleotide:
Tulad ng makikita mo, may mga katangian na nucleotides uracil (para sa RNA) at thymine (para sa DNA).
Lahat ng 5 nucleotides sa larawan:
Ang mga hexagons sa mga larawan ay mga singsing na benzene, kung saan, sa halip na carbon, ang iba pang mga elemento ay naka-embed, sa kasong ito, nitrogen.
Benzene. Para sa sanggunian.
Ang kemikal na formula ng benzene ay C6H6. Yung. Ang bawat sulok ng isang hexagon ay naglalaman ng isang carbon atom. Ang 3 karagdagang panloob na linya sa hexagon ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng dobleng covalent bond sa pagitan ng mga carbon atom na ito. Ang carbon ay isang elemento ng pangkat 4 ng periodic table, samakatuwid, mayroon itong 4 na electron na maaaring bumuo ng isang covalent bond. Sa figure mayroong isang bono na may hydrogen electron, isang segundo na may carbon electron sa kaliwa, at 2 higit pa na may 2 carbon electron sa kanan. Gayunpaman, pisikal na mayroong isang solong electron cloud na sumasaklaw sa lahat ng 6 na carbon atoms ng benzene.
Pinagsasama ang mga nitrogenous na base
Ang mga komplementaryong nucleotide ay nag-uugnay sa isa't isa (hybridize) gamit ang mga hydrogen bond. Ang adenine ay pantulong sa uracil, at ang guanine ay pantulong sa cytosine. Kung mas mahaba ang mga komplementaryong rehiyon sa isang naibigay na RNA, magiging mas malakas ang istraktura na kanilang mabubuo; sa kabaligtaran, ang mga maikling seksyon ay magiging hindi matatag. Tinutukoy nito ang pag-andar ng isang partikular na RNA.Ang figure ay nagpapakita ng isang fragment ng pantulong na rehiyon ng RNA. Ang mga nitrogenous base ay kulay asul
Istraktura ng RNA
Ang linkage ng maraming grupo ng mga nucleotides ay nabuo sa pamamagitan ng RNA hairpins (pangunahing istraktura):
Maraming mga pin sa tape na magkakaugnay upang bumuo ng isang double helix. Kapag pinalawak, ang istrakturang ito ay kahawig ng isang puno (Secondary structure):
Ang mga spiral ay nakikipag-ugnayan din sa isa't isa (tertiary structure). Makikita mo kung paano konektado ang iba't ibang mga spiral sa isa't isa:
Ang iba pang mga RNA ay nakatiklop nang katulad. Kahawig ng isang hanay ng mga ribbons (quaternary structure).
Konklusyon
Upang kalkulahin ang mga conformation na gagawin ng RNA batay sa kanilang pangunahing pagkakasunud-sunod, mayroongDepende sa kung anong monosaccharide ang nakapaloob sa structural unit ng polynucleotide - ribose o 2-deoxyribose, makilala
- mga ribonucleic acid(RNA) at
- mga deoxyribonucleic acid(DNA).
Maaaring naglalaman ang mga nucleotide unit ng DNA macromolecules adenine, guanine, cytosine At thymine. Ang komposisyon ng RNA ay naiiba sa na sa halip na Timina kasalukuyan uracil.
Ang molekular na timbang ng DNA ay umaabot sa sampu-sampung milyong amu. Ito ang pinakamahabang kilalang macromolecules. Ang molekular na timbang ng RNA ay makabuluhang mas mababa (mula sa ilang daan hanggang sampu-sampung libo). Ang DNA ay pangunahing nilalaman sa nuclei ng mga cell, RNA sa ribosomes at protoplasm ng mga cell.
Kapag inilalarawan ang istraktura ng mga nucleic acid, ang iba't ibang antas ng organisasyon ng mga macromolecule ay isinasaalang-alang: pangunahin At pangalawa istraktura.
- Pangunahing istraktura nucleic acids ito ang komposisyon ng nucleotide at isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng mga yunit ng nucleotide sa polymer chain.
Sa pinaikling isang-titik na notasyon ang istrukturang ito ay isinulat bilang ...– A – G – C –...
- Sa ilalim pangalawang istraktura Nauunawaan ng mga nucleic acid ang mga spatially ordered form ng polynucleotide chain.
Ang spatial na istraktura na ito ay pinananatili sa lugar ng maraming hydrogen bond na nabuo ng mga nitrogenous base na nakadirekta sa helix. Nagaganap ang mga hydrogen bond sa pagitan ng purine base ng isang chain at ng pyrimidine base ng isa pang chain. Ang mga base na ito ay bumubuo ng mga komplementaryong pares (mula sa lat. komplementum- karagdagan). Ang pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga komplementaryong pares ng base ay dahil sa kanilang spatial na sulat. Ang pyrimidine base ay pandagdag sa purine base:
Ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng iba pang mga pares ng base ay pumipigil sa kanila na magkasya sa istraktura ng double helix. kaya,
- Ang THYMINE (T) ay pantulong sa ADENINE (A),
- Ang CYTOSINE (C) ay pantulong sa GUANINE (G).
Ang complementarity ng polynucleotide chain ay nagsisilbing kemikal na batayan para sa pangunahing pag-andar ng DNA - imbakan at paghahatid ng mga namamana na katangian.
Ang kakayahan ng DNA ay hindi lamang mag-imbak, ngunit gumamit din ng genetic na impormasyon ay tinutukoy ng mga sumusunod na katangian nito:
Pangalawang istraktura ng RNA. Hindi tulad ng DNA, ang mga molekula ng RNA ay binubuo ng isang polynucleotide chain at walang mahigpit na tinukoy na spatial na hugis (ang pangalawang istraktura ng RNA ay nakasalalay sa kanilang mga biological function).
Ang pangunahing papel ng RNA ay direktang pakikilahok sa biosynthesis ng protina. Tatlong uri ng cellular RNA ang kilala, na naiiba sa lokasyon sa cell, komposisyon, laki at mga katangian na tumutukoy sa kanilang partikular na papel sa pagbuo ng mga macromolecule ng protina:
- Ang mga Messenger RNA ay nagpapadala ng impormasyon tungkol sa istruktura ng protina na naka-encode sa DNA mula sa cell nucleus hanggang sa ribosomes, kung saan nangyayari ang synthesis ng protina;
- ang mga transfer RNA ay nangongolekta ng mga amino acid sa cell cytoplasm at inilipat ang mga ito sa ribosome; Ang mga molekula ng RNA ng ganitong uri ay "natututo" mula sa kaukulang mga seksyon ng messenger RNA chain kung saan dapat lumahok ang mga amino acid sa synthesis ng protina;
- Tinitiyak ng mga ribosomal RNA ang synthesis ng isang protina ng isang tiyak na istraktura sa pamamagitan ng pagbabasa ng impormasyon mula sa messenger RNA.
