Чем отличается ДНК от РНК человека простыми словами

РНК и ДНК

В зависимости от нахождения в нуклеиновой кислоте рибозы или дезоксирибозы выделяют два типа нуклеиновых кислот:

• дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК);
• рибонуклеиновую кислоту (РНК).

Каждый тип имеет особое строение и выполняет определённые функции. Отличия ДНК и РНК приведены в таблице.

ТОП-1 статья

которые читают вместе с этой

Признак	РНК	ДНК
Форма и структура	Линейная цепочка	Две спиралевидные цепочки, соединённые водородными связями между азотистыми основаниями нуклеотидов
Сахар	Рибоза	Дезоксирибоза
Азотистые основания	Аденин, гуанин, цитозин, урацил	Аденин, гуанин, цитозин, тимин
Размер	Несколько тысяч нуклеотидов	Несколько миллионов нуклеотидов

Рис. 3. ДНК и РНК.

Водородные связи между цепочками ДНК образуются согласно принципу комплементарности (соответствия). При образовании новой цепи пурины взаимодействуют только с пиримидинами.В результате образуются пары:

• Аденин – Тимин;
• Гуанин – Цитозин.

В цепочке РНК аденину соответствует урацил. Водородные связи образуются между нуклеотидами одной цепи, поэтому молекула РНК может иметь разнообразные формы.

ДНК является самой длинной молекулой. Её размер в зависимости от вида организма может достигать 90 м в вытянутом виде.

Мутации и повреждения ДНК

В молекулах ДНК иногда бывают изменения. В генетике их называют мутациями, в большинстве случаев они могут стать причиной серьезных заболеваний, но не во всех.

Виды мутаций

1. Генные мутации

Что такое. Выпадение, вставка, замена, удвоение или изменение последовательности участков ДНК.

На что влияют. Генные мутации могут привести к нарушениям эндокринной, психической, нервной и других систем организма. В результате могут возникнуть сахарный диабет, атеросклероз, гипертоническая болезнь и многие другие заболевания.

Как появляются. При сочетании неблагоприятных внешних условий и индивидуальных особенностей генома.

2. Хромосомные мутации

Что такое. Непредсказуемые изменения в структуре хромосом. Это может быть как потеря генетического материала в результате выпадения хромосомы или ее части, так и добавление новой части.

На что влияют. Нарушения физического и психического развития индивида, строения органов.

Хромосомные болезни:

• вызванные мутациями аутосом (парные хромосомы, одинаковые у мужских и женских организмов), например, синдром Дауна, синдром кошачьего крика, синдром Патау, синдром Эдвардса и др., многие из них летальны;
• связанные с нарушениями половых хромосом у женщин (синдром трипло-X, синдром Тернера);
• связанные с нарушениями половых хромосом у мужчин (синдром Клайнфельтера).

Как появляются. В результате разрыва обеих нитей спирали ДНК, которые находятся в пределах нескольких пар оснований.

3. Геномные мутации

Что такое. Мутации, которые приводят к изменению числа хромосом в геноме. Различают два вида геномных мутаций: полиплоидию и анеуплоидию. В первом случае происходит кратное увеличение числа хромосом (в два, три, четыре раза). При анеуплоидии появляется или теряется одна-две хромосомы.

На что влияют. Возникают заболевания:

• вызванные мутациями в половых клетках (гемофилия);
• вызванные мутациями в соматических клетках (болезни иммунной аутоагрессии, опухоли);
• вызванные комбинацией мутаций в половых и соматических клетках (семейная ретинобластома).

Как появляются. В результате нестандартного расхождения хромосом в процессе деления.

Футурология

От чего страдают сверхлюди: обратная сторона полезных мутаций

Мутагены

Мутагенами называют физические, химические и биологические факторы внешней среды, вызывающие мутации. К физическим мутагенам относят различные типы излучений и температуру. Химическими мутагенами являются бензпирен, азотистая кислота, никотин, наркотические вещества и другие химические соединения. Биологическими мутагенами являются многие вирусы и некоторые растения. Рассмотрим примеры мутагенов.

1. Ультрафиолетовое излучение

Долго пребывать на солнце и не использовать защитный крем вредно. Под воздействием ультрафиолета может произойти разрыв связи между двумя цепочками ДНК. Особенно ультрафиолетовое излучение опасно для клеток кожи — это повышает риск развития рака кожи.

2. Бензол

Это химическое соединение входит в состав нефти и бензина и широко применяется в производстве пластмасс и лекарств. Бензол обладает мощной мутагенной активностью и имеет свойство накапливаться в организме. Систематическое отравление бензолом даже в небольших количествах может спровоцировать генетические заболевания.

3. Активные формы кислорода

Эти короткоживущие молекулы и очень сильные окислители вырабатываются в клетке в процессе ее жизнедеятельности. Активные формы кислорода могут взаимодействовать с ДНК. При этом они разрушают мембрану, выдергивают отдельные основания из цепочки ДНК и вносят разрывы. Если в клетке образуется много активных форм кислорода, то она переходит в состояние окислительного стресса. Это процесс необратимого повреждения клетки и запуска ее генетически запрограммированной гибели. Провоцирующие факторы окислительного стресса — курение, чрезмерное употребление алкоголя, бесконтрольный прием лекарственных препаратов, физическое перенапряжение, хронические заболевания.

4. Афлатоксины

Эти опасные органические соединения содержатся в продуктах, долго хранящихся в жарком и влажном месте. В основном они появляются на зернах, семенах, плодах растений с высоким содержанием масла. Регулярная доза такого вещества в организме может привести к циррозу и раку печени.

Футурология

Т — Трансгуманизм: стать бессмертным и редактировать ДНК

Место обитания ДНК и РНК

ДНК обычно находится в ядре клетки у эукариот (организмов с ядерной клеткой), в то время как РНК присутствует в ядре и цитоплазме. ДНК является основной формой хранения генетической информации, которая передается от одного поколения к другому. Она состоит из двух спиралевидных цепей, связанных друг с другом в форме двойной спирали, известной как двойная спираль ДНК.

РНК выполняет различные функции в клетке, включая передачу генетической информации из ДНК и синтез белка. В отличие от ДНК, РНК является одноцепочечной молекулой, которая может иметь разные формы, такие как мРНК (мессенджерная РНК), тРНК (транспортная РНК) и рРНК (рибосомная РНК).

ДНК и РНК: уникальные места обитания

ДНК преимущественно находится в ядре клетки, где она защищена от внешних воздействий и может быть скопирована перед делением клетки. Кроме того, некоторые органеллы клетки, такие как митохондрии и хлоропласты, также содержат свою собственную молекулярную ДНК.

РНК, напротив, обнаруживается не только в ядре, но и в цитоплазме клетки. МРНК выносится из ядра в цитоплазму, где она используется рибосомами для синтеза белка. ТРНК и рРНК также находятся в цитоплазме и являются важными компонентами биосинтеза белка.

Взаимодействие ДНК и РНК

ДНК и РНК взаимодействуют между собой в процессе передачи генетической информации. РНК используется для чтения генетической информации, содержащейся в ДНК, и для синтеза белка на основе этой информации. Этот процесс, известный как транскрипция, является одним из ключевых этапов экспрессии генов.

В целом, ДНК и РНК играют важную роль в жизненных процессах всех живых организмов. Они взаимодействуют между собой и с другими молекулярными компонентами клетки, чтобы обеспечить правильное функционирование организма. Понимание места обитания и функций ДНК и РНК помогает нам лучше понять природу жизни и развития.

Различия ДНК и РНК

1. В основе мономеров дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот – углевод – пентоза и рибоза соответственно.
2. ДНК в своем составе содержит азотистое основание (пиримидиновое основание) – тимин, а РНК – урацил (отсутствует метильная группа).
3. ДНК – двойная антипараллельная правозакрученная спираль, а РНК – одиночная цепь.
4. ДНК способна удваиваться, а РНК – нет.
5. Основные функции ДНК: Хранение, передача и реализация наследственной информации из поколения в поколение.

Основные функции РНК: Хранение генетической информации и синтез белка в клетке.

Молекула ДНК превышает в своих размерах и массе молекулу РНК.

Что такое ДНК в человеке?

Химический состав и модификации мономеров[]

Химическое строение полинуклеотида РНК

Нуклеотиды РНК состоят из сахара — рибозы, к которой в положении 1′ присоединено одно из оснований: аденин, гуанин, цитозин или урацил. Фосфатная группа соединяет рибозы в цепочку, образуя связи с 3′ атомом углерода одной рибозы и в 5′ положении другой. Фосфатные группы при физиологическом рН отрицательно заряжены, поэтому РНК — полианион. РНК транскрибируется как полимер четырёх оснований (аденина (A), гуанина (G), урацила (U) и цитозина (C)), но в «зрелой» РНК есть много модифицированных оснований и сахаров. Всего в РНК насчитывается около 100 разных видов модифицированных нуклеозидов, из которых 2′-О-метилрибоза наиболее частая модификация сахара, а псевдоуридин — наиболее часто встречающееся модифицированное основание .
У псевдоуридина (Ψ) связь между урацилом и рибозой не C — N, а C — C, этот нуклеотид встречается в разных положениях в молекулах РНК. В частности, псевдоуридин важен для функционирования тРНК. Другое заслуживающее внимания модифицированное основание — гипоксантин, деаминированный гуанин, нуклеозид которого носит название инозина. Инозин играет важную роль в обеспечении вырожденности генетического кода.
Роль многих других модификаций не до конца изучена, но в рибосомальной РНК многие пост-транскрипционные модификации находятся в важных для функционирования рибосомы участках. Например, на одном из рибонуклеотидов, участвующим в образовании пептидной связи.

Регуляторная РНК

Самыми ранними известными регуляторами экспрессии генов были белки, известные как репрессоры и активаторы — регуляторы со специфическими короткими сайтами связывания в областях энхансеров рядом с регулируемыми генами. Более поздние исследования показали, что РНК также регулируют гены. Существует несколько видов РНК-зависимых процессов у эукариот, регулирующих экспрессию генов в различных точках, таких как гены, репрессирующие РНКи, посттранскрипционно , длинные некодирующие РНК , блокирующие эпигенетические блоки хроматина , и энхансерные РНК, индуцирующие повышенную экспрессию генов. Также было показано, что бактерии и археи используют системы регуляторных РНК, такие как бактериальные малые РНК и CRISPR . Файер и Мелло были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине 2006 года за открытие микроРНК (миРНК), специфических коротких молекул РНК, которые могут образовывать пары оснований с мРНК.

РНК интерференция миРНК

Уровни посттранскрипционной экспрессии многих генов можно контролировать с помощью РНК-интерференции , при которой миРНК , специфические короткие молекулы РНК, соединяются с участками мРНК и нацелены на них для деградации. Этот основанный на антисмысловой основе процесс включает этапы, на которых сначала обрабатывается РНК, чтобы она могла образовывать пару оснований с областью ее мРНК-мишени. Как только происходит спаривание оснований, другие белки направляют мРНК на разрушение нуклеазами .

Длинные некодирующие РНК

Затем с регуляцией были связаны Xist и другие длинные некодирующие РНК, связанные с инактивацией Х-хромосомы . Их роль, поначалу загадочная, как было показано Джинни Т. Ли и другими , заключалась в подавлении блоков хроматина посредством рекрутирования комплекса Polycomb, так что информационная РНК не могла быть транскрибирована с них. Дополнительные днРНК, в настоящее время определяемые как РНК из более чем 200 пар оснований, которые, по-видимому, не обладают кодирующим потенциалом, были обнаружены связанными с регуляцией плюрипотентности стволовых клеток и клеточного деления .

Энхансерные РНК

Третья основная группа регуляторных РНК называется энхансерными РНК . В настоящее время неясно, являются ли они уникальной категорией РНК различной длины или представляют собой отдельное подмножество lncRNAs. В любом случае они транскрибируются с энхансеров , которые представляют собой известные регуляторные участки в ДНК рядом с регулируемыми ими генами. Они активируют транскрипцию гена (ов) под контролем энхансера, с которого они транскрибируются.

Регуляторная РНК у прокариот

Сначала считалось, что регуляторная РНК является эукариотическим феноменом, частью объяснения того, почему у высших организмов было обнаружено гораздо больше транскрипции, чем предполагалось. Но как только исследователи начали искать возможные регуляторы РНК в бактериях, они обнаружили и там, что называется малая РНК (мРНК). В настоящее время в поддержку теории Мира РНК обсуждается повсеместная природа систем регуляции РНК генов . Бактериальные малые РНК обычно действуют посредством антисмыслового спаривания с мРНК, подавляя ее трансляцию, либо влияя на стабильность, либо влияя на цис-связывающую способность. Также были обнаружены рибовключатели . Это цис-действующие регуляторные последовательности РНК, действующие аллостерически . Они меняют форму, когда связывают метаболиты, так что они приобретают или теряют способность связывать хроматин для регулирования экспрессии генов.

У архей также есть системы регуляторных РНК. Система CRISPR, которая недавно использовалась для редактирования ДНК in situ , действует через регуляторные РНК у архей и бактерий, обеспечивая защиту от вирусных захватчиков.

Что такое нуклеотиды?

А нуклеотид является мономерной единицей нуклеиновой кислоты в дополнение к другим клеточным функциям. Нуклеотид состоит из пятиуглеродный (пентозный) сахар в формате внутреннего кольца из пяти атомов, от одного до трех фосфатные группы и азотистая основа.

В ДНК есть четыре возможных основания: аденин (A) и гуанин (G), которые являются пуринами, и цитозин (C) и тимин (T), которые представляют собой пиримидины. РНК также содержит A, G и C, но заменяет урацил (U) для тимина.

В нуклеиновых кислотах все нуклеотиды имеют одну присоединенную фосфатную группу, которая является общей со следующим нуклеотидом в цепи нуклеиновой кислоты. Однако свободных нуклеотидов может быть больше.

Известно, что аденозиндифосфат (АДФ) и аденозинтрифосфат (АТФ) каждую секунду участвуют в бесчисленных метаболических реакциях в вашем собственном организме.

Функции РНК

1. Информационная (1950-е гг):

• передача информации о структуре белка от ДНК;
• хранение информации примерно у 80% вирусов живых организмов (выполняют роль ДНК).

2. Каталитическая (1982 г): р-РНК, РНК некоторых вирусов являются рибозимами или РНК-ферментами.

3. Регуляторная (1990-е гг): малые РНК отвечают за работу генов в ядре и синтез белка в цитоплазме. 

Таким образом, РНК сочетает свойства:

• ДНК — принцип комплементарности, за счет которого происходит матричное копирование молекулы;
• белков — трехмерная структура, позволяющая выполнять различные задачи: катализ, регуляцию, транспорт.

Как ДНК кодирует и передаёт генетическую информацию

Теперь самое интересное. Чтобы прочитать и реализовать эту информацию, ДНК в каждой живой клетке становится матрицей, и запускается процесс переноса информации с неё на РНК, рибонуклеиновую кислоту. Этот процесс называется транскрипцией. РНК состоит из одной цепи, на которой так же, как и в исходной ДНК, будут располагаться азотистые основания, в той же последовательности. Только вместо тимина там будет урацил (У).

Последовательность оснований в цепи можно записать как текст из четырех букв. Клетка «читает» этот текст тройками букв, которые называют триплетами, или кодонами. Значащий участок, то есть содержащий генетическую информацию, начинается со “старт-кодона” — последовательности АУГ, она даёт сигнал к началу синтеза белка. Далее каждые три основания дают сигнал к вставке определённой аминокислоты. Например, ЦГЦ — это аргинин. А ГАА — глутаминовая кислота. Заканчивается кодирование белка “стоп-кодоном”, есть три их варианта: УАА, УАГ и УГА.

Из аминокислот состоят белки, а из них, в свою очередь, состоим мы: практически всё, что происходит в нашем теле, а это тысячи процессов, связаны с работой белков. Белки имеют множество функций: каталитическую, транспортную, рецепторную, двигательную, защитную, структурную и другие. Белками являются все ферменты и часть гормонов. Особые белки, называемые антителами, играют большую роль в работе иммунной системы. Без синтеза белка невозможно поддержание жизни, рост и развитие организма. Вот так тройки букв кодируют очень многие характеристики в нас. Определение аминокислотной последовательности первого белка — инсулина — методом секвенирования белков принесло Фредерику Сенгеру Нобелевскую премию по химии в 1958 году. Сегодня многие наверняка знают, что основная задача инсулина — это утилизация глюкозы в организме, а нарушения в выработке инсулина или в его действии в клетках ведут к сахарному диабету 1 или 2 типа.

Основное отличие – ДНК против РНК

ДНК и РНК являются химическими носителями генетической информации во всех известных организмах. У большинства организмов ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) хранит генетическую информацию и передает ее потомству. РНК (рибонуклеиновая кислота) в основном участвует в передаче генетического кода для синтеза белка. Некоторые вирусы также используют РНК в качестве своего генетического материала. ДНК в основном находится в ядре, тогда как РНК находится в цитоплазме клетки. ключевое отличие между ДНК и РНК в том, что ДНК состоит из дезоксирибозы в ее пентозном кольце, а РНК состоит из рибозы в ее пентозном кольце.

Эта статья объясняет,1. Что такое ДНК – Структура, характеристики, функции 2. Что такое РНК – Структура, характеристики, функции3. В чем разница между ДНК и РНК

функция

ДНК предоставляет живым организмам руководящие принципы – генетическую информацию в хромосомной ДНК – которая помогает определить природу биологии организма, как он будет выглядеть и функционировать, основываясь на информации, передаваемой от предыдущих поколений в процессе размножения. Медленные, устойчивые изменения, обнаруживаемые в ДНК с течением времени, известные как мутации, которые могут быть разрушительными, нейтральными или полезными для организма, лежат в основе теории эволюции.

Гены находятся в небольших сегментах длинных цепей ДНК; у людей около 19 000 генов. Подробные инструкции, содержащиеся в генах, определяемые тем, как упорядочены нуклеиновые основания в ДНК, несут ответственность как за большие, так и за маленькие различия между разными живыми организмами и даже среди похожих живых организмов. Генетическая информация в ДНК – это то, что заставляет растения выглядеть как растения, собаки – как собаки, а люди – как люди; это также то, что мешает разным видам производить потомство (их ДНК не будет соответствовать новой здоровой жизни). Генетическая ДНК – это то, что заставляет некоторых людей иметь кудрявые, черные волосы, а других – прямые, светлые волосы, и что делает одинаковых близнецов похожими. ( См. Также Генотип против Фенотипа .)

РНК выполняет несколько различных функций, которые, хотя и связаны между собой, немного различаются в зависимости от типа. Существует три основных типа РНК:

• РНК-мессенджер (мРНК) транскрибирует генетическую информацию из ДНК, найденной в ядре клетки, и затем передает эту информацию в цитоплазму и рибосому клетки.
• Трансферная РНК (тРНК) находится в цитоплазме клетки и тесно связана с мРНК в качестве ее помощника. тРНК буквально переносит аминокислоты, основные компоненты белков, в мРНК в рибосоме.
• Рибосомная РНК (рРНК) обнаружена в цитоплазме клетки. В рибосоме он берет мРНК и тРНК и транслирует информацию, которую они предоставляют. Из этой информации он «узнает», должен ли он создавать или синтезировать полипептид или белок.

Гены ДНК экспрессируются или проявляются через белки, которые ее нуклеотиды продуцируют с помощью РНК. Признаки (фенотипы) происходят из того, какие белки сделаны и которые включены или выключены. Информация, найденная в ДНК, определяет, какие признаки должны быть созданы, активированы или деактивированы, в то время как различные формы РНК выполняют свою работу.

Одна гипотеза предполагает, что РНК существовала до ДНК и что ДНК была мутацией РНК. Видео ниже обсуждает эту гипотезу более подробно.

Функции нуклеотидов

Местонахождение в клетках аминокислот, белка и нуклеотидов поддерживает их жизнедеятельность, а также сохранение, передачу и верную реализацию генетической наследственности. Стоит в отдельности рассмотреть функции ДНК, РНК и их разновидностей в жизни живых организмов.

Значение ДНК

В клетках ДНК вся информация в основном сосредоточена в ядре клетки. Бактериальная среда, как правило, в формуле занимает одну кольцевую молекулу, находится в неправильной формы образовании в цитоплазме, именуемым нуклеотидом. Гены, входящие в состав наследственной информации генома, являются единицей передачи генетической наследственности. Признак частицы — открытая рама считывания.

1. Самая важная биологическая функция вида — генетическая, клетка является носителем генетической информации (благодаря этой особенности, каждый вид на планете обладает своими индивидуальными особенностями).
2. Наследственную информацию ДНК способно передавать в ряду целых поколений не без дополнительного участия и РНК.
3. Осуществляет процессы регуляции биосинтеза белка.

Свойства РНК

В природе различают три разновидности РНК, каждая из которых предназначена для выполнения особой роли в осуществлении синтеза белка.

1. Транспортная предназначена для транспортировки активированных аминокислот по организму к рибосомам. Это необходимо для осуществления синтеза полипептидных молекул. Исследования показали, что одна транспортная молекула способна связаться лишь с одной из 20 аминокислот. Они служат в качестве транспортировщиков специфических аминокислот и углеводов. Длина транспортной цепи значительно короче матричной, в состав входит приблизительно 80 нуклеотидов, визуально имеет вид клеверного листа.
2. Матричная занимается копированием наследственного кода из ядра в цитоплазму. За счет этого процесса осуществляется синтез разнообразных белков. Схема строения представляет собой одноцепочную молекулу, она является неотъемлемой составляющей цитоплазмы. В составе молекулы содержится до нескольких тысяч нуклеотидов, они занимаются транспортировкой наследственной информации через мембрану ядра к очагу синтеза на рибосоме. Копирование информации осуществляется посредством транскрипции.
3. Рибосомная задействует около 73 белков для формирования рибосом. Они собой представляют клеточные органеллы, на которых осуществляется сбор полипептидных молекул. Основные задачи рибосомной молекулы — это формирование центра рибосомы (активного); неотъемлемый структурный элемент рибосом, обеспечивающий их правильное функционирование; первоначальное взаимодействие рибосомы с кодоном-инициатором для выявления рамки считывания; обеспечение взаимодействия рибосомных молекул с транспортными.

Хімічний склад і модифікації мономерів

Нуклеотиди РНК складаються з цукру — рибози, до якої в положенні 1 ‘приєднано одне з підстав: аденін, гуанін, цитозин або урацил. Фосфатна група з’єднує рибози в ланцюжок, утворюючи зв’язку з 3 ‘атомом вуглецю однієї рибози і в 5′ положенні іншого. Фосфатні групи при фізіологічному рН негативно заряджені, тому РНК — полі аніон. РНК транскрибується як полімер чотирьох підстав ( аденіну (A), гуаніну (G), урацилу (U) і цитозина (C), але в «зрілої» РНК є багато модифікованих підстав і цукрів . Всього в РНК налічується близько 100 різних видів модифікованих нуклеозидів, з яких 2’-О-метілрібоза найбільш часта модифікація цукру, а псевдоуридин — найбільш часто зустрічається модифіковане підставу . У псевдоурідін (Ψ) зв’язок між урацилом і рибозой не C — N, а C — C, цей нуклеотид зустрічається в різних положеннях в молекулах РНК. Зокрема, псевдоуридин важливий для функціонування тРНК . Інше заслуговує уваги модифіковане підстава — гіпоксантин, деамінірованний гуанін, нуклеозид якого носить назву інозину. Інозин грає важливу роль в забезпеченні виродженість генетичного коду. Роль багатьох інших модифікацій не до кінця вивчена, але в рибосомальної РНК багато пост- транскрипційні модифікації знаходяться у важливих для функціонування рибосоми ділянках. Наприклад, на одному з рибонуклеотидов, які беруть участь в утворенні пептидного зв’язку .

В чем отличия

ДНК существенно отличается от РНК. Это касается структуры, выполняемых функций и прочих параметров.

История открытия

Первыми нуклеиновые кислоты описал швейцарский биохимик Фридрих Мишер. Это произошло еще в 1869 году. Из остатков клеток в гное ему удалось выделить вещество с содержанием азота и фосфора. Исследователь назвал его нуклеином. Он считал, что данный элемент присутствует лишь в клеточном ядре. Позднее небелковую часть вещества назвали нуклеиновой кислотой.

Способы выделения

Существует много методов выделения нуклеиновых кислот из натуральных источников, которые имеют определенные различия. При этом особое значение имеет эффективное отделение нуклеиновых кислот от белковых элементов и минимальный уровень фрагментации препаратов. Классический способ выделения ДНК был придуман еще в 1952 году. Он применяется и по сей день.

При этом клеточные стенки биоматериала разрушают стандартным способом, после чего обрабатывают анионным детергентом. При этом белки выпадают в осадок, а нуклеиновые кислоты попадают в водный раствор. ДНК можно осадить в форме геля. Для этого к ее солевому раствору аккуратно добавляют этанол.

Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность “Экономика предприятия”

Важно учитывать, что нуклеиновые кислоты деградируют под влиянием нуклеаз – особых ферментов. Потому при их выделении требуется обрабатывать инструменты и материалы специальными ингибиторами

Так, при выделении РНК часто применяют ингибитор DEPC.

Физические свойства

Нуклеиновые кислоты легко растворяются в воде. При этом они почти не растворяются в органических веществах. К другим особенностям относят чувствительность к влиянию температуры и критическим параметрам рН.

Молекулы ДНК с высокой молекулярной массой, которые выделены из натуральных источников, могут фрагментироваться под влиянием механических факторов – в частности, при перемешивании раствора.

Строение

ДНК включает дезоксирибозу и азотистые основания – тимин, цитозин, аденин и гуанин. В структуру молекулы обычно входит 2 полинуклеотидных цепи, которые направлены антипараллельно. РНК состоит из рибозы и азотистых оснований – гуанина, аденина, цитозина, урацила. По структуре полинуклеотидной цепочки молекула совпадает с ДНК.

Типы

РНК делится на такие типы:

• информационная – кодирует расположение аминокислот в белке;
• транспортная – доставляет аминокислоты к зоне выработки;
• рибосомальная – присутствует в составе рибосом, которые представляют собой место выработки белка.

В ДНК выделяют несколько уровней в структуре:

• первичная – это последовательность размещения нуклеотидов в цепи;
• вторичная – стабилизуется водородными связями между парами оснований;
• третичная – представляет собой суперсперализацию ДНК.

Роль

К основным функциям ДНК относят хранение и передачу генетической информации, а также матричный синтез РНК на ней. Главной задачей РНК считается выработка белка.

Клетки

Клетки — это основная единица жизни. Они маленькие, но невероятно важные. Из них состоит все в нашем теле, от кожи до органов. Клетки бывают разных форм и размеров, но всех их объединяет одно: они являются строительными блоками жизни. Без них мы не были бы живыми.

Клетки настолько важны, что у нас есть специализированные органы, например, печень, которые занимаются их производством. Наше тело постоянно производит новые клетки, чтобы заменить старые. Так мы растем и заживаем после травм.

Клетки удивительны. Они могут менять форму, делиться и перемещаться. Наши клетки постоянно общаются друг с другом, чтобы поддерживать нормальное функционирование организма.

Существует два типа: эукариотические и прокариотические. Эукариотические клетки — это тип, из которых состоит человек и другие сложные организмы. Прокариотические клетки — это тип, из которых состоят бактерии и другие одноклеточные организмы.

Эукариотические клетки намного больше и сложнее прокариотических. У них есть ядро, окруженное мембраной, в котором содержится дезоксирибонуклеиновая кислота клетки. Эукариотические клетки также имеют другие органеллы, такие как митохондрии и хлоропласты.

Прокариотические клетки не имеют мембранного ядра. Их дезоксирибонуклеиновая кислота находится в области, называемой нуклеоидом. Прокариотические клетки также имеют другие органеллы, такие как рибосомы.

Заключение

Ученые говорят, что мы только поцарапали поверхность, когда речь идет о понимании нашего мира. Они надеются, что будущие поколения смогут разгадать тайны, которые все еще остаются. Только время покажет, какие еще секреты хранит этот мир.

Bizmedia.kz — в Телеграм, Инстаграм, Фейсбук и Твитере. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.

Перевод на рибосоме

После того, как мРНК синтезируется ДНК во время транскрипции, новая молекула перемещается из ядра в цитоплазму, проходя через ядерную мембрану через ядерную пору. Затем он объединяет силы с рибосомой, которая просто собирается из двух его субъединиц, одной большой и одной маленькой.

Рибосомы – это сайты трансляции или использования информации в мРНК для производства соответствующего белка.

Во время трансляции, когда цепь мРНК «стыкуется» с рибосомой, аминокислота, соответствующая трем экспонированным нуклеотидным основаниям, то есть триплетному кодону, перемещается в область тРНК. Подтип тРНК существует для каждой из 20 аминокислот, что делает этот процесс челнока более упорядоченным.

После того, как правильная аминокислота присоединена к рибосоме, она быстро перемещается в близлежащий рибосомный сайт, где полипептид или растущая цепь аминокислот, предшествующая прибытию каждого нового добавления, находится в процессе завершения.

Сами рибосомы состоят из примерно равной смеси белков и рРНК. Две субъединицы существуют как отдельные объекты, за исключением случаев, когда они активно синтезируют белки.

Виды нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты — фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации.

Они были открыты в 1869 г. швейцарским биохимиком Ф. Мишером в ядрах лейкоцитов, сперматозоидов лосося. Впоследствии нуклеиновые кислоты обнаружили во всех растительных и животных клетках, вирусах, бактериях и грибах.

В природе существует два вида нуклеиновых кислот — дезок-сирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК). Различие в названиях объясняется тем, что молекула ДНК содержит пяти-углеродный сахар дезоксирибозу, а молекула РНК— рибозу.

В настоящее время известно большое число разновидностей ДНК и РНК, отличающихся друг от друга по строению и значению в метаболизме.

ДНК находится преимущественно в хромосомах клеточного ядра (99% всей ДНК клетки), а также в митохондриях и хлоропластах.

РНК входит в состав рибосом; молекулы РНК содержатся также в цитоплазме, матриксе пластид и митохондрий.

Нуклеотиды — структурные компоненты нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

Нуклеотиды —сложные вещества.

В состав каждого нуклео-тида входит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (рибоза или дезоксирибоза) и остаток фосфорной кислоты.

Существует пять основных азотистых оснований: аденин, гуанин, урацил, тимин и цитозин.

Первые два являются пуриновыми; их молекулы состоят из двух колец, первое содержит пять членов, второе — шесть. Следующие три являются пиримидинами и имеют одно пятичленное кольцо.

Вот как выглядит, например, формула тимидилового нуклеотида(тимидин):

Названия нуклеотидов происходят от названия соответствующих азотистых оснований; и те и другие обозначаются заглавными буквами: аденин — аденилат (А), гуанин — гуанилат (Г), цитозин — цитидилат (Ц), тимин — тимидилат (Т), урацил — уридилат (У).

Количество нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот бывает разным — от 80 в молекулах транспортных РНК до нескольких сотен миллионов у ДНК.

Типы РНК и их функции

РНК представляет из себя одну полинуклеотидную цепь (у некоторых вирусов две цепи).

Мономерами являются рибонуклеотиды.

Азотистые основания в нуклеотидах:

• аденин (А);*
• гуанин (Г);
• цитозин (Ц);
• урацил (У).*

Моносахарид – рибоза.

В клетке локализируется в ядре (ядрышке), митохондриях, хлоропластах, рибосомах, цитоплазме.

Синтезируется путём матричного синтеза по принципу комплементарности на одной из цепей ДНК, не способна к репликации (самоудвоению), лабильна.

Существуют различные типы РНК, которые отличаются по величине молекул, структуре, расположением в клетке и функциям.

Низкомолекулярные транспортные РНК (тРНК) составляют около 10% общего количества клеточной РНК.

В процессе передачи генетической информации каждая тРНК может присоединить и перенести лишь определённую аминокислоту (например, лизин) к рибосомам – месту синтеза белка. Но для каждой аминокислоты есть более одной тРНК. Потому существует намного больше 20 различных тРНК, которые отличаются по своей первичной структуре (имеют различную последовательность нуклеотидов).

Рибосомальные РНК (рРНК) составляют до 85% всех РНК клетки. Входя в состав рибосом они выполняют тем самым структурную функцию. Также рРНК берут участие в формировании активного центра рибосомы, где в процессе биосинтеза белка образуются пептидные связи между молекулами аминокислот.

С участием информационных, или матричных, РНК (иРНК) программируется синтез белков в клетке. Хотя их содержание в клетке относительно низкое – около 5% – от общей массы всех РНК клетки, по своему значению иРНК стоят на первом месте, поскольку они непосредственно осуществляют передачу кода ДНК для синтеза белков. При этом каждый белок клетки кодирует специфическая иРНК. Объясняется это тем, что РНК во время своего синтеза получают информацию от ДНК о структуре белка в виде скопированной последовательности нуклеотидов и для обработки и реализации переносят её к рибосоме.

Замечание 7

Значение всех типов РНК состоит в том, что они являются функционально объединённой системой, направленной на осуществление в клетке синтеза специфических для неё белков.