Разница между днк и рнк-полимеразой

Строение и функции РНК

РНК — полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой (исключение — некоторые РНК-содержащие вирусы имеют двухцепочечную РНК). Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Мономер РНК — нуклеотид (рибонуклеотид) — состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания РНК также относятся к классам пиримидинов и пуринов.

Пиримидиновые основания РНК — урацил, цитозин, пуриновые основания — аденин и гуанин. Моносахарид нуклеотида РНК представлен рибозой.

Выделяют три вида РНК: 1) информационная (матричная) РНК — иРНК (мРНК), 2) транспортная РНК — тРНК, 3) рибосомная РНК — рРНК.

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах синтеза белка. Информация о строении всех видов РНК хранится в ДНК. Процесс синтеза РНК на матрице ДНК называется транскрипцией.

Транспортные РНК содержат обычно 76 (от 75 до 95) нуклеотидов; молекулярная масса — 25 000–30 000. На долю тРНК приходится около 10% от общего содержания РНК в клетке. Функции тРНК: 1) транспорт аминокислот к месту синтеза белка, к рибосомам, 2) трансляционный посредник. В клетке встречается около 40 видов тРНК, каждый из них имеет характерную только для него последовательность нуклеотидов. Однако у всех тРНК имеется несколько внутримолекулярных комплементарных участков, из-за которых тРНК приобретают конформацию, напоминающую по форме лист клевера. У любой тРНК есть петля для контакта с рибосомой (1), антикодоновая петля (2), петля для контакта с ферментом (3), акцепторный стебель (4), антикодон (5). Аминокислота присоединяется к 3′-концу акцепторного стебля. Антикодон — три нуклеотида, «опознающие» кодон иРНК. Следует подчеркнуть, что конкретная тРНК может транспортировать строго определенную аминокислоту, соответствующую ее антикодону. Специфичность соединения аминокислоты и тРНК достигается благодаря свойствам фермента аминоацил-тРНК-синтетаза.

Рибосомные РНК содержат 3000–5000 нуклеотидов; молекулярная масса — 1 000 000–1 500 000. На долю рРНК приходится 80–85% от общего содержания РНК в клетке. В комплексе с рибосомными белками рРНК образует рибосомы — органоиды, осуществляющие синтез белка. В эукариотических клетках синтез рРНК происходит в ядрышках. Функции рРНК: 1) необходимый структурный компонент рибосом и, таким образом, обеспечение функционирования рибосом; 2) обеспечение взаимодействия рибосомы и тРНК; 3) первоначальное связывание рибосомы и кодона-инициатора иРНК и определение рамки считывания, 4) формирование активного центра рибосомы.

Информационные РНК разнообразны по содержанию нуклеотидов и молекулярной массе (от 50 000 до 4 000 000). На долю иРНК приходится до 5% от общего содержания РНК в клетке. Функции иРНК: 1) перенос генетической информации от ДНК к рибосомам, 2) матрица для синтеза молекулы белка, 3) определение аминокислотной последовательности первичной структуры белковой молекулы.

Информационная рибонуклеиновая кислота

Такие молекулы еще называют матричными. Они составляют в клетке примерно два процента от всего количества. В клетках эукариот они синтезируются в ядрах на ДНК-матрицах, переходя затем в цитоплазму и связываясь с рибосомами. Далее, они становятся матрицами для синтеза белка: к ним присоединяются транспортные РНК, которые несут аминокислоты. Так происходит процесс преобразования информации, которая реализуется в уникальной структуре белка. В некоторых вирусных РНК она к тому же является хромосомой.

Жакоб и Мано являются открывателями этого вида. Не имея жесткой структуры, ее цепь образует изогнутые петли. Не работая, и-РНК собирается в складки и сворачивается в клубок, а в рабочем состоянии разворачивается.

и-РНК несет в себе информацию о последовательности аминокислот в белке, который синтезируется. Каждая аминокислота закодирована в определенном месте при помощи генетических кодов, которым свойственны:

• триплетность — из четырех мононуклеотидов возможно выстроить шестьдесят четыре кодона (генетического кода);
• неперекрещиваемость — информация движется в одном направлении;
• непрерывность — принцип работы сводится к тому, что одна и-РНК — один белок;
• универсальность — тот или иной вид аминокислоты кодируется у всех живых организмов одинаково;
• вырожденность — известными являются двадцать аминокислот, а кодонов — шестьдесят один, то есть они кодируются несколькими генетическими кодами.

2.6. Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

С
оператором может быть связано определенное
вещество, которое не позволяет продолжать
транскрипцию, —
репрессор.
Структура репрессора закодирована в
регуляторном гене

В
отличие от прокариот, у эукариот в генах
значащие участки (экзоны)
чередуются с незначащими (интронами),
которые полностью переписываются на
иРНК, а затем вырезаются в процессе
созревания. Биологическая роль интронов
состо­ит в снижении вероятности
мутаций в значащих участках

Наследственная
информация организмов зашифрована в
ДНК в виде
генетического кода
— определенных сочета­ний нуклеотидов
и их последовательности

Три
триплета не имеют соответствующих
аминокислот. Их называют
стопкодонами,
так как они обозначают оконча­ние
синтеза полипептидной цепи

Синтез
белка является, по-видимому, самым
сложным про­цессом синтеза в клетке,
поскольку в нем участвуют до трех­сот
различных ферментов и других макромолекул.
Кроме того, он протекает с высокой
скоростью, что требует еще большей
точности

2.7.
Клетка — генетическая единица живого.
Хромосомы, их строение и функции. Число
хромосом и их видовое постоянство.
Соматические и половые клетки. Жизненный
цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз —
деление соматических клеток. Мейоз.
Фазы митоза и мейоза. Развитие половых
клеток у растений и животных. Деление
клетки — основа роста, развития и
размножения организмов. Роль мейоза и
митоза

Хроматин
— совокупность хромосом в неделящемся
ядре. Хромосома
— это структура клеточного ядра, которая
со­держит гены и несет определенную
наследственную инфор­мацию о признаках
и свойствах организма. Основой хромосомы
является двухцепочечная молеку­ла
ДНК, упакованная с белками. У эукариот
с ДНК взаи­модействуют гистоновые и
негистоновые белки, тогда как у прокариот
гистоновые белки отсутствуют

Кариотип
— совокупность признаков хромосомного
набора данного вида организмов

Соматические
клетки имеют диплоидный набор хромосом
(2n),
а половые — гаплоидный (n)

Клеточный
цикл
— промежуток времени от появления
клет­ки в результате деления до ее
разделения

Строение и функции ДНК

ДНК
— полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды. Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком (для построения этой модели они использовали работы М. Уилкинса, Р. Франклин, Э. Чаргаффа).

Молекула ДНК
образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга и вместе вокруг воображаемой оси, т.е. представляет собой двойную спираль (исключение — некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Молекулярный вес — десятки и сотни миллионов. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м. В эукариотических клетках ДНК образует комплексы с белками и имеет специфическую пространственную конформацию.

Мономер ДНК — нуклеотид (дезоксирибонуклеотид)
— состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания нуклеиновых кислот относятся к классам пиримидинов и пуринов. Пиримидиновые основания ДНК
(имеют в составе своей молекулы одно кольцо) — тимин, цитозин. Пуриновые основания
(имеют два кольца) — аденин и гуанин.

Моносахарид нуклеотида ДНК представлен дезоксирибозой.

Название нуклеотида является производным от названия соответствующего основания. Нуклеотиды и азотистые основания обозначаются заглавными буквами.

Полинуклеотидная цепь образуется в результате реакций конденсации нуклеотидов. При этом между 3″-углеродом остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого возникает фосфоэфирная связь
(относится к категории прочных ковалентных связей). Один конец полинуклеотидной цепи заканчивается 5″-углеродом (его называют 5″-концом), другой — 3″-углеродом (3″-концом).

Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против аденина одной цепи в другой цепи всегда располагается тимин, а против гуанина — всегда цитозин, между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином — три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (аденин — тимин, гуанин — цитозин) и избирательно соединяются друг с другом, называется принципом комплементарности
. Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа. Э. Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину («правило Чаргаффа»
), но объяснить этот факт он не смог.

Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой.

Цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены), т.е. нуклеотиды разных цепей располагаются в противоположных направлениях, и, следовательно, напротив 3″-конца одной цепи находится 5″-конец другой. Молекулу ДНК иногда сравнивают с винтовой лестницей. «Перила» этой лестницы — сахарофосфатный остов (чередующиеся остатки дезоксирибозы и фосфорной кислоты); «ступени» — комплементарные азотистые основания.

Функция ДНК
— хранение и передача наследственной информации.

Что такое нуклеиновые кислоты

Если вы впервые столкнулись с данными аббревиатурами, то стоит познакомиться с их расшифровкой. ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота. Всем известно, что она охватывает информацию о генах клеток. РНК — рибонуклеиновая кислота. Ее основной функцией является формирование белка. Это органическое вещество, являющееся основой всего живого. Однако это не все различие. РНК от ДНК отличается не только лишь наименованиями и областями использования.

Вещества, о которых идет речь в нашей статье, называют нуклеиновыми кислотами. Больше всего их в ядерном матриксе, там они и были впервые найдены. С течением времени стало очевидным, что размещаются они в разных частях клеток. Пластиды разных видов, митохондрии, а также цитоплазма содержат эти вещества. Но название они получили от латинского слова «нуклеус», что в переводе означает «ядро».

Как и все органические вещества, нуклеиновые кислоты представляют собой природные естественные биополимеры. Это крупные макромолекулы, состоящие из определенного количества циклически повторяющихся одинаковых элементов — мономеров. К примеру, у сложных углеводов это моносахариды.

Сравнительная таблица

Сравнительная таблица ДНК с РНК

	ДНК	РНК
Стенды для	Дезоксирибонуклеиновая кислота.	Рибонуклеиновая кислота.
Определение	Нуклеиновая кислота, которая содержит генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании всех современных живых организмов. Гены ДНК экспрессируются или проявляются через белки, которые ее нуклеотиды продуцируют с помощью РНК.	Информация, найденная в ДНК, определяет, какие признаки должны быть созданы, активированы или деактивированы, в то время как различные формы РНК выполняют свою работу.
функция	План биологических принципов, которым должен следовать живой организм, чтобы существовать и оставаться функциональными. Среда долгосрочного, стабильного хранения и передачи генетической информации.	Помогает выполнять руководящие принципы ДНК. Передает генетический код, необходимый для создания белков из ядра в рибосому.
Структура	Двухцепочечный. Он имеет две нуклеотидные цепи, которые состоят из его фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (стабильная 2-дезоксирибоза) и четырех азотсодержащих нуклеобаз: аденин, тимин, цитозин и гуанин.	Однонитевый. Как и ДНК, РНК состоит из ее фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (менее стабильной рибозы) и 4 азотсодержащих нуклеиновых оснований: аденина, урацила (не тимина), гуанина и цитозина.
Базовое сопряжение	Аденин связывается с тимином (AT) и цитозин связывается с гуанином (CG).	Аденин связывается с урацилом (AU) и цитозин связывается с гуанином (CG).
Место нахождения	ДНК находится в ядре клетки и в митохондриях.	В зависимости от типа РНК эта молекула находится в ядре клетки, ее цитоплазме и рибосоме.
стабильность	Дезоксирибозный сахар в ДНК менее реактивен из-за связей СН. Стабильно в щелочных условиях. ДНК имеет меньшие бороздки, что затрудняет «атаку» ферментов.	Рибозный сахар более реактивен из-за С-ОН (гидроксильных) связей. Не устойчив в щелочных условиях. РНК имеет более крупные бороздки, что облегчает «атаку» ферментов.
распространения	ДНК самовоспроизводится.	РНК синтезируется из ДНК при необходимости.
Уникальные черты	Спиральная геометрия ДНК имеет B-форму. ДНК защищена в ядре, так как она плотно упакована. ДНК может быть повреждена воздействием ультрафиолетовых лучей.	Спиральная геометрия РНК имеет A-форму. Нити РНК постоянно делаются, ломаются и используются повторно. РНК более устойчива к повреждениям ультрафиолетовыми лучами.

Гены ДНК

Молекула несет в себе всю важную информацию о нуклеотидах, определяет расположение аминокислот в белках. ДНК человека и всех других организмов хранит сведения о его свойствах, передавая их потомкам.

Частью ее является ген — группа нуклеотидов, которая кодирует информацию о белке. Совокупность генов клетки образует ее генотип или геном.

Гены расположены на определенном участке ДНК. Они состоят из определенного числа нуклеотидов, которые расположены в последовательной комбинации. Имеется в виду то, что ген не может поменять свое место в молекуле, и он имеет совершенно конкретное число нуклеотидов. Их последовательность уникальна. Например, для получения адреналина используется один порядок, а для инсулина — другой.

Кроме генов, в ДНК располагаются некодирующие последовательности. Они регулируют работу генов, помогают хромосомам и отмечают начало и конец гена. Но сегодня остается неизвестной роль большинства из них.

Структура

ДНК и РНК являются нуклеиновыми кислотами. Нуклеиновые кислоты — это длинные биологические макромолекулы, которые состоят из более мелких молекул, называемых нуклеотидами. В ДНК и РНК эти нуклеотиды содержат четыре нуклеиновых основания — иногда называемые азотистыми основаниями или просто основаниями — по два пуриновых и пиримидиновых основания каждое.

ДНК находится в ядре клетки (ядерная ДНК) и в митохондриях (митохондриальная ДНК). Он имеет две нуклеотидные цепи, которые состоят из его фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (стабильная 2-дезоксирибоза) и четырех азотсодержащих нуклеобаз: аденин, тимин, цитозин и гуанин.

Во время транскрипции образуется РНК, одноцепочечная, линейная молекула. Это дополняет ДНК, помогая выполнять задачи, которые перечисляет ДНК для этого. Как и ДНК, РНК состоит из ее фосфатной группы, пятиуглеродного сахара (менее стабильной рибозы) и четырех азотсодержащих нуклеиновых оснований: аденина, урацила ( не тимина), гуанина и цитозина.

В обеих молекулах нуклеиновые основания присоединены к их сахарофосфатному остову. Каждая нуклеиновая основа на нуклеотидной цепи ДНК присоединяется к своей партнерской нуклеиновой основе на второй цепи: адениновые связи с тимином и цитозиновые связи с гуанином. Эта связь заставляет две нити ДНК вращаться и обвиваться вокруг друг друга, образуя различные формы, такие как знаменитая двойная спираль («расслабленная» форма ДНК), круги и суперскрутки.

В РНК аденин и урацил ( не тимин) связываются вместе, в то время как цитозин все еще связывается с гуанином. Как одноцепочечная молекула, РНК складывается сама по себе, чтобы связать свои нуклеиновые основания, хотя не все становятся партнерами. Эти последующие трехмерные формы, наиболее распространенной из которых является петля шпильки, помогают определить, какую роль должна играть молекула РНК — в качестве мессенджерной РНК (мРНК), транспортной РНК (тРНК) или рибосомальной РНК (рРНК).

Функция нуклеиновых кислот

Информация о магазине нуклеиновых кислот, как компьютерный код

Безусловно, наиболее важной функцией нуклеиновых кислот для живых организмов является их роль носителя информации. Поскольку нуклеиновые кислоты могут быть созданы с четырьмя «основаниями» и поскольку «правила спаривания оснований» позволяют «копировать» информацию, используя одну цепь нуклеиновых кислот в качестве шаблона для создания другой, эти молекулы способны как содержать, так и копировать информацию

Поскольку нуклеиновые кислоты могут быть созданы с четырьмя «основаниями» и поскольку «правила спаривания оснований» позволяют «копировать» информацию, используя одну цепь нуклеиновых кислот в качестве шаблона для создания другой, эти молекулы способны как содержать, так и копировать информацию.

Чтобы понять этот процесс, может быть полезно сравнить код ДНК с двоичным кодом, используемым компьютерами. Два кода очень разные по своей специфике, но принцип один и тот же. Так же, как ваш компьютер может создавать целые виртуальные реальности, просто считывая строки 1 и 0, клетки могут создавать целые живые организмы, считывая строки из четырех пар оснований ДНК.

Как вы можете себе представить, без бинарного кода у вас не было бы компьютера и компьютерных программ. Точно так же живые организмы нуждаются в неповрежденных копиях своего «исходного кода» ДНК, чтобы функционировать.

Параллели между генетический код и двоичный код даже побудил некоторых ученых предложить создание «генетических компьютеров», которые могли бы хранить информацию гораздо более эффективно, чем жесткие диски на основе кремния. Однако, поскольку наша способность записывать информацию о кремнии возросла, мало внимания уделялось исследованиям «генетических компьютеров».

Защита информации

Поскольку исходный код ДНК так же важен для клетка поскольку ваша операционная система находится на вашем компьютере, ДНК должна быть защищена от возможного повреждения. Чтобы транспортировать инструкции ДНК в другие части клетки, копии ее информации делаются с использованием другого типа нуклеиновой кислоты – РНК.

Это РНК-копии генетической информации, которые отправляются из ядра и вокруг клетки для использования в качестве инструкций клеточным механизмом.

Клетки также используют нуклеиновые кислоты для других целей. Рибосомы – клеточные машины, которые производят белок – и некоторые ферменты сделаны из РНК.

ДНК использует РНК как своего рода защитный механизм, отделяющий ДНК от хаотической среды цитоплазма, Внутри ядра ДНК защищена. За пределами ядра движения органелл, везикул и других клеточных компонентов могут легко повредить длинные и сложные нити ДНК.

Тот факт, что РНК может действовать как в качестве наследственного материала, так и в качестве фермента, подтверждает идею о том, что самой первой жизнью могла быть самореплицирующаяся, самокатализирующаяся молекула РНК.

Значение РНК и ДНК

Когда было открыто, что такое ДНК, ее роль не была такой очевидной. Даже сегодня, несмотря на то, что раскрыто намного больше информации, остаются без ответов некоторые вопросы. А какие-то, возможно, еще даже не сформулированы.

Общеизвестное биологическое значение ДНК и РНК заключаются в том, что ДНК передает наследственную информацию, а РНК участвует в синтезе белка и кодирует белковую структуру.

Однако существуют версии, что эта молекула связана с нашей духовной жизнью. Что такое ДНК человека в этом смысле? Она содержит всю информацию о нем, его жизнедеятельности и наследственности. Метафизики считают, что опыт прошлых жизней, восстановительные функции ДНК и даже энергия Высшего «Я» — Творца, Бога содержится в ней.

По их мнению, цепочки содержат коды, касающиеся всех аспектов жизни, включая и духовную часть. Но некоторая информация, например, о восстановлении своего тела, расположена в структуре кристалла многомерного пространства, находящегося вокруг ДНК. Она представляет собой двенадцатигранник и является памятью всей жизненной силы.

Ввиду того, что человек не обременяет себя духовными знаниями, обмен информации в ДНК с кристаллической оболочкой происходит очень медленно. У среднестатистического человека он составляет всего пятнадцать процентов.

Предполагается, что это было сделано специально для сокращения жизни человека и падения на уровень дуальности. Таким образом, у человека растет кармический долг, а на планете поддерживается необходимый для некоторых сущностей уровень вибрации.

К нуклеиновым кислотам
относят высокополимерные соединения, распадающиеся при гидролизе на пуриновые и пиримидиновые основания, пентозу и фосфорную кислоту. Нуклеиновые кислоты содержат углерод, водород, фосфор, кислород и азот. Различают два класса нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые кислоты (РНК)
и дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК)
.

Что такое нуклеотид ДНК

Нуклеотид ДНК — это мономерный нуклеотид, который можно найти в ДНК. Он содержит дезоксирибозу в качестве пентозного сахара, который присоединен к азотистому основанию на его 1 ‘углероде и фосфатной группе на его 5′ углероде. Дезоксирибоза представляет собой моносахарид, который получают из сахара рибозы путем потери атома кислорода на 2’-углероде. Следовательно, дезоксирибоза более точно называется 2-дезоксирибозой. Маркированная дезоксирибоза, полученная из рибозного сахара, показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: (Дезокси) Рибоза

Азотистыми основаниями в ДНК являются аденин, гуанин, цитозин и тимин. Аденин и гуанин являются пуриновыми основаниями, тогда как цитозин и тимин являются пиримидиновыми основаниями. В ДНК нуклеотиды связаны, чтобы сформировать цепь, и порядок расположения нуклеотидов хранит генетическую информацию клетки. Сахарофосфатный остов формируется путем связывания каждого нуклеотида с цепью через фосфодиэфирные связи. Основания пурина основаны в паре с основаниями пиримидина комплементарным образом, чтобы удерживать две цепи ДНК вместе в двойной спирали. Пары аденина с тимином и пары гуанина с цитозином.

ДНК состоит из направленности в каждой из двух цепей. Одна цепь в двухцепочечной структуре имеет направленность от 3 до 5, в то время как другая цепь имеет направленность от 5 до 3. Отсутствие гидроксильной группы в ее 2′-углероде в дезоксирибозе способствует механической гибкости ДНК путем формирования структуры двойной спирали. Двойной спирали ДНК также позволено плотно скручиваться, чтобы упаковываться внутри ядра у эукариот.

Рисунок 2: Структура ДНК

Функциональное отличие ДНК от РНК

Различие ДНК и РНК характерными чертами и особенностями строения не ограничивается. Например, ДНК способна к денатурации, ренатурации и деструкции. Ее суть — в раскручивании молекул до определенного состояния и обратно, если это возможно. В ходе этих процессов наблюдается разрушение водородных связей.

Основной функцией ДНК является сохранение, шифровка, передача и проявление генетической информации, осуществляющиеся в ходе размножения организмов всех уровней организации. Это органическое вещество также способно к транскрипции. Суть этого явления заключается в образовании молекул РНК на основе ДНК. Его основой является принцип комплементарности. Молекула ДНК также способна к самоудвоению или репликации. Этот процесс очень важен для нормального хода деления клеток, особенно митоза, когда из клетки с двойным хромосомным набором образуются две идентичные. Функция РНК также важна для живых организмов, ведь без синтеза белка их существование просто невозможно.

ДНК и РНК — нуклеиновые кислоты, являющиеся сложными макромолекулами, состоящими из нуклеотидов. Главное различие данных веществ заключается в том, что в их состав входят разные виды азотистых оснований и углевода пентозы, что определяет их различные функции в клетках живых существ.

Что такое ДНК и РНК? Каковы их функции и значение в нашем мире? Из чего они состоят и как работают? Об этом и не только рассказывается в статье.

Принципы строения ДНК

Еще одна важная особенность — наличие четырех уровней организации (вы сможете это увидеть на картинке). Как уже стало понятно, первичная структура — это цепочка нуклеотидов, при этом соотношение азотистых оснований подчиняется некоторым законам.

Вторичная структура — двойная спираль, состав каждой цепи которой специфичен для вида. Остатки фосфорной кислоты мы можем обнаружить снаружи спирали, а азотистые основания располагаются внутри.

Далее идет суперспирализованная структура. Помимо сплетения двух цепей, они наматываются на гистоны (для большей компактности). Гистоны — это специальные белки, которые делятся на пять классов.

Последним уровнем выступает хромосома. Представьте, что Эйфелева башня помещается в спичечный коробок, вот так уложена молекула ДНК в хромосоме

Важно заметить еще и то, что хромосома может состоять из одной хроматиды или двух

Поговорим, прежде чем составить таблицу сравнения ДНК и РНК, о структуре РНК.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты — это органические соединения, обладающие высокомолекулярными свойствами. В их состав входят водород, углерод, азот и фосфор.

Они были открыты в 1869 году Ф. Мишером, который исследовал гной. Однако тогда его открытию не придали особого значения. Лишь позже, когда эти кислоты обнаружили во всех животных и растительных клетках, пришло понимание огромной их роли.

Существуют два вида нуклеиновых кислот: РНК и ДНК (рибонуклеиновые и дезоксирибонуклеиновые кислоты). Настоящая статья посвящена рибонуклеиновой кислоте, но для общего понимания рассмотрим также, что собой представляет ДНК.

Рибосомальная рибонуклеиновая кислота

Такие молекулы составляют подавляющее большинство клеточных РНК, а именно от восьмидесяти до девяноста процентов от общего количества. Они соединяются с белками и формируют рибосомы — это органоиды, выполняющие синтез белков.

Рибосомы состоят на шестьдесят пять процентов из р-РНК и на тридцать пять процентов из белка. Эта полинуклеотидная цепь без труда изгибается вместе с белком.

Рибосома состоит из аминокислотного и пептидного участков. Они расположены на контактирующих поверхностях.

Рибосомы свободно передвигаются в клетке, синтезируя белки в нужных местах. Они не очень специфичны и могут не только считывать информацию с и-РНК, но и образовывать с ними матрицу.

Что такое экстракция ДНК

Выделение ДНК — это процедура выделения и очистки ДНК. ДНК может быть выделена из крови, замороженных образцов ткани или блоков парафиновой ткани. Три этапа выделения ДНК — лизис клеток, выделение ДНК и осаждение. Во время лизиса клеток барьеры клеточной мембраны, такие как клеточная мембрана и мембраны ядра, распадаются, чтобы обнажить ДНК. Следующим этапом является удаление мембранных липидов из образца. Наконец, осаждение ДНК включает удаление ДНК-ассоциированных белков протеазой и удаление РНК с помощью РНКазы.

Рисунок 1: Процедура извлечения ДНК

Основные протоколы экстракции ДНК

Ниже показаны основные протоколы выделения ДНК.

1. Клеточный лизис с помощью буфера для лизиса клеток для лизирования клеточных мембран.

2. Липиды расщепляются с помощью моющих и поверхностно-активных веществ

3. Переваривание белков путем добавления протеазы

4. Расщепление РНК путем добавления РНКазы

5. Разделение клеточного дебриса, расщепленных белков, липидов и РНК путем добавления концентрированной соли с последующим центрифугированием.

6. Осаждение ДНК этанолом ледяным этанолом или изопропанолом. Ионная сила ацетата натрия может быть использована для улучшения осаждения. Осажденная ДНК появляется в виде нитей в конечном растворе.

Рисунок 2: Извлеченная ДНК

Экстракция фенол-хлороформом также может быть использована для отделения ДНК от белков. Здесь фенол денатурирует белки в образце, и ДНК остается в водной фазе в конце экстракции. И в органической фазе вы можете найти денатурированные белки. Другой метод извлечения ДНК — очистка миниколонок. Здесь связывание ДНК в колонке зависит от pH и концентрации соли в буфере.

Сходства между экстракцией ДНК и РНК

• Выделение ДНК и РНК — это процедуры, связанные с выделением и очисткой нуклеиновых кислот из биологических образцов.
• Обе процедуры включают лизис клеток, очистку нуклеиновых кислот от мусора и связанных белков и подготовку экстрактов.
• Для обеих процедур необходимо поддерживать холодные условия во всем.
• Вовлекает центрифугирование в разделение компонентов в смеси.
• Необходимо инактивировать активность нуклеазных ферментов во время обеих процедур.
• Экстракция фенол-хлороформом является одним из важнейших этапов обоих типов экстракций.
• Тиоцианат гуанидиния может быть использован для защиты нуклеиновых кислот.
• Осаждение РНК может быть сделано с изопропанолом.
• Ионная сила ацетата натрия используется для улучшения осаждения нуклеиновых кислот.
• Образцы могут быть количественно определены путем измерения оптической плотности при 260 нм.

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

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.