Сходството на ДНК и РНК. Сравнителни характеристики на ДНК и РНК: таблица

Всеки жив организъм в нашия свят не е като другите. Не само хората се различават един от друг. Животните и растенията от същия вид също имат различия. Причината за това са не само различни условия на живот и житейски опит. Индивидуалността на всеки организъм се полага в него с помощта на генетичен материал.

Важни и интересни въпроси за нуклеиновите киселини

Дори преди раждането на всеки организъм има свой набор от гени, който определя абсолютно всички характеристики на структурата. Това не е само цветът на козината или формата на листата. В гени са положени и по-важни характеристики. Една котка не може да има хамстер, а баобаб няма да растат от семената на пшеницата.

И за цялото това огромно количество информация, нуклеиновите киселини - РНК и ДНК молекулите - съответстват. Тяхното значение е много трудно да се надцени. В края на краищата те не само съхраняват информация през целия си живот, но помагат да я реализират с помощта на протеини, но и да я предават на следващото поколение. Как работи за тях, колко са сложни структурите ДНК молекули и РНК? Какви са те и какви са техните различия? Във всичко това ще разгледаме в следващите глави на статията.

Цялата информация, която ще разглобим на части, започвайки от самите основи. Най-напред научаваме какви са нуклеиновите киселини, как са били открити, тогава ще говорим за тяхната структура и функции. В края на статията очакваме сравнителна таблица на РНК и ДНК, която можете да се свържете по всяко време.

Какви са нуклеиновите киселини

Нуклеиновите киселини са органични съединения с високо молекулно тегло, които са полимери. През 1869 г. те са описани за пръв път от Фридрих Мишер, биохимик от Швейцария. Той изолира веществото, което включва фосфор и азот, от клетките на гной. Ако приемем, че се намира само в ядрата, ученият я нарече нуклеин. Но това, което остава след отделянето на протеините, се нарича нуклеинова киселина.

Неговите мономери са нуклеотиди. Техният брой в киселинна молекула е индивидуален за всеки вид. Нуклеотидите са молекули, състоящи се от три части:

• монозахарид (пентоза), може да има два вида - рибоза и дезоксирибоза;
• азотна основа (една от четирите);
• остатък на фосфорната киселина.

След това ще разгледаме разликите и приликите между ДНК и РНК, ще обобщим таблицата в самия край на статията.

Особености на структурата: пентози

Първото сходство между ДНК и РНК е, че те съдържат монозахариди. Но за всяка киселина те са свои. В зависимост от това какво е в молекулата на пентозата, нуклеиновите киселини са разделени на ДНК и РНК. Съставът на ДНК е дезоксирибоза и РНК-рибоза. И двете пентози се намират в киселини само в бета форма.

При деоксирибозата вторият въглероден атом (означен като 2скво-) няма кислород. Учените предполагат, че отсъствието му:

• съкращава връзката между С₂ и С₃;
• прави молекулата ДНК по-трайна;
• създава условия за компактно полагане на ДНК в ядрото.

Сравнение на структурите: азотни бази

Сравнителните характеристики на ДНК и РНК не са лесни. Но разликите вече са видими от самото начало. Азотните основи са най-важните "тухли" в нашите молекули. Те носят генетична информация. По-точно не самите основания, а редът им във веригата. Те са пурин и пиримидин.

Съставът на ДНК и РНК се различава вече на нивото на мономерите: в дезоксирибонуклеинова киселина можем да срещнем аденин, гуанин, цитозин и тимин. Но РНК вместо тимин съдържа урацил.

Тези пет бази са основни (големи), те съставляват повечето от нуклеиновите киселини. Но освен тях има и други. Това се случва много рядко, такива малки бази се наричат. И двата вида се намират в двете киселини - това е друга прилика между ДНК и РНК.

Последователността на тези азотни бази (и съответно, и нуклеотидите) в ДНК веригата определя кои протеини могат да синтезират тази клетка. Какви молекули ще се създават в момента, зависи от нуждите на тялото.

Нека преминем към нивата на организация на нуклеиновите киселини. За да бъдат сравнителните характеристики на ДНК и РНК възможно най-пълни и обективни, ние разглеждаме структурата на всяка от тях. Те имат четири ДНК, а броят на организационните нива в РНК зависи от вида.

Откриването на структурата на ДНК, принципите на структурата

Всички организми са разделени на прокариоти и еукариоти. Тази класификация се основава на дизайна на ядрото. Тези и други ДНК се съдържат в клетката под формата на хромозоми. Това са специални структури, в които молекулите на дезоксирибонуклеиновата киселина са свързани с протеини. ДНК има четири нива на организация.

Първичната структура е представена от верига от нуклеотиди, чиято последователност се наблюдава строго за всеки отделен организъм и които са свързани чрез фосфодиестерни връзки. Успехът в изучаването на верижната структура на ДНК бе постигнат от Чарг и неговите сътрудници. Те определят, че съотношенията на азотните бази са предмет на определени закони.

Бяха повикани правилата на Chargaff. Първият от тях казва, че сумата от пуриновите бази трябва да бъде равна на сумата от пиримидиновите бази. Това ще стане ясно след запознаване с вторичната структура на ДНК. Второто правило произтича от неговата сингулярност: моларните съотношения A / T и T / U са равни на една. Същото правило важи и за втората нуклеинова киселина - тук е друга прилика между ДНК и РНК. Само вторият вместо тимин е навсякъде урацил.

Също така, много учени започнаха да класифицират ДНК от различни видове за повече основания. Ако сумата от "А + Т" е по-голяма от "Г + Ц", такава ДНК се нарича АТ-тип. Ако напротив, ние се занимаваме с ДНК от тип GC.

Моделът на вторичната структура е предложен през 1953 г. от учените Уотсън и Крик, все още е всеобщо признат и до днес. Моделът е двойна спирала, която се състои от две антипаралелни вериги. Основните характеристики на вторичната структура са:

• съставът на всяка ДНК верига е строго специфичен за вида;
• връзката между веригите е водород, се формира от принципа на допълняемост на азотните бази;
• полинуклеотидните вериги се преплитат взаимно, образувайки спирала с дясна спирала, наречена "спирала";
• салда фосфорна киселина разположени извън спиралата, азотни бази - отвътре.

Освен това, по-гъста, по-трудна

Третичната структура на ДНК е свръх спирална структура. Това означава, че не само, че в молекулата две вериги са усукани помежду си, за по-голяма компактност, ДНК се навива на специални протеини - хистони. Те са разделени на пет класа, в зависимост от съдържанието на лизин и аргинин в тях.

Последното ниво на ДНК е хромозомата. За да разберете колко здраво носи носителя на генетична информация, представете си следното: ако Айфеловата кула премина през всички етапи на уплътняване като ДНК, тя може да бъде поставена в кутия за кибрит.

Хромозомите са единични (съставени от един хроматид) и двойни (състоящи се от два хроматида). Те осигуряват надеждно съхранение на генетичната информация и, ако е необходимо, могат да се обърнат и да отворят достъпа до желания сайт.

Видове РНК, структурни особености

В допълнение към факта, че всяка РНК се различава от ДНК чрез нейната първична структура (отсъствие на тимин, наличие на урацил), следните нива на организация също се различават:

1. Транспортната РНК (tPHK) е едно-верижна молекула. За да изпълни своята функция за транспортиране на аминокиселини до мястото на протеиновия синтез, тя има много необичайна вторична структура. Нарича се детелина. Всеки от нейните бримки изпълнява своята функция, но най-важните са акцепторният ствол (аминокиселината се придържа към него) и антикодонът (който трябва да съвпадне с кодона на матричната РНК). Третичната структура на tRNA е малко проучена, тъй като е много трудно да се изолира такава молекула, без да се нарушава високото ниво на организация. Но има известна информация от учените. Например, в дрождите транспортната РНК има формата на буквата L.
2. Матричната РНК (наричана също така информация) изпълнява функцията на прехвърляне на информация от ДНК на мястото на протеиновия синтез. Тя казва какви протеини ще се окажат в резултат на това, рибозомите се движат през него по време на синтеза. Нейната първична структура е молекула с единична верига. Вторичната структура е много сложна, необходима за правилното определяне на началото на протеиновия синтез. mRNA се формира под формата на фиби, в чиито краища се намира началото и краят на обработката на протеина.
3. Рибозомната РНК се съдържа в рибозомите. Тези органели се състоят от две частици, всяка със собствена rPHK. Тази нуклеинова киселина определя местоположението на всички рибозомни протеини и функционални центрове на този органел. Първичната структура на рРНК е представена чрез последователност от нуклеотиди, както при предишните разновидности на киселината. Известно е, че крайният етап в полагането на rPHK е сдвояването на крайните секции на една верига. Образуването на такива дръжки допринася допълнително за компактификацията на цялата структура.

Функции на ДНК

Деоксирибонуклеиновата киселина служи като склад за генетична информация. В последователността на неговите нуклеотиди всички протеини на тялото ни са "скрити". В ДНК те не само са съхранени, но и добре защитени. И дори ако възникне грешка при копирането, ще бъде фиксирана. По този начин всички генетични материали ще бъдат запазени и ще достигнат потомството.

За да предаде информация на потомците, ДНК има способността да се удвои. Този процес се нарича репликация. Една таблица за сравнение на РНК и ДНК ще ни покаже, че друга нуклеинова киселина не знае как да направи това. Но има много други функции.

РНК функции

Всеки тип РНК изпълнява своите функции:

1. Транспортната рибонуклеинова киселина носи аминокиселини към рибозомите, от които се произвеждат протеини. tRNA не само донася строителния материал, но и участва в разпознаването на кодона. И за нейната работа зависи от това колко добре ще бъде изграден протеинът.
2. Информационната РНК чете информация от ДНК и я прехвърля на мястото на протеиновия синтез. Там се прикрепя към рибозомата и диктува реда на аминокиселините в протеина.
3. Рибозомната РНК осигурява целостта на структурата на органела, регулира работата на всички функционални центрове.

Тук има и друга прилика между ДНК и РНК: и двете се интересуват от генетичната информация, която клетката носи.

Сравнение на ДНК и РНК

За да систематизирате цялата по-горе информация, напишете всичко в таблица.

По този начин ние накратко описахме сходствата между ДНК и РНК. Масата ще бъде незаменим помощник в изпита или просто напомняне.

В допълнение към това, което вече научихме, в масата се появиха няколко факта. Например, способността на ДНК да се удвои е необходима за клетъчното делене, така че и двете клетки да получат напълно правилния генетичен материал. Докато за РНК при удвояването няма смисъл. Ако клетката изисква друга молекула, тя я синтезира чрез ДНК матрицата.

Характеристиките на ДНК и РНК се оказаха кратки, но покрихме всички характеристики на структурата и функциите. Много интересен е процесът на транслация - протеинов синтез. След като се запознае с него, става ясно колко РНК играе роля в живота на клетката. И процесът на удвояване на ДНК е много вълнуващ. Какво си струва да разкъсате двойната спирала и да четете всеки нуклеотид!

Научете новините всеки ден. Особено, ако това ново се случи във всяка клетка на тялото ви.