Baza materială pentru reproducerea (ereditatea) organismelor sunt acizi nucleici care stochează informația genetică și o realizează prin sinteza moleculelor de proteine.
Deschise acizi nucleici în 1869 F. Misher. Le-a izolat de leucocitele puroiului și apoi de la spermatozoizi, în mod special din nucleele lor, le-a servit și numele lor (nucleul nucleului) - acidul nucleic. Dar ele pot apărea și în citoplasmă, în mitocondrii, plastide.
Există 2 tipuri de acizi nucleici: ADN și ARN.
Acizii nucleici sunt polimeri cu o greutate moleculară de câteva mii până la miliarde și constau din numeroși mii de monomeri → mononucleotide.
Fiecare nucleotidă constă din 3 componente: o bază azotată, un carbohidrat, un reziduu de acid fosforic.
A) Bazele azotate sunt:
purină: adenină (A) guanină (D)
pirimidină: Uracil (U) Tiamină (T) Citozină (C)
B) Carbohidrat - pentoză (constă din 5 atomi de carbon): Ribose C5H10O5,
bază azotată Compusul se numește un nucleozid pentoză (relația dintre azotul din 9 poziția purinei sau poziția 3-lea al bazelor pirimidinice și carbohidratului în prima poziție a pentozei).
B) Reziduul de acid fosforic - fosfat este atașat la cel de-al 5-lea atom de carbon al pentozelor.
Astfel, nucleotidele diferă numai în baza azotului, determinând numele nucleotidelor corespunzătoare; adenil (A), guanil (D), citidil (C) și timidil (T), Y (uridil)
Acizii nucleici ai organismului: ARN și ADN - diferă în funcție de compoziție, structură, funcții și locație.
2. ADN - acid deoxiribonucleic.
Structura: un lanț lung format din mai multe mii - monomeri - dezoksiribomononukleotidov. Nucleotidele care alcatuiesc ADN-ul conține carbohidrat deoxiriboză, un rest de acid fosforic și unul dintre cele patru baze azotate: adenină, guanină, citozină și timină.
Structura ADN are 3 nivele de organizare:
Primar. Nucleotidele care fac parte dintr-un lanț sunt legate secvențial prin formarea de legături covalente între deoxiriboză singură și un rest de acid fosforic al altei nucleotide. Lanțul ADN poate consta din câteva zeci de mii și chiar milioane de nucleotide.
Restul de acid fosforic leagă două pentoze unul cu celălalt.
Datorită reacției de polimerizare a nucleotidelor, se formează acizi nucleici - 1 lanț.
Secundar. stabilit de Watson și Crick (1953) și este o spirală, formată din 2 lanțuri polinucleotidice (lanțuri îndreptate în direcția opusă - helix antiparalel) → seamănă cu o scară în spirală: balustradă - este dezoxiriboză și etapele - perechea de baze (1 purinică - 1 pirimidină) se află în interiorul helixului. Liniile lanțurilor polinucleotidice pot fi separate numai după ce helixul nu este înfășurat în 2 lanțuri.
Ochoa și Chargaf demonstrat că bazele azotate ale lanțurilor ADN de diferite perechi de formă, pe baza complementarității (complementare de potrivire spațială, reciprocă), adică potrivite între ele A = T = C T.
Bazele complementare sunt legate între ele prin legături de hidrogen, între A T (două legături) Г Ц (3).
În consecință, în orice organism, numărul de nucleotide adenil este egal cu numărul de nucleotide timidil, iar numărul de guanili este egal cu numărul de citatil. Cunoscând secvența de aranjare a nucleotidelor într-un lanț ADN prin principiul complementarității, este posibil să se stabilească nucleotidele unui alt lanț.
1 lanț А Т Г Г Г Ц Ц АГ Г Т
2 lanț Т А Ц Ц Ц Г Т Ц Ц А
Terțiar este locația moleculei ADN în spațiu. În nucleu se află cromatina (aglomerări, granule, filamente) → cromozomi.
Structura include o proteina histone, si este rana molecula de ADN, iar acestea sunt din nou răsucite într-o spirală, gros format fibriolly. → este a treia structură (ambalaj dens)
ADN-ul este localizat în nucleu, în mitocondrii (cantitate 5%) → aici are forma unui inel, în plastide.
Proprietăți chimice: aciditate ridicată, vâscozitate ridicată, capacitate de denaturare → sub influența factorilor specifici - moleculele de ADN denaturate → se decuplează în două lanțuri. Acest lucru are o importanță deosebită în procesul de replicare → dublare a ADN-ului, adică formarea unui nou ADN fiică în diviziunea celulară. ADN-ul sub influența enzimelor este neclar și o nouă fiică este construită pe fiecare lanț vechi. Se formează 2 ADN-uri, fiecare constând dintr-un lanț vechi și unul nou.
Structura fiecărei molecule ADN este strict individuală și specifică, deoarece este o formă de cod de înregistrare a informațiilor biologice (cod genetic). Cu alte cuvinte, cu ajutorul a patru tipuri de nucleotide, toate informațiile importante despre organism, moștenite de generațiile următoare, sunt înregistrate în ADN.
3. ARN este acidul ribonucleic.
O polinucleotidă cu un singur lanț. Compoziția nucleotidelor include. 4 baze azotate: G C A U, ribozoa carbohidrat și acid fosforic. ARN este mai mică decât ADN (ARN conține 75-10000 nucleotide), dar cantitatea de ARN din celulă este mai mare decât ADN.
Toate tipurile de ARN sunt sintetizate pe un șablon ADN. Se sintetizează în nucleul (în nucleu).
Structura primară - legătura consecutivă a nucleotidelor în lanț.
Secundar - un lanț polinucleotidic unic parțial spiralat (reținut de legăturile de hidrogen sub denumirea de "păr de păr")
Terțiar - aranjamentul spațial al moleculei (trifoi, corpuri dense).
Există 3 tipuri de ARN, care diferă în structură, mărimea moleculelor, locația în celulă și funcțiile efectuate.
P-ARN - ribozomal sau ribozomal sintetizat în principal în nucleol și reprezintă aproximativ 85% din toate celulele ARN. Aceștia fac parte din ribozomul care leagă cele două subunități și sunt implicați în formarea centrului activ al ribozomului, unde are loc procesul de biosinteză a proteinelor.
T-ARN - transport. Formată în nucleul ADN, apoi transferată în citoplasmă. Acestea constituie aproximativ 10% din ARN celular și sunt cel mai mic din ARN de mărime, format din 70-100 nucleotide. Fiecare ARN-t atașează un aminoacid specific și îl transportă la locul de asamblare a polipeptidei în ribozom. Există 20 dintre ele (câte aminoacizi sunt incluși în proteine).
Toate tRNA cunoscute datorită interacțiunii complementare formează o structură secundară, asemănătoare cu o frunză de trifoi. Există două regiuni active în molecula tARN: un triplet-anticodon la un capăt și un capăt acceptor pe cealaltă (Figura 20).
Fiecare aminoacid corespunde unei combinații de trei nucleotide - un triplet. Codificarea tripletelor de aminoacizi - codonii ADN - sunt transmise ca informații a tripletelor (codonilor) de ARNm. În partea superioară a frunzei trifoi este un triplet de nucleotide, care este complementară codonului corespunzător al ARNm. Acest triplet este diferit pentru tARN care poartă aminoacizi diferiți și codifică exact aminoacidul care este transferat la acest tARN. A fost numit anticodon.
Capătul acceptor este "tamponul de aterizare" pentru aminoacid.
Și-ARN (informații, sau matrice) reprezintă aproximativ 5% din ARN-ul celular total. Acestea sunt sintetizate pe locul unuia dintre lanțurile moleculei ADN și transmit informații despre structura proteinei din nucleul celular la ribozomi, unde această informație este realizată, adică devine baza (matricea) pentru sinteza unei proteine specifice, care traduce informația genetică a ADN-ului în secvența de aminoacizi a proteinelor. În funcție de cantitatea de informații copiate, molecula mRNA poate avea o lungime diferită.
Astfel, diferite tipuri de ARN sunt un sistem funcțional unic care vizează realizarea informațiilor ereditare prin sinteza proteinelor. Moleculele ARN sunt în nucleul, citoplasma, ribozomii, mitocondriile și plastidele celulei. Toate tipurile de ARN, cu excepția virusurilor ARN genetice, nu sunt capabile de auto-asimilare și auto-asamblare.
Secvența polinucleotidică a ADN-ului în practic toate organismele (cu excepția virușilor) este purtătorul primar al informațiilor genetice. Ie cantitatea de informații care este necesară pentru existența unui organism în anumite condiții de mediu și, de asemenea, pentru reproducerea propriului tip.
În celulele eucariote, materialul genetic este distribuit în mai multe cromozomi (23 de perechi la om), 1 cromozom conține 1 moleculă ADN (cromatică).
Secvența polinucleotidică a ADN-ului constă din secțiuni care codifică și nu codifică macromoleculele (regiunile non-codificatoare ale ADN-ului joacă un rol structural).
Unitățile structurale indivizibile de informații ereditare sunt gene.
Gena este o regiune a moleculei ADN (virusuri ARN) care codifică sinteza 1 macromolecule: proteină, rRNA sau tRNA (1 gena - 1 proteină).
Genele sunt situate în anumite zone ale cromozomilor - loci. Genele sunt asociate întotdeauna cu o genă în 1 cromozom omolog, 2 în 2 (cu excepția a 23 de perechi de heterocromozomi XX identice, XY diferite).
Un set de gene (informații) ale nucleului celular este un genotip.
Setul de gene dintr-un set de cromozomi haploid a fost numit o genă.
Gena umană are o parte codificată - exon, cu o lungime totală de câteva mii de perechi de baze, dar lungimea sa este mult mai mare, deoarece gena are regiuni necodificatoare - introni.
În majoritatea genelor, partea de codificare este împărțită în mai mulți exoni, dintre care intronii sunt localizați.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: