Бул макалада ДНКнын биологиялык ролун биле аласыз. Демек, бул аббревиатура мектептеги отургучтан баарына тааныш, бирок анын эмне экенин баары эле биле бербейт. Мектептеги биология курсунан кийин генетика жана тукум куучулук боюнча минималдуу билим эсинде сакталат, анткени балдарга бул татаал тема үстүртөн гана берилет. Бирок бул билим (ДНКнын биологиялык ролу, анын организмге тийгизген таасири) укмуштуудай пайдалуу болушу мүмкүн.
Келгиле, нуклеиндик кислоталар маанилүү бир кызматты аткараарынан баштайлы, тактап айтканда, алар жашоонун үзгүлтүксүздүгүн камсыздайт. Бул макромолекулалар эки формада берилген:
- ДНК (ДНК);
- РНК (РНК).
Алар дене клеткаларынын түзүлүшү жана иштеши үчүн генетикалык пландын жөнөтүүчүлөрү. Келгиле, алар жөнүндө кененирээк сүйлөшөлү.
ДНК жана РНК
Мындай комплекс менен илимдин кайсы тармагы алектенерин баштайлысыяктуу суроолор:
- тукум маалыматын сактоо принциптерин изилдөө;
- анын ишке ашырылышы;
- берүү;
- биополимерлердин түзүлүшүн изилдөө;
- алардын функциялары.
Мунун баарын молекулярдык биология изилдейт. ДНК менен РНКнын биологиялык ролу кандай деген суроого жоопту биология илимдеринин ушул тармагынан табууга болот.
Нуклеотиддерден пайда болгон бул макромолекулярдык бирикмелер "нуклеиндик кислоталар" деп аталат. Бул жерде инсандын өнүгүшүн, өсүшүн жана тукум куучулукту аныктаган организм жөнүндө маалымат сакталат.
Дезоксирибонуклеин жана рибонуклеин кислотасынын ачылышы 1868-жылга туура келет. Андан кийин окумуштуулар аларды лейкоциттердин жана багыштын сперматозоиддеринин өзөктөрүнөн табууга жетишкен. Кийинки изилдөө ДНК өсүмдүктөр жана жаныбарлар табиятынын бардык клеткаларында болушу мүмкүн экенин көрсөттү. ДНК модели 1953-жылы көрсөтүлүп, ачылыш үчүн Нобель сыйлыгы 1962-жылы ыйгарылган.
ДНК
Бул бөлүмдү жалпысынан макромолекулалардын 3 түрү бар экендиги менен баштайлы:
- дезоксирибонуклеин кислотасы;
- рибонуклеин кислотасы;
- белоктар.
Эми биз ДНКнын түзүлүшүн, биологиялык ролун тереңирээк карайбыз. Ошентип, бул биополимер тукум куучулук, өнүгүү өзгөчөлүктөрү жөнүндө маалыматтарды ташуучунун гана эмес, ошондой эле бардык мурунку муундардын өткөрүп берет. ДНК мономери нуклеотид болуп саналат. Ошентип, ДНК генетикалык кодду камтыган хромосомалардын негизги компоненти болуп саналат.
Мунун берилиши кандаймаалымат? Кептин баары бул макромолекулалардын өз алдынча көбөйүү жөндөмүндө. Алардын саны чексиз, муну алардын чоң өлчөмү жана натыйжада ар кандай нуклеотиддердин ырааттуулугунун өтө көп саны менен түшүндүрүүгө болот.
ДНК структурасы
Клеткадагы ДНКнын биологиялык ролун түшүнүү үчүн бул молекуланын түзүлүшү менен таанышуу керек.
Эң жөнөкөйдөн баштайлы, алардын түзүлүшүндөгү бардык нуклеотиддер үч компоненттен турат:
- азоттуу негиз;
- пентозалык кант;
- фосфат тобу.
ДНК молекуласындагы ар бир жеке нуклеотидде бир азоттук негиз бар. Бул төрт мүмкүн болгондун бири болушу мүмкүн:
- A (аденин);
- G (гуанин);
- C (цитозин);
- T (тимин).
A жана G - пуриндер, ал эми C, T жана U (урацил) - пирамидиндер.
Азоттуу негиздердин катышы үчүн Чаргафф эрежелери деп аталган бир нече эрежелер бар.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) бардык белгисиздерди сол тарапка өткөрүп, төмөнкүнү ала алабыз: (A + G) / (T + C)=1 (бул формула көйгөйлөрдү чечүүдө эң ыңгайлуу биология).
- A + C=G + T.
- (A + C)/(G + T) мааниси туруктуу. Адамдарда бул 0,66, бирок, мисалы, бактерияларда 0,45тен 2,57ге чейин.
Ар бир ДНК молекуласынын түзүлүшү кош буралган спиралга окшош. Полинуклеотиддик чынжырлар антипараллель экенине көңүл буруңуз. Башкача айтканда, нуклеотиддин жайгашкан жерибир жиптеги жуптар экинчисине караганда тескери тартипте. Бул спиралдын ар бир кезеги 10го чейин жуп нуклеотидди камтыйт.
Бул чынжырлар кантип бириктирилген? Эмне үчүн молекула күчтүү жана бузулбайт? Мунун баары азоттук негиздер (А менен Т ортосунда - эки, G жана С ортосунда - үч) ортосундагы суутек байланышы жана гидрофобдук өз ара аракеттенүү жөнүндө.
Бөлүмдүн аягында мен ДНК узундугу 0,25тен 200 нмге чейин өзгөргөн эң чоң органикалык молекула экенин белгилегим келет.
Толуктоо
Келиңиз, жуптук байланыштарды жакындан карап көрөлү. Азоттук негиздер жуптары баш аламан эмес, катуу ырааттуулукта түзүлөөрүн жогоруда айттык. Демек, аденин тимин менен, ал эми гуанин цитозин менен гана байланыша алат. Молекуланын бир тилкесиндеги жуптардын мындай ырааттуу жайгашуусу алардын экинчисинде жайгашуусун шарттайт.
Жаңы ДНК молекуласын пайда кылуу үчүн репликациялоодо же эки эселенгенде «комплементарлык» деп аталган бул эреже сөзсүз түрдө сакталат. Чаргаффтын эрежелеринин кыскача баянында айтылган төмөнкүдөй схеманы байкай аласыз - төмөнкү нуклеотиддердин саны бирдей: A жана T, G жана C.
Репликация
Эми ДНКнын репликациясынын биологиялык ролу жөнүндө сүйлөшөлү. Келгиле, бул молекуланын өзүн-өзү кайра өндүрүү үчүн уникалдуу жөндөмү бар экенинен баштайлы. Бул термин кыз молекуласынын синтезин билдирет.
1957-жылы бул процесстин үч модели сунушталган:
- консервативдик (баштапкы молекула сакталып, жаңысы пайда болот);
- жарым консервативдүү(оригиналдуу молекуланы моночынжырларга бөлүп, алардын ар бирине кошумча негиздер кошуу);
- дисперстүү (молекулярдык ажыроо, фрагменттердин репликациясы жана туш келди чогултуу).
Репликация процесси үч кадамдан турат:
- инициация (геликаза ферментинин жардамы менен ДНК бөлүмдөрүн ачуу);
- элонгация (нуклеотиддерди кошуу менен чынжырдын узартылышы);
- токтотуу (талап кылынган узундукка жеткенде).
Бул татаал процесстин өзгөчө функциясы бар, башкача айтканда, биологиялык ролу – генетикалык маалыматтын так берилишин камсыз кылуу.
РНК
ДНКнын биологиялык ролу эмнеде экенин айтып, эми рибонуклеиндик кислотаны (б.а. РНК) кароого өтүүнү сунуштайбыз.
Бул бөлүмдү бул молекуланын ДНК сыяктуу маанилүү деп баштайлы. Биз аны ар кандай организмден, прокариоттук жана эукариоттук клеткалардан таба алабыз. Бул молекула кээ бир вирустарда да байкалат (кеп РНК камтыган вирустар жөнүндө болуп жатат).
РНКнын айырмалоочу өзгөчөлүгү – бул молекулалардын бир чынжырынын болушу, бирок ал ДНК сыяктуу төрт азоттуу негиздерден турат. Бул учурда бул:
- аденин (A);
- uracil (U);
- цитозин (C);
- гуанин (G).
Бардык РНКлар үч топко бөлүнөт:
- матрица, ал көбүнчө маалыматтык деп аталат (кыскартуу эки формада мүмкүн: mRNA же mRNA);
- транспорт (tRNA);
- рибосомалык (рРНК).
Функциялар
ДНКнын биологиялык ролун, анын структурасын жана РНКнын өзгөчөлүктөрүн карап чыгып, биз рибонуклеиндик кислоталардын өзгөчө миссияларына (функцияларына) өтүүнү сунуштайбыз.
МРНК же мРНКдан баштайлы, анын негизги милдети ДНК молекуласынан маалыматты ядронун цитоплазмасына өткөрүп берүү. Ошондой эле, мРНК белок синтези үчүн шаблон болуп саналат. Молекулалардын бул түрүнүн пайызына келсек, ал абдан төмөн (болжол менен 4%).
Жана клеткадагы рРНКнын пайызы 80. Алар рибосомалардын негизин түзгөндүктөн, зарыл. Рибосомалык РНК белок синтезине жана полипептиддик чынжырды чогултууга катышат.
Чынжырдын аминокислоталарын түзүүчү адаптер - аминокислоталарды белок синтези аймагына өткөрүүчү тРНК. Клеткадагы пайыз болжол менен 15%.
Биологиялык ролу
Кыскача айтканда: ДНКнын биологиялык ролу кандай? Бул молекула табылган учурда бул маселе боюнча ачык маалымат бериле алган эмес, бирок азыр да ДНК менен РНКнын мааниси жөнүндө баары эле белгилүү эмес.
Жалпы биологиялык мааниси жөнүндө айта турган болсок, анда алардын ролу тукум куучулук маалыматты муундан муунга өткөрүп берүү, белоктун синтези жана белок структураларынын коддолушу болуп саналат.
Көпчүлүк төмөнкү версияны билдиришет: бул молекулалар тирүү жандыктардын биологиялык гана эмес, рухий жашоосу менен да байланышкан. Эгер сиз метафизиктердин пикирине ишенсеңиз, анда ДНКда өткөн жашоонун тажрыйбасы жана кудайлык энергия камтылган.
