Нуклеин кислоталары клеткада маанилүү роль ойноп, анын жашоо активдүүлүгүн жана көбөйүшүн камсыз кылат. Бул касиеттери аларды белоктордон кийинки экинчи маанилүү биологиялык молекулалар деп атоого мүмкүндүк берет. Көптөгөн изилдөөчүлөр ДНК менен РНКны биринчи орунга коюп, алардын жашоонун өнүгүшүндөгү негизги маанисин айтышкан. Ошого карабастан, алар белоктордон кийинки экинчи орунду ээлешет, анткени жашоонун негизин так полипептиддик молекула түзөт.
Нуклеиндик кислоталар жашоонун башка деңгээли, молекуланын ар бир түрү ал үчүн белгилүү бир кызматты аткаргандыктан алда канча татаал жана кызыктуу. Бул кененирээк каралышы керек.
Нуклеиндик кислоталар түшүнүгү
Бардык нуклеиндик кислоталар (ДНК жана РНК) чынжырчалардын саны боюнча айырмаланган биологиялык гетерогендүү полимерлер. ДНК камтыган эки жипчелүү полимердик молекулаэукариоттук организмдердин генетикалык маалыматы. Айланма ДНК молекулалары кээ бир вирустардын тукум куучулук маалыматын камтышы мүмкүн. Булар ВИЧ жана аденовирустар. Ошондой эле ДНКнын 2 өзгөчө түрү бар: митохондриялык жана пластиддик (хлоропласттарда кездешет).
РНК, тескерисинче, нуклеин кислотасынын ар кандай функцияларынан улам дагы көптөгөн түрлөрү бар. Бактериялардын жана көпчүлүк вирустардын, матрицанын (же кабарчы РНКнын), рибосомалык жана транспорттун тукум куучулук маалыматын камтыган ядролук РНК бар. Алардын баары тукум куучулук маалыматты сактоого же ген экспрессиясына катышат. Бирок нуклеиндик кислоталардын клеткада кандай кызматтарды аткарарын тереңирээк түшүнүү керек.
Кош тизмектүү ДНК молекуласы
ДНКнын бул түрү тукум куучулук маалымат үчүн эң сонун сактоо системасы. Кош тизмектүү ДНК молекуласы гетерогендүү мономерлерден турган бир молекула. Алардын милдети башка чынжырдагы нуклеотиддердин ортосунда суутек байланыштарын түзүү. ДНК мономеринин өзү азоттуу негизден, ортофосфат калдыктарынан жана беш көмүртектүү моносахарид дезоксирибозасынан турат. Белгилүү бир ДНК мономеринин негизинде азоттук негиздин кандай түрүнө жараша анын өзүнүн аталышы болот. ДНК мономерлеринин түрлөрү:
- дезоксирибоза ортофосфат калдыктары жана аденил азоттук негизи менен;
- дезоксирибоза жана ортофосфат калдыктары бар тимидин азоттук негизи;
- цитозин азоттук негизи, дезоксирибоза жана ортофосфат калдыктары;
- дезоксирибоза жана гуанин азоттук калдыктары бар ортофосфат.
Жазуу түрүндө ДНК структурасынын схемасын жөнөкөйлөтүү үчүн аденил калдыгы "А", гуанин калдыгы "G", тимидин калдыгы "Т" жана цитозин калдыгы "C" деп белгиленет. ". Генетикалык маалыматтын кош тилкелүү ДНК молекуласынан кабарчы РНКга өтүшү маанилүү. Анын бир аз айырмасы бар: бул жерде карбонгидрат калдыктары катары дезоксирибоза эмес, рибоза жана тимидил азоттуу негизинин ордуна РНКда урацил пайда болот.
ДНКнын түзүлүшү жана функциялары
ДНК биологиялык полимер принцибинде курулган, анда бир чынжыр ата-энелик клетканын генетикалык маалыматына жараша берилген шаблон боюнча алдын ала түзүлөт. ДНК нуклеотиддери бул жерде коваленттик байланыштар менен байланышкан. Андан кийин толуктоо принцибине ылайык, бир катарлуу молекуланын нуклеотиддерине башка нуклеотиддер кошулат. Эгерде бир тилкелүү молекулада башталышы аденин нуклеотиди менен көрсөтүлсө, экинчи (комплементарь) чынжырда тиминге туура келет. Гуанин цитозинди толуктап турат. Ошентип, эки жиптүү ДНК молекуласы курулат. Ал ядродо жайгашып, тукум куучулук маалыматты сактайт, ал кодондор – нуклеотиддердин триплеттери менен коддолгон. Кош тизмектүү ДНК функциялары:
- ата-энелик клеткадан алынган тукум куучулук маалыматтын сакталышы;
- ген экспрессиясы;
- мутациялык өзгөрүүлөрдүн алдын алуу.
Белоктордун жана нуклеиндик кислоталардын мааниси
Белоктор менен нуклеиндик кислоталардын функциялары жалпы деп эсептелет, атап айтканда:алар ген экспрессиясына катышат. Нуклеин кислотасынын өзү аларды сактоочу жер, ал эми белок болсо генден маалыматты окуунун акыркы натыйжасы. Гендин өзү бир интегралдык ДНК молекуласынын хромосомага салынган бир бөлүгү, анда белгилүү бир белоктун түзүлүшү жөнүндө маалымат нуклеотиддер аркылуу жазылат. Бир ген бир гана белоктун аминокислота ырааттуулугун коддойт. Бул тукум куучулук маалыматты ишке ашыра турган белок.
РНК типтеринин классификациясы
Клеткадагы нуклеиндик кислоталардын функциялары абдан ар түрдүү. Жана алар РНКда эң көп. Бирок, бул көп функциялуулугу дагы эле салыштырмалуу, анткени РНКнын бир түрү функциялардын бирине жооп берет. Бул учурда, РНКнын төмөнкү түрлөрү бар:
- вирустардын жана бактериялардын ядролук РНКсы;
- матрицалык (маалымат) РНК;
- рибосомалык РНК;
- хабарчы РНК плазмиди (хлоропласт);
- Хлоропласт рибосомалык РНК;
- митохондриялык рибосомалык РНК;
- митохондриялык кабарчы РНК;
- трансфер РНК.
РНК функциялары
Бул классификация РНКнын бир нече түрүн камтыйт, алар жайгашкан жерине жараша бөлүнөт. Бирок функционалдык жагынан алар 4 гана түргө бөлүнүшү керек: ядролук, маалыматтык, рибосомдук жана транспорттук. Рибосомалык РНКнын функциясы - кабарчы РНКнын нуклеотиддик ырааттуулугуна негизделген белок синтези. Кайдааминокислоталар транспорттук рибонуклеин кислотасы аркылуу кабарчы РНКга «чымдалган» рибосомалык РНКга «алып келинет». Рибосомалары бар ар бир организмде синтез ушундайча жүрөт. Нуклеиндик кислоталардын түзүлүшү жана функциялары генетикалык материалдын сакталышын да, протеин синтези процесстерин түзүүнү да камсыз кылат.
Митохондриялык нуклеиндик кислоталар
Ядродо же цитоплазмада жайгашкан нуклеиндик кислоталардын клеткадагы функциялары жөнүндө дээрлик бардыгы белгилүү болсо, анда митохондриялык жана пластиддик ДНКлар жөнүндө дагы эле маалымат аз. Бул жерде атайын рибосомалык жана кабарчылык РНКлар да табылган. Нуклеиндик кислоталар ДНК жана РНК бул жерде эң автотрофтуу организмдерде да бар.
Балким, нуклеин кислотасы симбиогенез жолу менен клеткага киргендир. Бул жол альтернативалуу түшүндүрмөлөрдүн жоктугунан улам окумуштуулар тарабынан эң ыктымалдуу жол катары каралат. Бул процесс төмөнкүчө каралат: симбиоздук автотрофтук бактерия белгилүү бир мезгилде клетканын ичине кирген. Натыйжада, бул ядросуз клетка клетканын ичинде жашап, аны энергия менен камсыз кылат, бирок акырындык менен бузулат.
Эволюциялык өнүгүүнүн алгачкы этаптарында, сыягы, симбиотикалык ядролук эмес бактерия кабыл алуучу клетканын ядросундагы мутация процесстерин жылдырган. Бул митохондриялык белоктордун структурасы жөнүндө маалыматты сактоо үчүн жооптуу гендерди кабыл алуучу клетканын нуклеиндик кислотасына киргизүүгө мүмкүндүк берди. Бирок азырынча митохондриялык нуклеиндик кислоталар клеткадагы кандай функцияларды аткарышат?көп маалымат жок.
Балким, кээ бир белоктор митохондрияда синтезделет, алардын структурасы али кожоюндун ядролук ДНКсы же РНКсы тарабынан коддолбогон. Цитоплазмада синтезделген көптөгөн протеиндер митохондриянын кош кабыкчасынан өтө албагандыктан гана клеткага протеин синтезинин өзүнүн механизми керек болушу ыктымал. Ошол эле учурда бул органеллдер энергия өндүрөт, демек, белок үчүн канал же белгилүү бир алып жүрүүчү болсо, ал молекулалардын кыймылы үчүн жана концентрация градиентине каршы жетиштүү болот.
Плазмиддик ДНК жана РНК
Пластиддердин (хлоропласттардын) да өзүнүн ДНКсы бар, алар, кыязы, митохондриялык нуклеиндик кислоталар сыяктуу, окшош функцияларды ишке ашыруу үчүн жооптуу. Ошондой эле өзүнүн рибосомалык, кабарчы жана трансфер РНКсы бар. Анын үстүнө, биохимиялык реакциялардын саны боюнча эмес, мембраналардын саны боюнча караганда, пластиддер татаалыраак. Көптөгөн пластиддерде 4 катмар мембраналар болот, муну окумуштуулар ар кандай жолдор менен түшүндүрүшөт.
Бир нерсе айдан ачык: клеткадагы нуклеиндик кислоталардын функциялары али толук изилдене элек. Митохондриялык белок синтездөөчү системанын жана ага окшош хлоропласттык системанын кандай мааниси бар экени белгисиз. Белоктор (албетте, баары эмес) ядролук ДНКда (же организмге жараша РНКда) коддолгон болсо, клеткалар эмне үчүн митохондриялык нуклеиндик кислоталарга муктаж экени да толук түшүнүксүз. Кээ бир фактылар бизди митохондрия менен хлоропласттардын протеин синтездөөчү системалары менен бирдей функцияларды аткарат дегенге макул болууга мажбурлайт.жана ядронун ДНКсы жана цитоплазманын РНКсы. Алар тукум куучулук маалыматты сактап, көбөйтүп, эне клеткаларына өткөрүп беришет.
CV
Ядролук, пластиддик жана митохондриялык нуклеиндик кислоталар клеткада кандай функцияларды аткарарын түшүнүү маанилүү. Бул илим үчүн көптөгөн перспективаларды ачат, анткени көптөгөн автотрофтуу организмдер пайда болгон симбиотикалык механизм бүгүнкү күндө кайра жаралышы мүмкүн. Бул клетканын жаңы түрүн, атүгүл адамдыкын да алууга мүмкүндүк берет. Клеткаларга көп мембраналуу пластиддик органеллдерди киргизүүнүн перспективалары жөнүндө айтуу али эрте болсо да.
Клеткадагы дээрлик бардык процесстерге нуклеиндик кислоталар жооптуу экенин түшүнүү алда канча маанилүү. Бул протеин биосинтези жана клетканын түзүлүшү жөнүндөгү маалыматтын сакталышы. Мындан тышкары, нуклеиндик кислоталар тукум куучулук материалды ата-энелик клеткалардан кыз клеткаларга өткөрүп берүү милдетин аткарышы алда канча маанилүү. Бул эволюциялык процесстердин андан ары өнүгүшүнө кепилдик берет.
