Nukleïensure speel 'n belangrike rol in die sel, wat die noodsaaklike aktiwiteit en voortplanting daarvan verseker. Hierdie eienskappe maak dit moontlik om hulle die tweede belangrikste biologiese molekules na proteïene te noem. Baie navorsers plaas selfs DNS en RNA in die eerste plek, wat hul hoofbelang in die ontwikkeling van lewe impliseer. Nietemin is hulle bestem om die tweede plek na proteïene in te neem, want die basis van lewe is juis die polipeptiedmolekule.
Nukleïensure is 'n ander lewensvlak, baie meer kompleks en interessant as gevolg van die feit dat elke soort molekule 'n spesifieke werk daarvoor doen. Dit moet in meer besonderhede ondersoek word.
Die konsep van nukleïensure
Alle nukleïensure (DNA en RNA) is biologiese heterogene polimere wat verskil in die aantal kettings. DNA is 'n dubbelstrengige polimeermolekule wat bevatgenetiese inligting van eukariotiese organismes. Sirkelvormige DNA-molekules kan die oorerflike inligting van sommige virusse bevat. Dit is MIV en adenovirusse. Daar is ook 2 spesiale tipes DNS: mitochondriale en plastied (gevind in chloroplaste).
RNA, aan die ander kant, het baie meer tipes, as gevolg van die verskillende funksies van die nukleïensuur. Daar is kern-RNA, wat die oorerflike inligting van bakterieë en meeste virusse, matriks (of boodskapper-RNA), ribosomale en vervoer bevat. Almal van hulle is óf betrokke by die berging van oorerflike inligting óf by geenuitdrukking. Dit is egter nodig om in meer besonderhede te verstaan watter funksies nukleïensure in die sel verrig.
Dubbelstring-DNS-molekule
Hierdie tipe DNS is 'n perfekte bergingstelsel vir oorerflike inligting. 'n Dubbelstring-DNS-molekule is 'n enkele molekule wat uit heterogene monomere bestaan. Hulle taak is om waterstofbindings tussen nukleotiede van 'n ander ketting te vorm. Die DNS-monomeer self bestaan uit 'n stikstofbasis, 'n ortofosfaatresidu en 'n vyfkoolstofmonosakkaried deoksiribose. Afhangende van watter tipe stikstofbasis 'n spesifieke DNS-monomeer onderlê, het dit sy eie naam. Tipes DNS-monomere:
- deoksiribose met 'n ortofosfaatresidu en 'n adeniel stikstofbasis;
- timidien stikstofbasis met deoksiribose en 'n ortofosfaatresidu;
- sitosienstikstofbasis, deoksiribose en ortofosfaatresidu;
- ortofosfaat met deoksiribose en guanien stikstofresidu.
Op skrif, om die DNA-struktuurskema te vereenvoudig, word die adenielresidu as "A" aangewys, die guanienresidu word as "G" aangedui, die timidienresidu is "T", en die sitosienresidu is "C". ". Dit is belangrik dat genetiese inligting van die dubbelstring DNA-molekule na boodskapper-RNA oorgedra word. Dit het min verskille: hier, as 'n koolhidraatresidu, is daar nie deoksiribose nie, maar ribose, en in plaas van die timidiel stikstofbasis, kom urasil in RNA voor.
Struktuur en funksies van DNA
DNS is gebou op die beginsel van 'n biologiese polimeer, waarin een ketting vooraf geskep word volgens 'n gegewe sjabloon, afhangende van die genetiese inligting van die ouersel. DNA-nukleotiede word hier deur kovalente bindings verbind. Dan, volgens die beginsel van komplementariteit, word ander nukleotiede aan die nukleotiede van die enkelstrengige molekule geheg. As in 'n enkelstrengige molekule die begin deur die nukleotied adenien voorgestel word, dan sal dit in die tweede (komplementêre) ketting ooreenstem met timien. Guanien is aanvullend tot sitosien. Dus word 'n dubbelstring-DNS-molekule gebou. Dit is in die kern geleë en stoor oorerflike inligting, wat deur kodons gekodeer word - drieling van nukleotiede. Dubbelstring-DNS-funksies:
- bewaring van oorerflike inligting wat van die ouersel ontvang is;
- geenuitdrukking;
- voorkoming van mutasieveranderinge.
Die belangrikheid van proteïene en nukleïensure
Daar word geglo dat die funksies van proteïene en nukleïensure algemeen is, naamlik:hulle is betrokke by geenuitdrukking. Die nukleïensuur self is hul plek van berging, en die proteïen is die eindresultaat van die lees van inligting van die geen. Die geen self is 'n gedeelte van een integrale DNS-molekule, verpak in 'n chromosoom, waarin inligting oor die struktuur van 'n sekere proteïen deur middel van nukleotiede aangeteken word. Een geen kodeer vir die aminosuurvolgorde van slegs een proteïen. Dit is die proteïen wat die oorerflike inligting sal implementeer.
Klassifikasie van RNA-tipes
Die funksies van nukleïensure in die sel is baie uiteenlopend. En hulle is die meeste in die geval van RNA. Hierdie multifunksionaliteit is egter steeds relatief, want een tipe RNA is verantwoordelik vir een van die funksies. In hierdie geval is daar die volgende tipes RNA:
- kern-RNA van virusse en bakterieë;
- matriks (inligting) RNA;
- ribosomale RNA;
- boodskapper RNA-plasmied (chloroplast);
- Chloroplast ribosomale RNA;
- mitochondriale ribosomale RNA;
- mitochondriale boodskapper-RNA;
- dra RNA oor.
RNA-funksies
Hierdie klassifikasie bevat verskeie tipes RNA, wat verdeel word na gelang van die ligging. In funksionele terme moet hulle egter in slegs 4 tipes verdeel word: kern, inligting, ribosomaal en vervoer. Die funksie van ribosomale RNA is proteïensintese gebaseer op die nukleotiedvolgorde van boodskapper-RNA. Waarinaminosure word na die ribosomale RNA "gebring", "gestring" op die boodskapper-RNA, deur middel van 'n transport-ribonukleïensuur. Dit is hoe sintese verloop in enige organisme wat ribosome het. Die struktuur en funksies van nukleïensure verskaf beide die bewaring van genetiese materiaal en die skepping van proteïensinteseprosesse.
Mitochondriale nukleïensure
As byna alles bekend is oor die funksies in die sel wat verrig word deur nukleïensure wat in die kern of sitoplasma geleë is, dan is daar nog min inligting oor mitochondriale en plastied-DNS. Spesifieke ribosomale en boodskapper-RNA's is ook hier gevind. Nukleïensure DNA en RNA is hier teenwoordig, selfs in die mees outotrofiese organismes.
Miskien het die nukleïensuur die sel binnegekom deur simbiogenese. Hierdie pad word deur wetenskaplikes as die mees waarskynlike beskou as gevolg van die gebrek aan alternatiewe verduidelikings. Die proses word soos volg beskou: 'n simbiotiese outotrofiese bakterie het op 'n sekere tydperk in die sel ingekom. Gevolglik leef hierdie kernvrye sel binne die sel en voorsien dit van energie, maar word geleidelik afgebreek.
In die aanvanklike stadiums van evolusionêre ontwikkeling het 'n simbiotiese nie-kernbakterie waarskynlik mutasieprosesse in die kern van die gasheersel beweeg. Dit het toegelaat dat die gene wat verantwoordelik is vir die stoor van inligting oor die struktuur van mitochondriale proteïene in die nukleïensuur van die gasheersel ingebring word. Maar vir nou, watter funksies in die sel word verrig deur nukleïensure van mitochondriale oorsprong,nie veel inligting nie.
Waarskynlik word sommige proteïene in die mitochondria gesintetiseer, waarvan die struktuur nog nie deur die gasheer se kern-DNS of RNA gekodeer is nie. Dit is ook waarskynlik dat die sel slegs sy eie meganisme van proteïensintese benodig omdat baie proteïene wat in die sitoplasma gesintetiseer word nie deur die dubbelmembraan van die mitochondria kan kom nie. Terselfdertyd produseer hierdie organelle energie, en dus, as daar 'n kanaal of 'n spesifieke draer vir die proteïen is, sal dit genoeg wees vir die beweging van molekules en teen die konsentrasiegradiënt.
Plasmied DNA en RNA
Plastiede (chloroplaste) het ook hul eie DNA, wat waarskynlik verantwoordelik is vir die implementering van soortgelyke funksies, soos die geval is met mitochondriale nukleïensure. Dit het ook sy eie ribosomale, boodskapper en oordrag-RNA. Boonop is plastiede, te oordeel aan die aantal membrane, en nie volgens die aantal biochemiese reaksies nie, meer ingewikkeld. Dit gebeur dat baie plastiede 4 lae membrane het, wat deur wetenskaplikes op verskillende maniere verduidelik word.
Een ding is duidelik: die funksies van nukleïensure in die sel is nog nie volledig bestudeer nie. Dit is nie bekend watter betekenis die mitochondriale proteïensintetiseringstelsel en die analoog chloroplastiese stelsel het nie. Dit is ook nie heeltemal duidelik hoekom selle mitochondriale nukleïensure benodig as proteïene (natuurlik nie almal nie) reeds in kern DNA (of RNA, afhangend van die organisme) gekodeer is. Alhoewel sommige feite ons dwing om saam te stem dat die proteïensintetiseringsisteem van mitochondria en chloroplaste verantwoordelik is vir dieselfde funksies asen DNA van die kern en RNA van die sitoplasma. Hulle stoor oorerflike inligting, reproduseer dit en gee dit aan dogterselle deur.
CV
Dit is belangrik om te verstaan watter funksies in die sel nukleïensure van kern-, plastied- en mitochondriale oorsprong verrig. Dit maak baie vooruitsigte vir die wetenskap oop, want die simbiotiese meganisme waarvolgens baie outotrofiese organismes verskyn het, kan vandag weergegee word. Dit sal dit moontlik maak om 'n nuwe tipe sel te verkry, miskien selfs 'n menslike een. Alhoewel dit te vroeg is om te praat oor die vooruitsigte vir die bekendstelling van multi-membraan plastiedorganelle in selle.
Dit is baie belangriker om te verstaan dat nukleïensure verantwoordelik is vir byna alle prosesse in 'n sel. Dit is beide proteïenbiosintese en die bewaring van inligting oor die struktuur van die sel. Boonop is dit baie belangriker dat nukleïensure die funksie verrig om oorerflike materiaal van ouerselle na dogterselle oor te dra. Dit waarborg die verdere ontwikkeling van evolusionêre prosesse.
