DNK

Pojasnjujemo, kaj je DNK, njegove značilnosti, funkcije in struktura

Ilustracija DNK dvojne strukture propelerja

Kaj je DNK?

DNK (Deoksiribonukleinska kislina) je biomolekula, ki sestavlja genom vseh živih bitij in nekaterih vrst virusov. Vsebuje potrebne informacije za izvor organizma in tako, da deluje.

Znanstveniki uporabljajo izraz genom Navajati celoten nabor vseh molekul DNK, ki so v celicah katerega koli živega bitja: v jedru evkariontskih celic (in majhna količina v mitohondrijih in kloroplastih) in v nukleisnem območju citosola prokariontskih celic.

DNK je zasnovan kot nabor načrti tudi navodila genetsko vsakega živega organizma, saj so informacije, ki jih vsebuje geni (Definirani segmenti genoma) zagotavlja molekularne podlage za proizvodnja beljakovin, ki so glavni strukturni bloki celic.

Proteini ne tvorijo samo encimov, ki so sposobni katalizirati celične kemijske reakcije, ampak so tudi glavne entitete, ki omogočajo celici, da uravnava aktivnost svojih genov, se premika, komunicira z okolico, se nanj odziva, pomnoži in izpolnjuje svoj življenjski cikel.

Vsaka vrsta ima edinstven genom, ki ga definira, ki se zvesto prenaša iz ene generacije v drugo in to velja za enocelične organizme in za večcelične organizme.

Od uradnega odkritja leta 1869 s strani švicarskega Friedricha Miescherja je DNK obsežno preučeval in je osnova za večino raziskav številnih znanstvenih disciplin, ki so povezane z živimi bitji.

Značilnosti DNK

- DNK najdemo v celicah, večinoma v jedru (jedrska DNK) in nižja količina mitohondrijev (mitohondrijska DNK).

- Gre za makromolekulo, ki jo v bistvu tvorijo ogljik, vodik, kisik, fosfor in dušik.

- Sestavljen je iz dvojne verige kemijskih enot baze dušika ki so povezani med seboj (adenin, Timin, gvanin in citozin) in so "oboroženi" v odru ali okostje, ki ga tvorijo sladkorji (deoksiriboza) in fosfatne skupine.

Vam lahko služi: maščobne kisline: struktura, vrste, funkcije, biosinteza

- Tvori genom vseh živih bitij na Zemlji (in nekaterih virusov).

- V evkariontskih celicah je DNK sestavljena iz linearnih molekul, povezanih z beljakovinami (histoni), ki prispevajo k njihovemu stiku, da tvorijo Kromatin, 'Snov', ki tvori kromosome, ki jih vsebuje jedro.

- V prokariontskih celicah je sestavljena iz (1) krožne molekule, ki se nahaja v nukleisnem območju citosola, tudi v interakciji z nekaterimi beljakovinami, in (2) nekaterih 'ekstrakromosomskih' molekul, znanih kot plazmidi.

- Vrstni red dušikovih baz, ki sestavljajo DNK, ki tvori vsak gen.

- To je glavna celična celična molekula, saj lahko informacije, ki jih nosimo.

DNK funkcije

Desoxyribonukleinska kislina ima ključne funkcije za vse organizme, ki jih poznamo, nekatere od teh funkcij.

Ta makromolekula deluje predvsem kot:

• Dedni material: Vse celice v organizmu (enocelični ali večcelični) imajo v bistvu enak nabor genov (istega genoma), kar je mogoče le zahvaljujoč zvestemu prenosu DNK generacije do drugega skozi njihovo replikacija.
• Kodira in shrani informacije: DNK vsebuje vse potrebne informacije, tako da so celice in organizmi takšni, kot so, in izvajajo njihove posebne funkcije. Takšne informacije vsebujejo kodo, ki je v branje, V beljakovinah je "dešifriran", ki sestavljajo celice, brez katerih življenje ne bi bilo mogoče.
• Priznava spremembe: Čeprav lahko konstantne, lahko dedne informacije, ki jih vsebuje DNK, v določenih priložnostih spremenijo produkt mutacij, ki živim bitjem ne dajejo le nekaj plastičnosti, ampak omogočajo razvoj novih vrst (to je gradivo, na katerem je "naravna selekcija. dejanja).

Vam lahko služi: 8 najpomembnejših biogeokemičnih ciklov (opis)

Struktura DNK

DNK v evkariontski celici

DNK (2'-dexxxi-5'-lribonukleinska kislina) je makromolekula, ki jo tvorijo različne kemične enote, ki se ponavljajo v različnih naročilih nukleotidi.

Dvojni propeler

Njegova glavna struktura je sestavljena iz dvojne vijačnice, ki jo tvorita dva komplementarna nukleotidna pramena, ki sta med seboj povezana linearna in prečno z različnimi vrstami kemičnih vezi.

Dopolnjene baze dušika so naročene tako, da dvojni propeler spominja na polževo lestev.

Struktura DNK je bila razjasnjena v petdesetih letih prejšnjega stoletja, zahvaljujoč delom velikih raziskovalcev, vključno z J. Watson, f. Crick in R. Franklin.

Monomeri

Nukleotidi - ki so monomeri polimera DNA - so sestavljeni iz treh kemičnih molekul:

• Sladkor.
• Fosfatna skupina.
• Baza dušika.

Sladkor je enak za vse monomere: deoksiriboza. Desoxyribose je pet ogljikov sladkor, katerega ciklična struktura vsebuje 4 ogljikove atome in atom kisika, s hidroksilno skupino (-OH), pritrjeno na tretji ogljik obroča, in atom ogljika, pritrjenega na sobo.

Fosfatna skupina je pogosta tudi za vse nukleotide in je sestavljena iz štirih kisikovih atomov, združenih z atomom fosforja.

Baze dušika so 4: adenin (a), timina (t), gvanin (g) in citozin (c). Te molekule se vežejo na deoksiribijski sladkor fosfat, da tvorijo nukleotid.

Znani so kot "dušikove baze", ker imajo v svoji strukturi več kot en dušikov atom in so razmeroma zapletene molekule.

5'-3 'povezava

Nukleotid se pridruži še enemu linearno zahvaljujoč kovalentni tipi Povezava s fosfodiésterjem, ki povezuje 5 'ogljikov atom nukleotida s 3' ogljikovim atomom naslednjega.

Številki 5 'in 3' se nanaša na atoma ogljika, ki pripadajo sladkorju vsakega nukleotida, saj so z konvencijo ogljikovi deoksiribozi navedeni v smeri igle ure, atom je 1 'tisti, ki ga najde desnica atoma kisika v obroču in 5 'tista, ki izstopa iz strukture.

Vam lahko služi: termoregulacija: fiziologija, mehanizmi, vrste in spremembe

Osnovna komplementarnost

Kot smo že povedali, ima DNK dvojno strukturo propelerja, ki jo tvorita dve dopolnilni nukleotidni verigi drug z drugim.

Medtem ko linearno nukleotidno zaporedje posreduje kovalentne vezi tipa Povezave s fosfodiésterjem, Komplementarne baze, ki se pridružijo verigam, s katerimi se soočajo, podpirajo nekovalentne povezave Vodikove vezi.

Komplementarnost baz DNK je taka, da a adenin Vedno 'kobila' z a Timina in eno Guanina Vedno to počne z a Citozin. Baza Adenine in Guanina spadata v skupino Puririna, medtem ko Timin in citozin pripadata skupini pirimidina.

Pomen DNK

Ker DNK vsebuje potrebne informacije za izdelavo beljakovin, ki sestavljajo celice, je ta makromolekula bistvena za življenje in njegovo kontinuiteto.

DNK je odvisna od rasti, presnove, razmnoževanja in zdravja vseh živih bitij. Ta pomen postane še bolj očiten, na primer, ko DNK utrpi škodo ali mutacije, kar ima na splošno resne posledice za naše zdravje (govorimo v človeškem kontekstu).

Čeprav niso vse informacije, ki jih vsebujejo DNK, v proizvodnji beljakovin, so tako pomembne zaporedja dajalniki Kot tisti, ki niso. Nekateri avtorji naredijo zanimivo analogijo s pisnim besedilom:

Geni, ki kodirajo beljakovine, so besede besedila in genov ali segmentov DNK, ki se ne berejo, saj beljakovine zagotavljajo prostore in ločila, ki omogočajo, da so informacije besedila "čitljive".

Po drugi strani je DNK bistvenega.