Sudah diketahui bahwa semua bentuk materi hidup, dari virus hingga hewan yang sangat terorganisir (termasuk manusia), memiliki alat keturunan yang unik. Ini diwakili oleh molekul dari dua jenis asam nukleat: deoksiribonukleat dan ribonukleat. Dalam zat organik ini, informasi dikodekan yang ditransmisikan dari individu induk ke keturunannya selama reproduksi. Dalam karya ini, kita akan mempelajari struktur dan fungsi DNA dan RNA di dalam sel, dan juga mempertimbangkan mekanisme yang mendasari proses pemindahan sifat-sifat turun-temurun dari materi hidup.
Ternyata, sifat asam nukleat, meskipun memiliki beberapa ciri umum, namun berbeda dalam banyak hal. Oleh karena itu, kami akan membandingkan fungsi DNA dan RNA yang dilakukan oleh biopolimer ini dalam sel berbagai kelompok organisme. Tabel yang disajikan dalam karya akan membantu untuk memahami apa perbedaan mendasar mereka.
Asam nukleat –biopolimer kompleks
Penemuan di bidang biologi molekuler yang terjadi pada awal abad ke-20, khususnya penguraian kode struktur asam deoksiribonukleat, menjadi pendorong pengembangan sitologi modern, genetika, bioteknologi, dan genetika rekayasa. Dari sudut pandang kimia organik, DNA dan RNA adalah zat makromolekul yang terdiri dari unit berulang berulang - monomer, juga disebut nukleotida. Diketahui bahwa mereka saling berhubungan, membentuk rantai yang mampu mengatur diri sendiri secara spasial.
Makromolekul DNA semacam itu sering mengikat protein khusus dengan sifat khusus yang disebut histon. Kompleks nukleoprotein membentuk struktur khusus - nukleosom, yang, pada gilirannya, merupakan bagian dari kromosom. Asam nukleat dapat ditemukan baik di dalam nukleus maupun di sitoplasma sel, terdapat di beberapa organelnya, seperti mitokondria atau kloroplas.
Struktur spasial substansi hereditas
Untuk memahami fungsi DNA dan RNA, Anda perlu memahami secara detail ciri-ciri strukturnya. Seperti protein, asam nukleat memiliki beberapa tingkat organisasi makromolekul. Struktur primer diwakili oleh rantai polinukleotida, konfigurasi sekunder dan tersier rumit karena jenis ikatan kovalen yang muncul. Peran khusus dalam mempertahankan bentuk spasial molekul milik ikatan hidrogen, serta gaya interaksi van der Waals. Hasilnya kompakstruktur DNA, yang disebut supercoil.
monomer asam nukleat
Struktur dan fungsi DNA, RNA, protein dan polimer organik lainnya bergantung pada komposisi kualitatif dan kuantitatif makromolekulnya. Kedua jenis asam nukleat terdiri dari blok bangunan yang disebut nukleotida. Seperti diketahui dari pelajaran kimia, struktur suatu zat tentu mempengaruhi fungsinya. DNA dan RNA tidak terkecuali. Ternyata jenis asam itu sendiri dan perannya dalam sel bergantung pada komposisi nukleotida. Setiap monomer mengandung tiga bagian: basa nitrogen, karbohidrat, dan residu asam fosfat. Ada empat jenis basa nitrogen untuk DNA: adenin, guanin, timin, dan sitosin. Dalam molekul RNA, mereka masing-masing akan menjadi adenin, guanin, sitosin, dan urasil. Karbohidrat diwakili oleh berbagai jenis pentosa. Asam ribonukleat mengandung ribosa, sedangkan DNA mengandung bentuk terdeoksigenasinya, yang disebut deoksiribosa.
Fitur asam deoksiribonukleat
Pertama, kita akan melihat struktur dan fungsi DNA. RNA, yang memiliki konfigurasi spasial yang lebih sederhana, akan kita pelajari di bagian selanjutnya. Jadi, dua untai polinukleotida disatukan oleh ikatan hidrogen berulang yang terbentuk antara basa nitrogen. Pada pasangan "adenin - timin" ada dua, dan pada pasangan "guanin - sitosin" ada tiga ikatan hidrogen.
Korespondensi konservatif basa purin dan pirimidin adalahditemukan oleh E. Chargaff dan disebut prinsip saling melengkapi. Dalam rantai tunggal, nukleotida dihubungkan bersama oleh ikatan fosfodiester yang terbentuk antara pentosa dan residu asam ortofosfat dari nukleotida yang berdekatan. Bentuk heliks dari kedua rantai dipertahankan oleh ikatan hidrogen yang terjadi antara atom hidrogen dan oksigen yang merupakan bagian dari nukleotida. Yang lebih tinggi - struktur tersier (supercoil) - adalah karakteristik DNA inti sel eukariotik. Dalam bentuk ini, ia hadir dalam kromatin. Namun, bakteri dan virus yang mengandung DNA memiliki asam deoksiribonukleat yang tidak terkait dengan protein. Ini diwakili oleh bentuk berbentuk cincin dan disebut plasmid.
DNA mitokondria dan kloroplas, organel sel tumbuhan dan hewan, memiliki tampilan yang sama. Selanjutnya, kita akan mengetahui bagaimana fungsi DNA dan RNA berbeda satu sama lain. Tabel di bawah ini akan menunjukkan kepada kita perbedaan dalam struktur dan sifat asam nukleat.
asam ribonukleat
Molekul RNA terdiri dari satu untai polinukleotida (pengecualian adalah struktur untai ganda dari beberapa virus), yang dapat ditemukan baik di dalam nukleus maupun di dalam sitoplasma sel. Ada beberapa jenis asam ribonukleat, yang berbeda dalam struktur dan sifat. Dengan demikian, messenger RNA memiliki berat molekul tertinggi. Ini disintesis dalam inti sel pada salah satu gen. Tugas mRNA adalah mentransfer informasi tentang komposisi protein dari nukleus ke sitoplasma. Bentuk transportasi asam nukleat menempel monomer protein– asam amino - dan mengantarkannya ke tempat biosintesis.
Akhirnya, RNA ribosom dibentuk di nukleolus dan terlibat dalam sintesis protein. Seperti yang Anda lihat, fungsi DNA dan RNA dalam metabolisme sel beragam dan sangat penting. Mereka akan bergantung, pertama-tama, pada sel-sel di mana organisme mengandung molekul-molekul zat hereditas. Jadi, pada virus, asam ribonukleat dapat bertindak sebagai pembawa informasi herediter, sedangkan pada sel organisme eukariotik, hanya asam deoksiribonukleat yang memiliki kemampuan ini.
Fungsi DNA dan RNA dalam tubuh
Menurut kepentingannya, asam nukleat, bersama dengan protein, adalah senyawa organik yang paling penting. Mereka melestarikan dan mengirimkan sifat dan sifat turun-temurun dari orang tua ke keturunannya. Mari kita definisikan perbedaan antara fungsi DNA dan RNA. Tabel di bawah ini akan menunjukkan perbedaan tersebut secara lebih rinci.
| Lihat | Tempatkan dalam sangkar | Konfigurasi | Fungsi |
| DNA | inti | superspiral | pelestarian dan transmisi informasi turun-temurun |
| DNA |
mitokondria kloroplas |
lingkaran (plasmid) | transmisi lokal dari informasi turun-temurun |
| iRNA | sitoplasma | linier | penghapusan informasi dari gen |
| tRNA | sitoplasma | sekunder | transportasi asam amino |
| rRNA | inti dansitoplasma | linier | pembentukan ribosom |
Apa ciri-ciri substansi hereditas virus?
Asam nukleat virus dapat berbentuk heliks atau cincin untai tunggal dan untai ganda. Menurut klasifikasi D. B altimore, objek mikrokosmos ini mengandung molekul DNA yang terdiri dari satu atau dua rantai. Kelompok pertama termasuk patogen herpes dan adenovirus, dan yang kedua termasuk, misalnya, parvovirus.
Fungsi virus DNA dan RNA adalah untuk menembus informasi herediter mereka sendiri ke dalam sel, melakukan reaksi replikasi molekul asam nukleat virus dan merakit partikel protein di ribosom sel inang. Akibatnya, seluruh metabolisme sel sepenuhnya tunduk pada parasit, yang dengan cepat berkembang biak, menyebabkan sel mati.
virus RNA
Dalam virologi, biasanya organisme ini dibagi menjadi beberapa kelompok. Jadi, yang pertama termasuk spesies yang disebut RNA untai tunggal (+). Asam nukleat mereka melakukan fungsi yang sama seperti RNA pembawa pesan sel eukariotik. Kelompok lain termasuk RNA untai tunggal (-). Pertama, transkripsi terjadi dengan molekulnya, yang menyebabkan munculnya molekul (+) RNA, dan molekul tersebut, pada gilirannya, berfungsi sebagai cetakan untuk merakit protein virus.
Berdasarkan hal di atas, untuk semua organisme, termasuk virus, fungsi DNA dan RNA secara singkat dicirikan sebagai berikut: penyimpanan karakteristik dan sifat herediter organisme dan transmisi lebih lanjut ke keturunannya.
