Dalam artikel ini Anda dapat mempelajari peran biologis DNA. Jadi, singkatan ini akrab bagi semua orang dari bangku sekolah, tetapi tidak semua orang tahu apa itu. Setelah kursus biologi sekolah, pengetahuan minimal tentang genetika dan keturunan tetap ada dalam ingatan, karena anak-anak diberikan topik yang kompleks ini hanya secara dangkal. Tapi pengetahuan ini (peran biologis DNA, efeknya pada tubuh) bisa sangat berguna.
Mari kita mulai dengan fakta bahwa asam nukleat menjalankan fungsi penting, yaitu menjamin kelangsungan kehidupan. Makromolekul ini disajikan dalam dua bentuk:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Mereka adalah pemancar rencana genetik untuk struktur dan fungsi sel-sel tubuh. Mari kita bicarakan lebih detail.
DNA dan RNA
Mari kita mulai dengan cabang ilmu apa yang berurusan dengan kompleks seperti itupertanyaan seperti:
- mempelajari prinsip-prinsip penyimpanan informasi keturunan;
- implementasinya;
- transmisi;
- mempelajari struktur biopolimer;
- fungsinya.
Semua ini dipelajari oleh biologi molekuler. Di cabang ilmu biologi inilah jawaban atas pertanyaan tentang apa peran biologis DNA dan RNA dapat ditemukan.
Senyawa makromolekul yang terbentuk dari nukleotida ini disebut "asam nukleat". Di sinilah informasi tentang tubuh disimpan, yang menentukan perkembangan individu, pertumbuhan dan keturunan.
Penemuan asam deoksiribonukleat dan asam ribonukleat jatuh pada tahun 1868. Kemudian para ilmuwan berhasil mendeteksi mereka dalam inti leukosit dan spermatozoa rusa. Studi selanjutnya menunjukkan bahwa DNA dapat ditemukan di semua sel tumbuhan dan hewan. Model DNA dipresentasikan pada tahun 1953 dan Hadiah Nobel untuk penemuan diberikan pada tahun 1962.
DNA
Mari kita mulai bagian ini dengan fakta bahwa total ada 3 jenis makromolekul:
- asam deoksiribonukleat;
- asam ribonukleat;
- protein.
Sekarang kita akan melihat lebih dekat pada struktur, peran biologis DNA. Jadi, biopolimer ini mentransmisikan data tentang hereditas, fitur perkembangan tidak hanya dari pembawa, tetapi juga dari semua generasi sebelumnya. Monomer DNA adalah nukleotida. Dengan demikian, DNA merupakan komponen utama kromosom, yang mengandung kode genetik.
Bagaimana transmisi iniinformasi? Intinya terletak pada kemampuan makromolekul ini untuk mereproduksi diri mereka sendiri. Jumlahnya tidak terbatas, yang dapat dijelaskan dengan ukurannya yang besar, dan sebagai hasilnya, oleh sejumlah besar berbagai urutan nukleotida.
struktur DNA
Untuk memahami peran biologis DNA dalam sel, kita perlu mengenal struktur molekul ini.
Mari kita mulai dengan yang paling sederhana, semua nukleotida dalam strukturnya memiliki tiga komponen:
- basa nitrogen;
- gula pentosa;
- gugus fosfat.
Setiap nukleotida individu dalam molekul DNA mengandung satu basa nitrogen. Itu bisa benar-benar salah satu dari empat kemungkinan:
- A (adenin);
- G (guanin);
- C (sitosin);
- T (timin).
A dan G adalah purin, dan C, T dan U (urasil) adalah piramid.
Ada beberapa aturan untuk rasio basa nitrogen, yang disebut aturan Chargaff.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) kita dapat mentransfer semua yang tidak diketahui ke sisi kiri dan mendapatkan: (A + G) / (T + C)=1 (rumus ini adalah yang paling nyaman untuk menyelesaikan masalah di biologi).
- A + C=G + T.
- Nilai (A + C)/(G + T) adalah konstan. Pada manusia, itu adalah 0,66, tetapi, misalnya, pada bakteri, itu adalah dari 0,45 hingga 2,57.
Struktur setiap molekul DNA menyerupai heliks bengkok ganda. Perhatikan bahwa rantai polinukleotida adalah antiparalel. Artinya, lokasi nukleotidapasangan pada satu untai berada dalam urutan terbalik dari pada yang lain. Setiap putaran heliks ini mengandung sebanyak 10 pasangan nukleotida.
Bagaimana rantai ini diikat menjadi satu? Mengapa molekul kuat dan tidak terurai? Ini semua tentang ikatan hidrogen antara basa nitrogen (antara A dan T - dua, antara G dan C - tiga) dan interaksi hidrofobik.
Di akhir bagian, saya ingin menyebutkan bahwa DNA adalah molekul organik terbesar, yang panjangnya bervariasi dari 0,25 hingga 200 nm.
Pelengkap
Mari kita lihat lebih dekat ikatan berpasangan. Kami telah mengatakan bahwa pasangan basa nitrogen terbentuk tidak dengan cara yang kacau, tetapi dalam urutan yang ketat. Jadi, adenin hanya dapat mengikat timin, dan guanin hanya dapat mengikat sitosin. Susunan pasangan berurutan ini dalam satu untai molekul menentukan pengaturan mereka di untai lainnya.
Saat mereplikasi atau menggandakan untuk membentuk molekul DNA baru, aturan ini, yang disebut "saling melengkapi", harus diperhatikan. Anda dapat melihat pola berikut, yang disebutkan dalam ringkasan aturan Chargaff - jumlah nukleotida berikut adalah sama: A dan T, G dan C.
Replikasi
Sekarang mari kita bicara tentang peran biologis replikasi DNA. Mari kita mulai dengan fakta bahwa molekul ini memiliki kemampuan unik untuk mereproduksi dirinya sendiri. Istilah ini mengacu pada sintesis molekul anak.
Pada tahun 1957, tiga model proses ini diusulkan:
- konservatif (molekul asli dipertahankan dan yang baru terbentuk);
- semikonservatif(memecah molekul asli menjadi rantai tunggal dan menambahkan basa komplementer ke masing-masingnya);
- dispersed (peluruhan molekul, replikasi fragmen dan pengumpulan acak).
Proses replikasi memiliki tiga langkah:
- inisiasi (membuka gulungan DNA menggunakan enzim helikase);
- pemanjangan (pemanjangan rantai dengan penambahan nukleotida);
- termination (mencapai panjang yang dibutuhkan).
Proses kompleks ini memiliki fungsi khusus, yaitu peran biologis - untuk memastikan transmisi informasi genetik yang akurat.
RNA
Diberitahu apa peran biologis DNA, sekarang kami menyarankan untuk beralih ke pertimbangan asam ribonukleat (yaitu, RNA).
Mari kita mulai bagian ini dengan mengatakan bahwa molekul ini sama pentingnya dengan DNA. Kami dapat mendeteksinya di semua organisme, sel prokariotik dan eukariotik. Molekul ini bahkan diamati pada beberapa virus (kita berbicara tentang virus yang mengandung RNA).
Ciri khas RNA adalah adanya rantai tunggal molekul, tetapi, seperti DNA, ia terdiri dari empat basa nitrogen. Dalam hal ini adalah:
- adenin (A);
- uracil (U);
- sitosin (C);
- guanin (G).
Semua RNA dibagi menjadi tiga kelompok:
- matriks, yang biasa disebut informasional (reduksi dimungkinkan dalam dua bentuk: mRNA atau mRNA);
- transportasi (tRNA);
- ribosom (rRNA).
Fungsi
Setelah membahas peran biologis DNA, struktur dan fitur RNA, kami mengusulkan untuk beralih ke misi khusus (fungsi) asam ribonukleat.
Mari kita mulai dengan mRNA atau mRNA, tugas utamanya adalah mentransfer informasi dari molekul DNA ke sitoplasma nukleus. Juga, mRNA adalah template untuk sintesis protein. Adapun persentase molekul jenis ini cukup rendah (sekitar 4%).
Dan persentase rRNA dalam sel adalah 80. Mereka diperlukan, karena merupakan dasar dari ribosom. RNA ribosom terlibat dalam sintesis protein dan perakitan rantai polipeptida.
Adaptor yang membangun asam amino rantai - tRNA yang mentransfer asam amino ke area sintesis protein. Persentase dalam sel adalah sekitar 15%.
Peran biologis
Untuk meringkas: apa peran biologis DNA? Pada saat penemuan molekul ini, tidak ada informasi yang jelas dapat diberikan mengenai hal ini, tetapi bahkan sekarang tidak semuanya diketahui tentang pentingnya DNA dan RNA.
Jika kita berbicara tentang signifikansi biologis secara umum, maka peran mereka adalah untuk mentransfer informasi turun-temurun dari generasi ke generasi, sintesis protein dan pengkodean struktur protein.
Banyak yang mengungkapkan versi berikut: molekul-molekul ini terhubung tidak hanya dengan biologis, tetapi juga dengan kehidupan spiritual makhluk hidup. Jika Anda percaya pendapat ahli metafisika, maka DNA mengandung pengalaman kehidupan lampau dan energi ilahi.
