Hujayra ichida qanday vazifalar nuklein kislotalardir? Nuklein kislotalarning tuzilishi va vazifalari

Nuklein kislotalari hujayra tarkibida muhim rol o'ynaydi va uning hayotiy faoliyati va takrorlanishini ta'minlaydi. Bu xususiyatlar oqsillardan keyin ularga ikkinchi muhim biomolekullarni chaqirishga imkon beradi. Ko'pgina tadqiqotchilar hatto DNKni va RNKni hayotning rivojlanishida muhim ahamiyatga ega ekanligini ta'kidlashadi. Shunga qaramay, ular oqsillardan keyin ikkinchi o'rinda turishadi, chunki hayotning asosi faqat polipeptid molekulalaridir.

Nuklein kislotalar hayotning yana bir darajasini, juda murakkab va qiziqarli, chunki har qanday molekula o'ziga xos ishni bajaradi. Buni batafsil tushunish kerak.

Nuklein kislotalarning kontseptsiyasi

Barcha nuklein kislotalari (DNK va RNK) zanjirlar sonida farq qiluvchi biologik heterogen polimerlardir. DNK - eukaryotik organizmlarning genetik ma'lumotlarini o'z ichiga olgan ikki qatlamli polimer molekulasi. Ring DNK molekulalari ayrim viruslarning irsiy ma'lumotlarni o'z ichiga olishi mumkin. Ular OIV va adenoviruslardir. Bundan tashqari, DNKning 2 ta maxsus turi mavjud: mitokondriy va plastid (xloroplastlarda topilgan).

RNK-da nuklein kislotasining turli funktsiyalariga bog'liq bo'lgan ko'plab turlar mavjud. Ko'pgina viruslar, matritsa (yoki ma'lumotli RNK), ribosomal va transport vositalarining irsiy ma'lumotlarni o'z ichiga olgan yadro RNK mavjud. Ularning hammasi ham meros axborotini saqlashda, na genlarni ifoda etishda ishtirok etadi. Biroq, hujayradagi nuklein kislotalari qanday funktsiyalarda bajarilganligini batafsilroq tushunish kerak.

Ikki tomonlama ipak molekulasi

Ushbu turdagi DNK meros axborotini saqlash uchun mukammal tizimdir. Ikki qatlamli DNK molekulasi heterogen monomerlerdan iborat yagona molekuladir. Ularning vazifasi boshqa zanjirning nukleotidlari orasidagi vodorod aloqalarini shakllantirishdir. DNK monomerining o'zi bir azot bazasidan, bir ortofosfat qoldig'idan va besh karbonli deoksiriboz monosakkariddan iborat. Qaysi turdagi azotli bazaning o'ziga xos DNK monomerining bazasida yotadigan bo'lsa, uning nomi bor. DNK monomerlarining turlari:

• Ortofosfat qoldiqlari va bir adenik azot bazasi bilan deoksiriboz;
• Deoksiriboz va ortofosfat qoldiqlari bilan timidin azot bazasi;
• Sitozin azot bazasi, desoksiriboz va ortofosfat qoldiqlari;
• Deoksiriboz va guanin azot qoldig'i bilan ortofosfat.

Yozma ravishda, DNKning tuzilishini soddalashtirish uchun adenil qoldiqlari "A", guanin - "G", timidin - "T", va sitosin - "S" deb nomlanadi. Genetik axborot ikki qatlamli DNK molekulasidan axborot RNKga o'tkazilishi muhim ahamiyatga ega. Bu erda ozgina farqlar mavjud: u erda karbonhidrat qoldig'i sifatida deoksiriboz emas, balki riboz mavjud emas va RNKda timidil azotli tayanch o'rniga uratsil topiladi.

DNKning tuzilishi va funktsiyasi

DNK biologik polimer tamoyiliga asoslanadi, bu erda bitta zanjir ota-onaning genetik ma'lumotiga qarab ma'lum bir naqshga muvofiq oldindan yaratiladi. DNKning nukleotidi bu erda kovalent bog'lanish orqali bog'lanadi. Keyin, bir- birini to'ldirish tamoyiliga ko'ra , boshqa nukleotidlar bitta ipli molekula nukleotidlariga biriktiriladi. Agar bitta torli molekulada kelib chiqishi nukleotid adenin bilan ifodalangan bo'lsa, unda ikkinchi (qo'shimcha) zanjirda timinga mos keladi. Guanin tsitozinni to'ldiradi. Shunday qilib, er-xotin ipli DNK molekulasi qurilgan. Nukleusda joylashgan va kodonlar tomonidan kodlangan nukleotidlar uchli ma'lumotlarini saqlaydi. Ikki qatlamli DNKning funktsiyalari:

• Ota-xujayralardan olingan meros qilib olingan ma'lumotlarni saqlab qolish;
• Genning ifodasi;
• Mutatsion o'zgarishlarga to'siq.

Proteinlar va nuklein kislotalarning ahamiyati

Proteinlar va nuklein kislotalarning vazifalari keng tarqalgan, deb hisoblashadi: ular genlarni ifodalashda ishtirok etishadi. Nuklein kislotasi o'zi saqlash joyidir va oqsil gen ma'lumotlarini o'qishning yakuniy natijasidir. Genning o'ziga o'zi ma'lum bir oqsilning tuzilishi haqida ma'lumot nukleotidlar tomonidan qayd etilgan xromosoma ichida joylashgan to'la DNK molekulasining maydoni. Bir gen faqat bitta proteinin amino kislotalar sekansını kodlar. Bu meros axborotini amalga oshiradigan oqsildir.

RNK turlarini tasniflash

Hujayra ichidagi nuklein kislotalarning vazifalari juda xilma-xildir. Va ular RNK holida eng ko'p. Biroq, bu funktsiya funktsiyalarining birida RNKning bir turi mas'ul bo'lganligi sababli, hozirgi koeffitsientlar hali ham görelidir. Quyidagi RNK turlari mavjud:

• Yadroviy RNK viruslari va bakteriyalar;
• Matritsa (axborot) RNK;
• Ribozomal RNK;
• Plazmidlarning matritsa RNKsi (xloroplastlar);
• Xloroplastlarning Ribozomal RNKlari;
• Mitokondral ribosomali RNK;
• Mitokondriyal matritsa RNK;
• Transport RNK.

RNK vazifalari

Bu tasnifda bir necha turdagi RNK mavjud bo'lib, ular joylashuviga qarab ajralib turadi. Funktsional jihatdan ular 4 turga bo'lingan: yadroviy, axborot, ribosomal va transport. Ribozomal RNK funksiyasi axborot RNKning nukleotid sekansına asoslangan protein sintezidir. Bu holda, amino kislotalar transport ribonuklein kislotasi orqali axborot RNK'sinde "yoritilgan" ribozomal RNK'ye "olib" etiladi. Shuning uchun sintez ribosomalari bo'lgan har qanday organizmda sodir bo'ladi. Nuklein kislotalarning strukturasi va funktsiyalari genetik materialni saqlab qolish va oqsil sintez jarayonlarini yaratish imkonini beradi.

Mitokondriyal nuklein kislotalari

Hujayra vazifasini bajarayotgan nuklein kislotalar yadro yoki sitoplazmada bajarilganligi haqidagi ma'lumotlar amalda hamma narsa ma'lum bo'lsa, mitokondriyal va plastid DNK haqida ma'lumot hali ham etarli emas. Bu erda o'ziga xos ribosomal va matritsa RNKlari topildi. Nuklein kislotalar DNK va RNK bu erda eng avtotrofli organizmlarda ham mavjud.

Ehtimol, nuklein kislota xujayraga simbiogenez orqali tushgan. Bu yo'l olimlar tomonidan muqobil tushuntirishlar yo'qligi sababli eng ko'p ehtimolga ega. Jarayon quyidagicha hisoblanadi: simbiotik otorotrofik bakteriya ma'lum bir vaqt ichida hujayradagi kirdi. Natijada, bu nukleus bo'lmagan hujayra hujayraning ichida yashaydi va energiya bilan ta'minlaydi, lekin asta-sekin tushadi.

Evolyutsion rivojlanishning dastlabki bosqichlarida simbiyotik, neytral bo'lmagan bakteriya hujayra yadrosida mutatsion jarayonlarni o'tkazdi . Bu mitokondriyal oqsillarning strukturasi haqidagi ma'lumotlarni saqlash uchun mas'ul bo'lgan genlarni mezbon hujayraning nuklein kislotasiga kirib borishiga imkon berdi. Biroq, mitoxondriyalarning nuklein kislotalari tomonidan hujayrada qanday funktsiyalar amalga oshirilishi haqida hozircha ma'lumot yo'q.

Ehtimol, mitoxondriyalarda ba'zi proteinlar sintez qilinmoqda, ularning tuzilishi hali yadroviy DNK yoki mezbon RNK tomonidan kodlanmagan. Shuningdek, hujayra tomonidan oqsil sintez mexanizmiga ehtiyoj bor, chunki sitoplazmada sintezlangan ko'plab oqsillar mitoxondriyaning ikki qavatidan o'tolmaydi. Shu bilan birga, bu organelllar energiya ishlab chiqaradi, shuning uchun agar oqsil uchun kanal yoki maxsus tashuvchisi mavjud bo'lsa, u molekulalarning harakatlanishi va konsentratsional gradyanga nisbatan etarli bo'ladi.

Plazmid DNK va RNK

Plastidlar (xloroplastlar) o'zlarining DNKlarini ham o'z ichiga oladi, bu mitokondriyal nuklein kislotalari kabi shunga o'xshash vazifalarni amalga oshirish uchun mas'uldir. O'zining ribosomal, matritsa va transport RNKlariga ega. Bemorlarning biokimyoviy reaktsiyalari soniga emas, balki plastidlar, membranalar soniga qarab, murakkabroq. Ko'pgina plastidlar 4 ta qatlamli membrana ega bo'lib, bu olimlar turli yo'llar bilan tushuntiriladi.

Bir narsa aniq: hujayradagi nuklein kislotalarning vazifalari hali to'liq o'rganilmagan. Mitokondriyal oqsilning sintez tizimiga va unga o'xshash xloroplastikaga qanchalik muhimligi ma'lum emas. Bundan tashqari, oqsillar (aniq emas, barchasi ham) yadroviy DNKda (yoki organizmga qarab RNK) allaqachon kodlangan bo'lsa, hujayralar mitokondriyal nuklein kislotalarga muhtojligi aniq emas. Ba'zi holatlar bizga mitoxondriyalar va xloroplastlarning oqsillarni sintezlash tizimi sitoplazmadagi yadro va RNKning funktsiyalari uchun javobgardir. Ular nasl-nasabni saqlab qoladilar, uni ko'paytiradilar va qizil hujayralarga yuboradilar.

Xulosa

Hujayra vazifalari yadroviy, plastid va mitoxondriyalarning nuklein kislotalari tomonidan bajarilishini tushunish muhimdir. Bu fan uchun ko'plab istiqbollarni ochadi, chunki bugungi kunda ko'pchilik avtotrofik organizmlar paydo bo'lgan simbiotik mexanizm bugungi kunda takrorlanishi mumkin. Bu yangi hujayra turiga, hatto insonga ham ega bo'ladi. Ko'pgina membrana plastid organellalarini hujayralarga kiritish istiqbollari haqida gapirish juda erta bo'lsa-da.

Hujayra nuklein kislotalari deyarli barcha jarayonlar uchun mas'ul ekanini tushunish juda muhimdir. Bu proteinning biosintezi va hujayraning tuzilishi haqida ma'lumotni saqlab qolishdir. Bundan ham muhimi, nuklein kislotalar ota-hujayralaridan kriminal hujayradan meros bo'lib o'tadigan materialni uzatish vazifasini bajaradi. Bu evolyutsion jarayonlarning yanada rivojlanishini kafolatlaydi.