In diesem Artikel erfährst du mehr über die biologische Rolle der DNA. Diese Abkürzung ist also jedem von der Schulbank bekannt, aber nicht jeder hat eine Ahnung, was das ist. Nach einem Schulbiologiekurs bleiben minimale Kenntnisse über Genetik und Vererbung in Erinnerung, da Kindern dieses komplexe Thema nur oberflächlich vermittelt wird. Aber dieses Wissen (die biologische Rolle der DNA, ihre Wirkung auf den Körper) kann unglaublich nützlich sein.
Beginnen wir damit, dass Nukleinsäuren eine wichtige Funktion erfüllen, nämlich die Kontinuität des Lebens. Diese Makromoleküle werden in zwei Formen präsentiert:
- DNA (DNA);
- RNA (RNA).
Sie sind Übermittler des genetischen Plans für die Struktur und Funktion von Körperzellen. Lassen Sie uns ausführlicher darüber sprechen.
DNA und RNA
Fangen wir damit an, welcher Wissenschaftszweig sich mit solchen Komplexen beschäftigtFragen wie:
- Grundlagen der Aufbewahrung von Erbinformationen studieren;
- seine Implementierung;
- Übertragung;
- Untersuchung der Struktur von Biopolymeren;
- ihre Funktionen.
All dies wird von der Molekularbiologie untersucht. In diesem Zweig der biologischen Wissenschaften findet man die Antwort auf die Frage, welche biologische Rolle DNA und RNA haben.
Diese aus Nukleotiden gebildeten makromolekularen Verbindungen nennt man "Nukleinsäuren". Hier werden Informationen über den Körper gespeichert, die die Entwicklung des Individuums, Wachstum und Vererbung bestimmen.
Die Entdeckung der Desoxyribonukleinsäure und der Ribonukleinsäure fällt auf das Jahr 1868. Dann gelang es den Wissenschaftlern, sie in den Kernen von Leukozyten und Spermien von Elchen nachzuweisen. Nachfolgende Studien zeigten, dass DNA in allen pflanzlichen und tierischen Zellen zu finden ist. Das DNA-Modell wurde 1953 vorgestellt und der Nobelpreis für Entdeckung 1962 verliehen.
DNA
Beginnen wir diesen Abschnitt mit der Tatsache, dass es insgesamt 3 Arten von Makromolekülen gibt:
- Desoxyribonukleinsäure;
- Ribonukleinsäure;
- Proteine.
Jetzt schauen wir uns die Struktur, die biologische Rolle der DNA genauer an. Dieses Biopolymer überträgt also Daten zur Vererbung und zu Entwicklungsmerkmalen nicht nur des Trägers, sondern auch aller früheren Generationen. Das DNA-Monomer ist ein Nukleotid. Somit ist die DNA der Hauptbestandteil der Chromosomen und enthält den genetischen Code.
Wie erfolgt die ÜbertragungInformation? Der springende Punkt liegt in der Fähigkeit dieser Makromoleküle, sich selbst zu reproduzieren. Ihre Zahl ist unendlich, was durch ihre Größe und folglich durch eine große Anzahl verschiedener Nukleotidsequenzen erklärt werden kann.
DNA-Struktur
Um die biologische Rolle der DNA in einer Zelle zu verstehen, ist es notwendig, sich mit der Struktur dieses Moleküls vertraut zu machen.
Beginnen wir mit dem Einfachsten, alle Nukleotide haben in ihrer Struktur drei Komponenten:
- stickstoffh altige Base;
- Pentosezucker;
- Phosphatgruppe.
Jedes einzelne Nukleotid im DNA-Molekül enthält eine stickstoffh altige Base. Es kann absolut jede von vier Möglichkeiten sein:
- A (Adenin);
- G (Guanin);
- C (Cytosin);
- T (Thymin).
A und G sind Purine und C, T und U (Uracil) sind Pyramidine.
Es gibt mehrere Regeln für das Verhältnis stickstoffh altiger Basen, die sogenannten Chargaff-Regeln.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) können wir alle Unbekannten auf die linke Seite übertragen und erh alten: (A + G) / (T + C)=1 (diese Formel ist am bequemsten beim Lösen von Problemen in Biologie).
- A + C=G + T.
- Der Wert von (A + C)/(G + T) ist konstant. Beim Menschen liegt er bei 0,66, bei Bakterien beispielsweise zwischen 0,45 und 2,57.
Die Struktur jedes DNA-Moleküls ähnelt einer doppelt verdrillten Helix. Beachten Sie, dass die Polynukleotidketten antiparallel sind. Das heißt, die Position des Nukleotidsdie Paare auf einem Strang sind in umgekehrter Reihenfolge als die auf dem anderen. Jede Windung dieser Helix enthält bis zu 10 Nukleotidpaare.
Wie werden diese Ketten zusammengeh alten? Warum ist ein Molekül stark und zerfällt nicht? Es dreht sich alles um die Wasserstoffbindung zwischen stickstoffh altigen Basen (zwischen A und T - zwei, zwischen G und C - drei) und hydrophobe Wechselwirkungen.
Am Ende des Abschnitts möchte ich erwähnen, dass DNA das größte organische Molekül ist, dessen Länge zwischen 0,25 und 200 nm variiert.
Komplementarität
Werfen wir einen genaueren Blick auf paarweise Bindungen. Wir haben bereits gesagt, dass Stickstoffbasenpaare nicht chaotisch, sondern in strenger Reihenfolge gebildet werden. Adenin kann also nur an Thymin binden und Guanin kann nur an Cytosin binden. Diese sequentielle Anordnung von Paaren in einem Strang eines Moleküls bestimmt ihre Anordnung im anderen.
Bei der Replikation oder Verdoppelung zur Bildung eines neuen DNA-Moleküls wird diese als "Komplementarität" bezeichnete Regel unbedingt eingeh alten. Sie können das folgende Muster bemerken, das in der Zusammenfassung der Chargaff-Regeln erwähnt wurde – die Anzahl der folgenden Nukleotide ist gleich: A und T, G und C.
Replikation
Lassen Sie uns nun über die biologische Rolle der DNA-Replikation sprechen. Beginnen wir mit der Tatsache, dass dieses Molekül diese einzigartige Fähigkeit besitzt, sich selbst zu reproduzieren. Dieser Begriff bezieht sich auf die Synthese eines Tochtermoleküls.
1957 wurden drei Modelle dieses Prozesses vorgeschlagen:
- konservativ (das ursprüngliche Molekül bleibt erh alten und ein neues wird gebildet);
- halbkonservativ(Aufbrechen des ursprünglichen Moleküls in Monoketten und Hinzufügen komplementärer Basen zu jeder von ihnen);
- dispergiert (molekularer Zerfall, Fragmentreplikation und zufällige Sammlung).
Der Replikationsprozess besteht aus drei Schritten:
- Initiation (Entwindung von DNA-Abschnitten mit Hilfe des Helicase-Enzyms);
- elongation (Verlängerung der Kette durch Hinzufügen von Nukleotiden);
- Terminierung (Erreichen der erforderlichen Länge).
Dieser komplexe Prozess hat eine besondere Funktion, nämlich eine biologische Rolle - um die genaue Übertragung genetischer Informationen sicherzustellen.
RNA
Nachdem wir gesagt haben, was die biologische Rolle der DNA ist, schlagen wir jetzt vor, mit der Betrachtung der Ribonukleinsäure (d.h. RNA) fortzufahren.
Beginnen wir diesen Abschnitt damit, dass dieses Molekül genauso wichtig ist wie die DNA. Wir können es in absolut jedem Organismus, prokaryotischen und eukaryotischen Zellen, nachweisen. Dieses Molekül wird sogar in einigen Viren beobachtet (wir sprechen von RNA-h altigen Viren).
Ein charakteristisches Merkmal der RNA ist das Vorhandensein einer einzigen Molekülkette, aber sie besteht wie die DNA aus vier stickstoffh altigen Basen. In diesem Fall ist es:
- Adenin (A);
- uracil (U);
- Cytosin (C);
- Guanin (G).
Alle RNAs werden in drei Gruppen eingeteilt:
- Matrix, die gemeinhin als Informationsmatrix bezeichnet wird (Reduktion ist in zwei Formen möglich: mRNA oder mRNA);
- Transport (tRNA);
- ribosomal (rRNA).
Funktionen
Nachdem wir uns mit der biologischen Rolle der DNA, ihrer Struktur und den Merkmalen der RNA befasst haben, schlagen wir vor, zu den speziellen Aufgaben (Funktionen) von Ribonukleinsäuren überzugehen.
Fangen wir mit mRNA oder mRNA an, deren Hauptaufgabe darin besteht, Informationen vom DNA-Molekül in das Zytoplasma des Zellkerns zu übertragen. Außerdem ist mRNA eine Matrize für die Proteinsynthese. Der Prozentsatz dieser Art von Molekülen ist ziemlich gering (ungefähr 4%).
Und der Prozentsatz der rRNA in der Zelle beträgt 80. Sie sind notwendig, da sie die Grundlage der Ribosomen bilden. Ribosomale RNA ist an der Proteinsynthese und dem Zusammenbau der Polypeptidkette beteiligt.
Adapter, der Aminosäuren der Kette aufbaut - tRNA, die Aminosäuren in den Bereich der Proteinsynthese überführt. Der Prozentsatz in der Zelle beträgt etwa 15 %.
Biologische Rolle
Zusammenfassend: Was ist die biologische Rolle der DNA? Zum Zeitpunkt der Entdeckung dieses Moleküls konnten diesbezüglich keine eindeutigen Angaben gemacht werden, aber auch heute noch ist nicht alles über die Bedeutung von DNA und RNA bekannt.
Wenn wir über die allgemeine biologische Bedeutung sprechen, dann ist ihre Aufgabe die Übertragung von Erbinformationen von Generation zu Generation, die Proteinsynthese und die Kodierung von Proteinstrukturen.
Viele drücken folgende Version aus: Diese Moleküle sind nicht nur mit dem biologischen, sondern auch mit dem spirituellen Leben der Lebewesen verbunden. Glaubt man der Meinung der Metaphysiker, dann enthält die DNA die Erfahrung vergangener Leben und göttliche Energie.
