És ben sabut que totes les formes de matèria viva, des dels virus fins als animals altament organitzats (inclosos els humans), tenen un aparell hereditari únic. Està representat per molècules de dos tipus d'àcids nucleics: desoxiribonucleics i ribonucleics. En aquestes substàncies orgàniques, es codifica informació que es transmet dels individus progenitors a la descendència durant la reproducció. En aquest treball, estudiarem tant l'estructura com les funcions de l'ADN i l'ARN a la cèl·lula, i també considerar els mecanismes subjacents als processos de transferència de les propietats hereditàries de la matèria viva.
Com va resultar, les propietats dels àcids nucleics, tot i que tenen algunes característiques comunes, no obstant això, difereixen en molts aspectes. Per tant, compararem les funcions de l'ADN i l'ARN que realitzen aquests biopolímers en cèl·lules de diversos grups d'organismes. La taula presentada en el treball ajudarà a entendre quina és la seva diferència fonamental.
Àcids nucleics –biopolímers complexos
Els descobriments en el camp de la biologia molecular que es van produir a principis del segle XX, en particular, la descodificació de l'estructura de l'àcid desoxiribonucleic, van servir d'impuls per al desenvolupament de la citologia, la genètica, la biotecnologia i la genètica modernes. enginyeria. Des del punt de vista de la química orgànica, l'ADN i l'ARN són substàncies macromoleculars constituïdes per unitats repetides repetides: monòmers, també anomenats nucleòtids. Se sap que estan interconnectats, formant cadenes capaços d'autoorganització espacial.
Aquestes macromolècules d'ADN sovint s'uneixen a proteïnes especials amb propietats especials anomenades histones. Els complexos de nucleoproteïnes formen estructures especials: nucleosomes, que, al seu torn, formen part dels cromosomes. Els àcids nucleics es poden trobar tant al nucli com al citoplasma de la cèl·lula, presents en alguns dels seus orgànuls, com els mitocondris o els cloroplasts.
Estructura espacial de la substància de l'herència
Per entendre les funcions de l'ADN i l'ARN, cal entendre amb detall les característiques de la seva estructura. Igual que les proteïnes, els àcids nucleics tenen diversos nivells d'organització de les macromolècules. L'estructura primària està representada per cadenes de polinucleòtids, les configuracions secundàries i terciàries són autocomplicades a causa del tipus d'enllaç covalent emergent. Un paper especial en el manteniment de la forma espacial de les molècules pertany als enllaços d'hidrogen, així com a les forces d'interacció de van der Waals. El resultat és un compactel'estructura de l'ADN, anomenada superbobina.
Monòmers d'àcid nucleic
L'estructura i les funcions de l'ADN, l'ARN, les proteïnes i altres polímers orgànics depenen tant de la composició qualitativa com quantitativa de les seves macromolècules. Tots dos tipus d'àcids nucleics estan formats per blocs de construcció anomenats nucleòtids. Com és sabut pel curs de la química, l'estructura d'una substància afecta necessàriament les seves funcions. L'ADN i l'ARN no són una excepció. Resulta que el propi tipus d'àcid i el seu paper a la cèl·lula depenen de la composició de nucleòtids. Cada monòmer conté tres parts: una base nitrogenada, un hidrat de carboni i un residu d'àcid fosfòric. Hi ha quatre tipus de bases nitrogenades per a l'ADN: adenina, guanina, timina i citosina. En les molècules d'ARN, seran, respectivament, adenina, guanina, citosina i uracil. Els hidrats de carboni estan representats per diversos tipus de pentoses. L'àcid ribonucleic conté ribosa, mentre que l'ADN conté la seva forma desoxigenada, anomenada desoxiribosa.
Característiques de l'àcid desoxiribonucleic
Primer, veurem l'estructura i les funcions de l'ADN. L'ARN, que té una configuració espacial més senzilla, serà estudiat per nos altres a la següent secció. Així, dues cadenes de polinucleòtids es mantenen juntes repetint repetidament els enllaços d'hidrogen formats entre bases nitrogenades. En el parell "adenina - timina" n'hi ha dos, i en el parell "guanina - citosina" hi ha tres enllaços d'hidrogen.
La correspondència conservadora de les bases purines i pirimidiniques va serdescobert per E. Chargaff i va ser anomenat principi de complementarietat. En una única cadena, els nucleòtids estan units per enllaços fosfodièster formats entre la pentosa i el residu d'àcid ortofosfòric dels nucleòtids adjacents. La forma helicoïdal d'ambdues cadenes es manté mitjançant enllaços d'hidrogen que es produeixen entre els àtoms d'hidrogen i d'oxigen que formen part dels nucleòtids. L'estructura terciària superior (superbobina) és característica de l'ADN nuclear de les cèl·lules eucariotes. En aquesta forma, està present en la cromatina. Tanmateix, els bacteris i els virus que contenen ADN tenen àcid desoxiribonucleic que no està associat a proteïnes. Es representa amb una forma d'anell i s'anomena plasmidi.
L'ADN dels mitocondris i els cloroplasts, orgànuls de cèl·lules vegetals i animals, té el mateix aspecte. A continuació, descobrirem com es diferencien les funcions de l'ADN i de l'ARN. La taula següent ens mostrarà aquestes diferències en l'estructura i les propietats dels àcids nucleics.
Àcid ribonucleic
La molècula d'ARN consta d'una cadena de polinucleòtids (l'excepció són les estructures de doble cadena d'alguns virus), que es poden localitzar tant al nucli com al citoplasma cel·lular. Hi ha diversos tipus d'àcids ribonucleics, que difereixen en estructura i propietats. Així, l'ARN missatger té el pes molecular més alt. Es sintetitza al nucli cel·lular d'un dels gens. La tasca de l'ARNm és transferir informació sobre la composició de la proteïna des del nucli fins al citoplasma. La forma de transport de l'àcid nucleic s'uneix als monòmers proteics– aminoàcids - i els lliura al lloc de la biosíntesi.
Finalment, l'ARN ribosòmic es forma al nuclèol i està implicat en la síntesi de proteïnes. Com podeu veure, les funcions de l'ADN i l'ARN en el metabolisme cel·lular són diverses i molt importants. Dependran, en primer lloc, de les cèl·lules dels quals els organismes contenen les molècules de la substància de l'herència. Així, en els virus, l'àcid ribonucleic pot actuar com a portador d'informació hereditària, mentre que a les cèl·lules dels organismes eucariotes, només l'àcid desoxiribonucleic té aquesta capacitat.
Funcions de l'ADN i l'ARN al cos
Segons la seva importància, els àcids nucleics, juntament amb les proteïnes, són els compostos orgànics més importants. Preserven i transmeten propietats i trets hereditaris de pares a descendència. Definim la diferència entre les funcions de l'ADN i l'ARN. La taula següent mostrarà aquestes diferències amb més detall.
| Vista | Colocar en una gàbia | Configuració | Funció |
| ADN | core | superspiral | conservació i transmissió d'informació hereditària |
| ADN |
mitocondris cloroplasts |
circular (plasmidi) | transmissió local d'informació hereditària |
| iRNA | citoplasma | lineal | eliminació d'informació del gen |
| tRNA | citoplasma | secundària | transport d'aminoàcids |
| rRNA | core icitoplasma | lineal | formació de ribosomes |
Quines són les característiques de la substància de l'herència dels virus?
Els àcids nucleics dels virus poden tenir forma d'hèlixs o anells tant de cadena simple com de doble cadena. Segons la classificació de D. B altimore, aquests objectes del microcosmos contenen molècules d'ADN formades per una o dues cadenes. El primer grup inclou els patògens de l'herpes i els adenovirus, i el segon inclou, per exemple, els parvovirus.
Les funcions dels virus d'ADN i ARN són penetrar la seva pròpia informació hereditària a la cèl·lula, dur a terme reaccions de replicació de molècules d'àcid nucleic viral i reunir partícules de proteïnes als ribosomes de la cèl·lula hoste. Com a resultat, tot el metabolisme cel·lular està completament subordinat als paràsits que, multiplicant-se ràpidament, condueixen la cèl·lula a la mort.
virus ARN
En virologia, és costum dividir aquests organismes en diversos grups. Per tant, el primer inclou espècies que s'anomenen ARN monocatenari (+). El seu àcid nucleic realitza les mateixes funcions que l'ARN missatger de les cèl·lules eucariotes. Un altre grup inclou ARN monocatenaris (-). En primer lloc, la transcripció es produeix amb les seves molècules, donant lloc a l'aparició de molècules d'ARN (+), i aquestes, al seu torn, serveixen com a plantilla per a l'assemblatge de proteïnes virals.
A partir de l'anterior, per a tots els organismes, inclosos els virus, les funcions de l'ADN i l'ARN es caracteritzen breument de la següent manera: emmagatzematge de les característiques i propietats hereditàries de l'organisme i la seva posterior transmissió a la descendència.
