Skład chemiczny chromosomu: DNA, RNA (ze schematem)

Te dwa rodzaje kwasów nukleinowych są określane jako kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). Bardzo trudno jest stwierdzić, czy jedna z tych substancji (białka lub kwasy nukleinowe) zawiera materiał genetyczny lub materiał genetyczny istnieje w niektórych kombinacjach.

Zazwyczaj chromatyna składa się z DNA, białka i RNA. Ale ich odsetek różni się w zależności od fazy. Na przykład skład chemiczny chromosomów metafazowych różni się znacznie od chromosomu interfazowego, który zawiera stosunkowo mniej DNA, ale więcej białka i RNA niż ten ostatni.

Ponownie, niektóre bakterie znaleziono tylko z DNA. Podobno informacja genetyczna jest przenoszona zarówno przez DNA, jak i RNA; są one określane jako główny materiał genetyczny. W większości organizmów informacja genetyczna jest kodowana w DNA, podczas gdy RNA bierze udział w translacji zakodowanej informacji do działania. W przypadku braku DNA, RNA służy wszystkim funkcjom.

Materiał genetyczny musi posiadać pewne określone właściwości, które można streścić w następujący sposób:

(a) Materiał genetyczny musi być wyjątkowo stabilny, aby mógł wytrzymać każdy atak ze strony czynników fizycznych i metabolicznych, chociaż mogą w nim wystąpić sporadyczne zmiany w wyniku mutacji.

(b) Materiał ten musi być w stanie powielać się z wielką dokładnością.

(c) Materiał ten musi być w stanie kierować procesem syntezy białek, które wykonują czynności w komórce i wytwarzają fenotypową ekspresję genu.

(d) Jest również konieczne, aby różne części materiału genetycznego mogły spełniać różne funkcje.

W rzeczywistości istnieje wiele tysięcy dziedzicznych cech w organizmie, które dzięki kontroli genetycznej można odróżnić od siebie. Jednak materiał genetyczny różni się między poszczególnymi osobnikami, a także z jednego gatunku na drugi.

DNA:

DNA składa się z czterech różnych nukleotydów. Te nukleotydy będące jednostkami kwasu nukleinowego wykazują azotową zasadę organiczną, cukier i fosforan. Każdy nukleotyd zawiera cząsteczkę cukru, szczególnie dezoksyrybozę; grupa fosforanowa, kwas fosforowy; i organiczną zasadę - związek utworzony przez węgiel, wodór, tlen i azot.

Cukier i grupa fosforanowa są identyczne w każdym nukleotydu. Ale baza organiczna staje się inna. Tworzy się za pomocą puryn lub pirymidyny. Ponownie istnieją dwa rodzaje zasad purynowych - adenina (A) i guanina (G).

Baza pirymidynowa może być trzema typami - tymina (T), cytozyna (C) i uracyl (U). Cztery nukleotydy, które można znaleźć w DNA to kwas dezoksyadenylowy (lub deoksyadenylan), kwas deoksyguanylowy (lub deoksyguanylan), kwas deoksycyny schludny (lub deoksycytidylowy) i kwas deoksytymidylowy (na deoksytymidynian). Tysiące i tysiące nukleotydów łączą się, tworząc jedną nić cząsteczki DNA. W rezultacie powstaje łańcuch polinukleotydowy, w którym dwa nukleotydy pokazują między sobą grupę fosforanową.

DNA to długa i duża cząsteczka o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej. Każda cząsteczka składa się z dwóch komplementarnych nici, zwiniętych razem w helisę. Ta struktura nazywa się Watson - Crick Model of DNA. Nukleotydy zawsze są parowane - A tworzy parę z T, a G z C.

Po dokładnych pomiarach stwierdzono, że dokładna ilość DNA w pojedynczej komórce pozostaje taka sama w każdej komórce w obrębie jednego gatunku. Jedynym wyjątkiem są gamety lub komórki zarodkowe, które zawierają połowę ilości DNA obecnego w komórkach somatycznych.

Dowodzi to, że DNA jest zdecydowanie materiałem genetycznym. Poza tym cztery podstawy alfabetu genetycznego - A, G, T i C mogą wytwarzać różne kombinacje i sekwencje, które z kolei dają dużą różnorodność informacji genetycznych. Geny są więc segmentami cząsteczki DNA złożonej z liter alfabetu genetycznego.

RNA:

DNA nie może bezpośrednio syntetyzować białek, wymaga raczej pośredniej substancji do przenoszenia informacji do aktywnych syntezatorów - centrów komórek. Ten tłumacz i aktywator komunikatu jest innym kwasem nukleinowym, znanym jako kwas rybonukleinowy (RNA).

Skład kwasów rybonukleinowych (RNA) jest nieco podobny do kwasu dezoksyrybonukleinowego / (DNA). Cząsteczka cukru w ​​szkielecie ma rybozy zamiast dezoksyrybozy. Fosforan jest taki sam. Trzy z czterech zasad są takie same, adenina, guanina i cytozyna.

Czwartą zasadą jest uracyl (U), a nie tymina. Zatem alfabet RNA to A, G, C i U zamiast A, G, C i T jak w DNA. Nukleotydy w RNA to kwas adenylowy, kwas guanylowy, kwas cytydylowy i kwas uridylowy. RNA zwykle występuje jako pojedyncza nić, chociaż nie występuje w nim dwuniciowe RNA.

Kwas rybonukleinowy (RNA) to także duża cząsteczka organiczna złożona z dużej liczby podobnych jednostek znanych jako nukleotydy. Każdy nukleotyd zawiera azotową zasadę, rybozę i grupę fosforanową. Pojedyncza nić RNA pokazuje podwójną helisę, która pozostaje złożona w środku i skręca się wokół siebie.

Rzeczywista synteza białek zachodzi w małych cząstkach i znajduje się w cytoplazmie (materiale poza jądrem komórkowym). Małe cząstki są znane jako rybosomy, które są bogate w RNA. Do syntezy białek potrzebne są dwa rodzaje RNA, tj. Informacyjny RNA i transfer RNA. Komunikacyjny RNA (mRNA) jest wytwarzany przez DNA w jądrze. Jest jednoniciowy i syntetyzowany z jednej nici DNA w jądrze w obecności enzymu polimerazy RNA.

Ten jednoniciowy matrycowy RNA niosący plan syntezy białek wyrasta z jądra i trafia do rybosomów i bierze udział w syntezie białek. Podczas transkrypcji genetycznej kod genetyczny DNA ulega transkrypcji do sekwencji nukleotydów informacyjnego RNA.

Transfer RNA (tRNA) jest również syntetyzowany w jądrze, a następnie transportowany do cytoplazmy. Są to małe jednostki jednoniciowe, a wiele z nich jest produkowanych i transportowanych do cytoplazmy, aby działać jako przenośniki w celu doprowadzenia odpowiednich aminokwasów do rybosomów zgodnie z kodem w mRNA, do syntezy białek.

Informacja dziedziczna przechodzi do miejsca syntezy białka z DNA w jądrze komórki. Nić mRNA składa się z określonej sekwencji alfabetów genetycznych, zasady organicznej, która została narzucona przez sekcję DNA. Ta nić przenosi instrukcje z DNA, następnie opuszcza jądro i wchodzi do cytoplazmy.

Instrukcje to sekwencje, w których aminokwasy mają być połączone ze sobą, tworząc kompletne, funkcjonujące białko. Uważa się, że tRNA jest stosunkowo małą cząsteczką niezbędną do aktywacji aminokwasów. Każdy aminokwas zostaje przyłączony do końca cząsteczki tRNA.

Ten etap tworzy zestaw aktywowanych aminokwasów bez żadnej sekwencji. MRNA staje się powiązany z aktywowanymi, ale nieuporządkowanymi aminokwasami. W rzeczywistości aminokwasy są wprowadzane w specyficzną sekwencję zgodnie z sekwencją zasad, które mRNA przynosi do rybosomów z DNA. Aminokwasy są połączone z białkiem w sekwencji, która jest ostatecznie określona przez DNA. TRNA zostaje odrzucony, w wyniku czego powstaje kompletna, a także funkcjonująca cząsteczka białkowa.

Można wywnioskować, że geny jako jednostki dziedziczne znajdują się w chromosomach. Chromosomy składają się głównie z białek, DNA i małej ilości RNA. Po replikacji DNA następuje zazwyczaj podział komórek, podczas gdy synteza RNA jest zawsze związana z DNA obecnym w chromosomach.

Oznacza to, że synteza RNA zależy od DNA. Wiadomo również, że różne typy RNA (mRNA i tRNA) są komplementarne do różnych segmentów chromosomalnego DNA; informacja o syntezie białek chromosomowych jest dostarczana przez DNA. Wszystko to sugeruje, że DNA jest najważniejszym materiałem genetycznym, a RNA jest obok niego.