Deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) doğada bulunan iki nükleik asittir. Nükleik asitler sırayla dört "yaşam molekülünden" veya biyomoleküllerden birini temsil eder. diğerleri proteinler, karbonhidratlar ve lipitler. Nükleik asitler, üretmek için metabolize edilemeyen tek biyomoleküllerdir. adenozin trifosfat (ATP, hücrelerin "enerji para birimi").
DNA ve RNA'nın her ikisi de kimyasal bilgiyi neredeyse aynı ve mantıksal olarak basit bir genetik kod biçiminde taşır. DNA yaratıcı mesajın ve sonraki nesil hücrelere ve tüm organizmalara iletilme araçları. RNA konveyör talimat verenden montaj hattı çalışanlarına mesaj.
DNA doğrudan sorumlu iken haberci RNA (mRNA) transkripsiyon adı verilen süreçte sentezlenen DNA, talimatlarını hücre içindeki ribozomlara iletmek için RNA'nın düzgün çalışmasına da güvenir. Bu nedenle, DNA ve RNA nükleik asitlerinin, yaşam misyonu için eşit derecede hayati olan her biri ile karşılıklı bir bağımlılık geliştirdiği söylenebilir.
Nükleik Asitler: Genel Bakış
Nükleik asitler adı verilen bireysel elementlerden oluşan uzun polimerlerdir. nükleotidler. Her nükleotid, kendine ait üç ayrı elementten oluşur: bir ila üç fosfat grupları, bir riboz şekeri ve dört olasıdan biri azotlu bazlar.
Hücre çekirdeği olmayan prokaryotlarda, sitoplazmada hem DNA hem de RNA serbest halde bulunur. Bir hücre çekirdeğine sahip olan ve ayrıca bir dizi özelleşmiş hücreye sahip ökaryotlarda organeller, DNA esas olarak çekirdekte bulunur. Ancak mitokondride ve bitkilerde kloroplastların içinde de bulunabilir.
Bu arada ökaryotik RNA çekirdekte bulunur ve sitoplazmada.
Nükleotidler Nelerdir?
bir nükleotid diğer hücresel fonksiyonlara sahip olmanın yanı sıra bir nükleik asidin monomerik birimidir. Bir nükleotid, bir beş karbonlu (pentoz) şeker beş atomlu bir iç halka biçiminde, bir ila üç fosfat grupları ve bir azotlu baz.
DNA'da dört olası baz vardır: pürinler olan adenin (A) ve guanin (G), pirimidinler olan sitozin (C) ve timin (T). RNA, A, G ve C'yi de içerir, ancak bunların yerine geçer. timin için urasil (U).
Nükleik asitlerde, nükleotitlerin tümü, nükleik asit zincirindeki bir sonraki nükleotit ile paylaşılan bir fosfat grubuna bağlıdır. Ancak serbest nükleotidler daha fazlasına sahip olabilir.
Ünlü olarak, adenosin difosfat (ADP) ve adenosin trifosfat (ATP), her saniye kendi vücudunuzda sayısız metabolik reaksiyona katılır.
DNA'nın Yapısı vs. RNA
Belirtildiği gibi, DNA ve RNA'nın her biri iki pürin azotlu baz ve iki pirimidin azotlu baz içerirken ve aynı pürin bazlarını (A ve G) içerir. ve aynı pirimidin bazlarından biri (C), bunlar, DNA'nın ikinci pirimidin bazı olarak T'ye sahip olması, RNA'nın ise U'ya sahip olması bakımından farklılık gösterirler.
Pürinler içerdikleri için pirimidinlerden daha büyüktür. iki azot içeren halkalara katıldı bir pirimidinler içinde. Bunun, DNA'nın doğada var olduğu fiziksel form üzerinde etkileri vardır: çift sarmallı, ve özellikle, bir çift sarmal. İpler, bitişik nükleotidler üzerindeki pirimidin ve pürin bazları ile birleştirilir; iki pürin veya iki pirimidin birleştirilirse, boşluk sırasıyla çok büyük veya iki küçük olacaktır.
RNA ise tek zincirlidir.
DNA'daki riboz şekeri, deoksiriboz RNA'da ise riboz. Deoksiriboz, 2-karbon pozisyonundaki hidroksil (-OH) grubunun bir hidrojen atomu ile değiştirilmesi dışında riboz ile aynıdır.
Nükleik Asitlerde Baz Çifti Bağları
Belirtildiği gibi, nükleik asitlerde, pürin bazları, kararlı bir çift sarmallı (ve nihai olarak çift sarmallı) bir molekül oluşturmak için pirimidin bazlarına bağlanmalıdır. Ama aslında bundan daha spesifik. Purin A, yalnızca pirimidin T'ye (veya U) bağlanır ve purin G, yalnızca pirimidin C'ye bağlanır.
Bu, bir DNA zincirinin baz dizisini bildiğiniz zaman, onun tam baz dizisini belirleyebileceğiniz anlamına gelir. tamamlayıcı (ortak) dizi. Tamamlayıcı dizileri birbirinin tersi veya fotoğrafik negatifleri olarak düşünün.
Örneğin, ATTGCCATATG baz dizisine sahip bir DNA dizisine sahipseniz, karşılık gelen tamamlayıcı DNA dizisinin TAACGGTATAC baz dizisine sahip olması gerektiği sonucunu çıkarabilirsiniz.
RNA zincirleri tek bir zincirdir, ancak DNA'nın aksine çeşitli şekillerde gelirler. Ek olarak mRNA, diğer iki ana RNA türü ribozomal RNA'dır (rRNA) ve transfer RNA (tRNA).
DNA'nın Rolü vs. Protein Sentezinde RNA
DNA ve RNA'nın her ikisi de içerir genetik bilgi. Aslında, mRNA, transkripsiyon sırasında yapıldığı DNA ile aynı bilgiyi içerir, ancak farklı bir kimyasal formda.
DNA, bir hücrenin çekirdeğinde transkripsiyon sırasında mRNA yapmak için bir şablon olarak kullanıldığında ökaryotik hücre, tamamlayıcı DNA zincirinin RNA analoğu olan bir ipliği sentezler. Başka bir deyişle, deoksiriboz yerine riboz içerir ve DNA'da T'nin bulunacağı yerde bunun yerine U bulunur.
Sırasında transkripsiyon, nispeten sınırlı uzunlukta bir ürün oluşturulur. Bu mRNA zinciri genellikle tek bir benzersiz protein ürünü için genetik bilgiyi içerir.
mRNA'daki ardışık üç bazın her şeridi 64 farklı şekilde değişebilir; her noktada dört farklı bazın sonucu, üç noktanın tümünü hesaba katmak için üçüncü güce yükseltilir. Olduğu gibi, hücrelerin protein oluşturduğu 20 amino asidin her biri, böyle bir mRNA baz üçlüsü tarafından kodlanır. üçlü kodon.
Ribozomda Tercüme
Transkripsiyon sırasında DNA tarafından mRNA sentezlendikten sonra, yeni molekül çekirdekten sitoplazmaya hareket eder ve nükleer zardan bir nükleer gözenek yoluyla geçer. Daha sonra, biri büyük biri küçük iki alt biriminden bir araya gelen bir ribozom ile güçlerini birleştirir.
Ribozomlar, sitelerin tercümeveya ilgili proteini üretmek için mRNA'daki bilgilerin kullanılması.
Translasyon sırasında, mRNA ipliği ribozoma "bağlandığında", açıkta kalan üç nükleotid bazına karşılık gelen amino asit - yani üçlü kodon - bölgeye tRNA tarafından gönderilir. 20 amino asidin her biri için bir tRNA alt tipi bulunur ve bu mekik sürecini daha düzenli hale getirir.
Doğru amino asit ribozoma bağlandıktan sonra hızla yakındaki bir ribozomal bölgeye taşınır. polipeptitveya her yeni ilavenin gelişinden önce büyüyen amino asit zinciri tamamlanma sürecindedir.
Ribozomların kendileri kabaca eşit bir protein ve rRNA karışımından oluşur. İki alt birim, aktif olarak protein sentezledikleri durumlar dışında ayrı varlıklar olarak bulunur.
DNA ve RNA Arasındaki Diğer Farklılıklar
DNA molekülleri, RNA moleküllerinden oldukça uzundur; aslında, tek bir DNA molekülü, bütün bir kromozomun genetik materyalini oluşturur, binlerce genden sorumlu. Ayrıca, kromozomlara ayrılmaları gerçeği, karşılaştırmalı kütlelerinin bir kanıtıdır.
RNA daha mütevazi bir profile sahip olsa da, aslında iki molekülden işlevsel açıdan daha çeşitlidir. RNA, tRNA, mRNA ve rRNA formlarına ek olarak, protein translasyonu gibi bazı durumlarda bir katalizör (reaksiyonların güçlendiricisi) olarak da hareket edebilir.