Jesteś tutaj: Biologia » Liceum » Genetyka » Kwasy nukleinowe: DNA i RNA

Kwasy nukleinowe: DNA i RNA

Budowa DNA

DNA - kwas deoksyrybonukleinowy - jest nośnikiem informacji genetycznej. Jego struktura odkryta została w 1954 r. przez dwóch uczonych: Jamesa Watsona i Francisa Cricka.

Cała cząsteczka zbudowana jest z dwóch nici spiralnie okręconych wokół siebie tworzących podwójną helisę. Każda nić zbudowana jest z pojedynczych „cegiełek” - nukleotydów.

Struktura przestrzenna DNA to podwójna helisa.

Jednostką budującą każdą nić jest nukleotyd.

Budowa nukleotydu DNA:

Schemat budowy nukleotydu DNA. Reszta kwasu fosforowego, jedna z czterech zasad azotowych: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C), tymina (T), cukier - deoksyryboza.

Poszczególne nukleotydy łączą się ze sobą w ten sposób, że reszta kwasu fosforowego jednego nukleotydu łączy się z deoksyrybozą następnego.

Połączenie nukleotydów tworzących nić.

Zasady azotowe cechuje zdolność do łączenia się w pary, przy czym obowiązuje tu ściśle określona reguła: adenina zawsze łączy się z tyminą, a guanina z cytozyną. Cecha ta nazywana jest komplementarnością zasad azotowych. Ponieważ zasady azotowe są jedynym elementem różniącym poszczególne nukleotydy, można mówić o komplementarności nukleotydów.

Pary zasad komplementarnych. Adenina - tymina (A-T), guanina - cytozyna (G-C).

Druga, równoległa nić zbudowana jest z nukleotydów komplementarnych, a więc, jeśli na jednej nici w wybranym miejscu znajduje się nukleotyd adeninowy, to naprzeciwko niego będzie nukleotyd zawierający tyminę i odpowiednio naprzeciw nukleotydu guaninowego znajdzie się nukleotyd zawierający cytozynę. Można więc powiedzieć, że nici na całej swej długości są względem siebie komplementarne.

Fragment podwójnej nici DNA.

Całość składa się przeciętnie z kilku - kilkudziesięciu milionów par nukleotydów.

Obydwie nici okręcają się wokół siebie w prawą stronę, tworząc ostatecznie uformowaną cząsteczkę DNA.

Schemat podwójnej helisy DNA.

Replikacja

Replikacja to jeden z ważniejszych procesów biologicznych - jego celem jest dokładne skopiowanie cząsteczki DNA (a tym samym informacji genetycznej w niej zapisanej). Powielony DNA jest następnie przekazywany komórkom potomnym - dziedziczą one tym samym informację genetyczną.

Replikacja, jak każdy proces zachodzący w komórce, jest katalizowana przez odpowiedni enzym - w tym przypadku jest to polimeraza DNA. Samo powielanie polega na systematycznym podstawianiu do jednej nici (starej) komplementarnych nukleotydów (powstaje nowa nić).

Przebieg replikacji:

1. Polimeraza DNA znajduje na nici DNA miejsca inicjacji replikacji. Są to odpowiednie sekwencje nukleotydów rozpoznawane jako miejsca startu. Takich miejsc w obrębie jednej cząsteczki jest wiele, stąd replikacja jednocześnie przebiega w wielu miejscach.

2. W miejscu inicjacji replikacji następuje rozplecenie podwójnej helisy. Jest to konieczne, gdyż zasady azotowe skierowane są do środka i inaczej nie dałoby się ich odczytać. W miejscu rozplecenia powstają tzw. widełki replikacyjne.

3. W widełkach replikacyjnych polimeraza DNA ustawia naprzeciwko każdego nukleotydu nowy komplementarny nukleotyd. Nowe nukleotydy łączą się ze sobą (polimeryzują) i powstaje nowa nić. Analogiczne zjawisko zachodzi na drugiej nici.

Schemat replikacji. Nici macierzyste, nić potomna, polimeraza DNA, nić macierzysta, widełki replikacyjne.

Wykorzystanie zasady komplementarności pozwala na bardzo precyzyjne powielenie cząsteczki DNA.

Powstałe w procesie replikacji cząsteczki składają się z jednej nici starej i jednej nowej - dobudowanej do starej. Dlatego mówimy, że replikacja jest semikonserwatywna (inaczej półzachowawcza).

Budowa RNA

RNA - kwas rybonukleinowy jest przeważnie jednoniciowy i w przestrzeni przyjmuje bardzo różne formy. Nić, podobnie jak w DNA, zbudowana jest z nukleotydów.

Schemat budowy nukleotydu RNA. Reszta kwasu fosforowego, jedna z czterech zasad azotowych: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C), uracyl (U), cukier - ryboza.

Poszczególne nukleotydy łączą się ze sobą, podobnie jak nukleotydy DNA, tworząc nić. Jest ona zawsze znacznie krótsza od nici DNA.

RNA występuje w komórce w kilku postaciach:

- matrycowy RNA (mRNA) - jest roboczą kopią genu

- transportowy RNA (tRNA) - przenosi aminokwasy niezbędne do syntezy białka

- rybosomalny RNA (rRNA) - jest składnikiem rybosomów.

Ogólnie rola RNA polega na udziale w realizacji informacji genetycznej.

Każdy RNA powstaje wg informacji zawartej w DNA. Proces ten nazywany jest transkrypcją i przebiega na podobnej zasadzie jak replikacja.

Synteza RNA nazywana jest transkrypcją.

Informacja o budowie RNA zawarta jest w DNA.

Porównanie DNA i RNA

DNA RNA
występowanie jądro komórkowe (również mitochondria i chloroplasty) cytoplazma, rybosomy, jądro komórkowe
struktura przestrzenna cząsteczki zawsze podwójna helisa najczęściej pojedyncza nić różnie ułożona
budowa nukleotydu reszta kwasu fosforowego
cukier: deoksyryboza
jedna z zasad azotowych:
  • adenina
  • guanina
  • cytozyna
  • tymina
reszta kwasu fosforowego
cukier: ryboza
jedna z zasad azotowych:
  • adenina
  • guanina
  • cytozyna
  • uracyl
funkcja jest nośnikiem informacji genetycznej umożliwia realizację informacji genetycznej

Wybierz szkołę

Szkoła

Ostatnio oglądane

Ostatnio oglądane

Ten portal korzysta z plików cookies w celu umożliwienia pełnego korzystania z funkcjonalności serwisu, dopasowania reklam oraz zbierania anonimowych statystyk. Obsługę cookies możesz wyłączyć w ustawieniach Twojej przeglądarki internetowej. Korzystając z serwisu wyrażasz zgodę na używanie cookies zgodnie z ustawieniami przeglądarki.

Zamknij