เนื้อหา
- กรดนิวคลีอิก: ภาพรวม
- นิวคลีโอไทด์คืออะไร?
- โครงสร้างของ DNA กับ RNA
- พันธะคู่พื้นฐานในกรดนิวคลีอิก
- บทบาทของ DNA กับ RNA ในการสังเคราะห์โปรตีน
- แปลที่ไรโบโซม
- ความแตกต่างอื่น ๆ ระหว่าง DNA และ RNA
กรด Deoxyribonucleic (ดีเอ็นเอ) และกรด ribonucleic (อาร์เอ็นเอ) เป็นกรดนิวคลีอิกสองชนิดที่พบในธรรมชาติ กรดนิวคลีอิกก็เป็นตัวแทนหนึ่งในสี่ "โมเลกุลของชีวิต" หรือชีวโมเลกุล ส่วนอื่น ๆ นั้น โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต และ ไขมัน. กรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลทางชีวโมเลกุลเดียวที่ไม่สามารถเผาผลาญเพื่อสร้าง adenosine triphosphate (ATP, "สกุลเงินพลังงาน" ของเซลล์)
DNA และ RNA ทั้งคู่มีข้อมูลทางเคมีในรูปแบบของรหัสพันธุกรรมที่เกือบจะเหมือนกันและมีเหตุผลตรงไปตรงมา ดีเอ็นเอคือ ผู้ริเริ่ม ของและวิธีการที่มันถูกถ่ายทอดไปยังเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งมวลรุ่นต่อ ๆ ไป RNA คือ สายพานลำเลียง ของจากผู้ให้คำแนะนำไปยังผู้ปฏิบัติงานในสายการประกอบ
ในขณะที่ DNA รับผิดชอบโดยตรงต่อ Messenger RNA (mRNA) การสังเคราะห์ในกระบวนการที่เรียกว่าการถอดความ DNA ก็อาศัย RNA เพื่อทำงานอย่างถูกต้องเพื่อถ่ายทอดคำแนะนำของมันไปยังไรโบโซมภายในเซลล์ กรดนิวคลีอิกจึงสามารถกล่าวได้ว่า DNA และ RNA นั้นมีการพึ่งพาซึ่งกันและกันซึ่งแต่ละส่วนมีความสำคัญต่อภารกิจของชีวิต
กรดนิวคลีอิก: ภาพรวม
กรดนิวคลีอิกเป็นพอลิเมอร์ที่มีความยาวซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่เรียกว่า นิวคลีโอ. นิวคลีโอไทด์แต่ละชนิดประกอบด้วยองค์ประกอบสามส่วนของตัวมันเอง: หนึ่งถึงสาม กลุ่มฟอสเฟตก น้ำตาลทรายแดง และหนึ่งในสี่ที่เป็นไปได้ ฐานไนโตรเจน.
ในโปรคาริโอตซึ่งไม่มีนิวเคลียสของเซลล์ทั้งดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอพบได้ในไซโตพลาสซึม ในยูคาริโอตซึ่งมีนิวเคลียสของเซลล์และมีออร์แกเนลล์จำนวนมากดีเอ็นเอพบได้ในนิวเคลียสเป็นส่วนใหญ่ แต่สามารถพบได้ในไมโตคอนเดรียและในพืชภายในคลอโรพลาสต์
ยูคาริโอตอาร์เอ็นเอพบในนิวเคลียส และ ในพลาสซึม
นิวคลีโอไทด์คืออะไร?
นิวคลีโอไทด์คือหน่วยโมโนเมอริกของกรดนิวคลีอิกนอกเหนือจากการมีฟังก์ชั่นโทรศัพท์มือถืออื่น ๆ นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วย น้ำตาลห้าคาร์บอน (pentose) ในรูปแบบวงแหวนภายในห้าอะตอมหนึ่งถึงสาม กลุ่มฟอสเฟต และ ฐานไนโตรเจน.
ใน DNA มีสี่ฐานที่เป็นไปได้คือ adenine (A) และ guanine (G) ซึ่งเป็น purines และ cytosine (C) และ thymine (T) ซึ่งเป็น pyrimidines RNA มี A, G และ C เช่นกัน แต่ทดแทน uracil (U) สำหรับไทมีน.
ในกรดนิวคลีอิกนิวคลีโอไทด์ทั้งหมดจะมีกลุ่มฟอสเฟตหนึ่งกลุ่มซึ่งถูกใช้ร่วมกับนิวคลีโอไทด์ต่อไปในห่วงโซ่นิวคลีอิกกรด อย่างไรก็ตามนิวคลีโอไทด์ฟรีสามารถมีได้มากกว่า
ชื่อเสียง adenosine diphosphate (ADP) และ adenosine triphosphate (ATP) มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการเผาผลาญนับไม่ถ้วนในร่างกายของคุณเองทุกวินาที
โครงสร้างของ DNA กับ RNA
ดังที่ระบุไว้ในขณะที่ DNA และ RNA แต่ละประกอบด้วยฐาน purine nitrogenous สองฐานและ pyrimidine nitrogenous ฐานสองและฐาน purine เดียวกัน (A และ G) และฐาน pyrimidine เดียวกัน (C) พวกเขาแตกต่างกันใน DNA นั้นมี T เป็นของมัน ฐาน pyrimidine ที่สองในขณะที่ RNA มี U ทุกที่ T จะปรากฏใน DNA
พิวรีนนั้นมีขนาดใหญ่กว่าไพริริดีน สอง เข้าร่วมวงแหวนที่ประกอบด้วยไนโตรเจนกับ หนึ่ง ใน pyrimidines สิ่งนี้มีผลกระทบต่อรูปแบบทางกายภาพที่ DNA มีอยู่ในธรรมชาติ: ของมัน เกลียวคู่และโดยเฉพาะเป็นเกลียวคู่ เส้นที่เชื่อมต่อกันด้วย pyrimidine และ purine base บนนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ติดกัน ถ้าสอง purines หรือสอง pyrimidines เข้าร่วมระยะห่างจะใหญ่เกินไปหรือเล็กตามลำดับ
RNA ตรงกันข้ามเป็นเกลียวเดี่ยว
น้ำตาลไรโบสใน DNA คือ Deoxyribose ในขณะที่ RNA นั้น น้ำตาล. Deoxyribose นั้นเหมือนกับ ribose ยกเว้นกลุ่มไฮดรอกซิล (-OH) ที่ตำแหน่ง 2 คาร์บอนถูกแทนที่ด้วยอะตอมไฮโดรเจน
พันธะคู่พื้นฐานในกรดนิวคลีอิก
ดังที่ระบุไว้ในกรดนิวคลีอิก purine base จะต้องจับกับ pyrimidine base เพื่อสร้างโมเลกุลที่มีความเสถียร (และในที่สุดจะเป็นสองเท่าของเกลียว) แต่จริงๆแล้วมันเฉพาะเจาะจงกว่านั้น purine A เชื่อมโยงกับ pyrimidine T (หรือ U) และ purine G ผูกกับ pyrimidine C เท่านั้น
ซึ่งหมายความว่าเมื่อคุณทราบลำดับเบสของเกลียวดีเอ็นเอคุณสามารถกำหนดลำดับเบสที่แน่นอนของเกลียวคู่เสริมของมัน คิดว่าเส้นเสริมเป็นผู้รุกรานหรือเชิงลบจากการถ่ายภาพของกันและกัน
ตัวอย่างเช่นหากคุณมีสายดีเอ็นเอที่มีลำดับเบส ATTGCCATATG คุณสามารถอนุมานได้ว่าสายดีเอ็นเอประกอบที่สอดคล้องกันนั้นจะต้องมีลำดับฐาน TAACGGTATAC
RNA strands เป็นเส้นเดี่ยว แต่มีหลายรูปแบบไม่เหมือนกับ DNA นอกจาก mRNAอีกสองประเภทหลักของ RNA คือ ribosomal RNA (rRNA) และโอน RNA (tRNA).
บทบาทของ DNA กับ RNA ในการสังเคราะห์โปรตีน
DNA และ RNA ทั้งคู่มีข้อมูลทางพันธุกรรม ในความเป็นจริง mRNA มีข้อมูลเดียวกับ DNA ที่มันถูกสร้างขึ้นในระหว่างการถอดความ แต่ในรูปแบบทางเคมีที่แตกต่างกัน
เมื่อ DNA ถูกใช้เป็นเทมเพลตเพื่อสร้าง mRNA ระหว่างการถอดรหัสในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอตมันจะทำการสังเคราะห์สาระที่เป็น RNA อนาล็อกของ DNA เสริมที่สมบูรณ์ กล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือมันมี ribose มากกว่า Deoxyribose และ T ที่มีอยู่ใน DNA จะมี U อยู่แทน
ในระหว่างการถอดความผลิตภัณฑ์ที่มีความยาวค่อนข้าง จำกัด จะถูกสร้างขึ้น mRNA strand นี้มักจะมีข้อมูลทางพันธุกรรมสำหรับผลิตภัณฑ์โปรตีนเดี่ยว
แต่ละแถบของสามฐานที่ต่อเนื่องกันใน mRNA สามารถเปลี่ยนแปลงได้ใน 64 วิธีที่แตกต่างกันผลลัพธ์ของฐานสี่ที่แตกต่างกันในแต่ละจุดที่ยกขึ้นสู่กำลังที่สามเพื่อให้ครอบคลุมทั้งสามจุด ในขณะที่มันเกิดขึ้นกรดอะมิโนทั้ง 20 ชนิดที่เซลล์สร้างโปรตีนจะถูกเข้ารหัสโดยกลุ่ม mRNA สามกลุ่มที่เรียกว่า triplet codon.
แปลที่ไรโบโซม
หลังจาก mRNA ถูกสังเคราะห์โดย DNA ในระหว่างการถอดรหัสโมเลกุลใหม่จะย้ายจากนิวเคลียสไปยังไซโตพลาสซึมผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียร์ผ่านรูขุมขนนิวเคลียร์ จากนั้นจะรวมแรงกับไรโบโซมซึ่งเพิ่งมารวมกันจากสองหน่วยย่อยหนึ่งขนาดใหญ่และขนาดเล็กหนึ่งแห่ง
ไรโบโซมเป็นที่ตั้งของ การแปลหรือการใช้ข้อมูลใน mRNA เพื่อผลิตโปรตีนที่สอดคล้องกัน
ในระหว่างการแปลเมื่อ mRNA ติดอยู่กับไรโบโซมกรดอะมิโนที่สัมพันธ์กับฐานนิวคลีโอไทด์ทั้งสามที่ถูกเปิดเผยคือ triplet codon จะถูกปิดลงในพื้นที่โดย tRNA มีชนิดย่อยของ tRNA สำหรับกรดอะมิโนทุกตัวจาก 20 กรดอะมิโนทุกตัวซึ่งทำให้กระบวนการในการกลับเป็นระเบียบเป็นระเบียบมากขึ้น
หลังจากกรดอะมิโนที่เหมาะสมต่อกับไรโบโซมมันจะถูกย้ายไปยังไซโบโซมบริเวณใกล้เคียงโดยเร็ว polypeptideหรือห่วงโซ่การเติบโตของกรดอะมิโนก่อนการมาถึงของการเติมใหม่แต่ละครั้งกำลังอยู่ในขั้นตอนการทำให้เสร็จ
ไรโบโซมเองประกอบด้วยส่วนผสมของโปรตีนและ rRNA ที่เท่าเทียมกัน หน่วยย่อยทั้งสองนั้นมีอยู่เป็นหน่วยงานแยกต่างหากยกเว้นเมื่อมีการสังเคราะห์โปรตีนอย่างแข็งขัน
ความแตกต่างอื่น ๆ ระหว่าง DNA และ RNA
โมเลกุลดีเอ็นเอมีความยาวมากกว่าโมเลกุลอาร์เอ็นเออย่างมาก ในความเป็นจริง, โมเลกุลดีเอ็นเอเดี่ยวประกอบขึ้นเป็นสารพันธุกรรมของโครโมโซมทั้งหมดคิดเป็นพันยีน นอกจากนี้ข้อเท็จจริงที่ว่าพวกมันถูกแยกออกเป็นโครโมโซมเป็นข้อพิสูจน์ถึงมวลเปรียบเทียบของพวกเขา
ถึงแม้ว่าอาร์เอ็นเอจะมีลักษณะที่อ่อนน้อมถ่อมตนมากขึ้น แต่จริงๆแล้วมันมีความหลากหลายของโมเลกุลทั้งสองจากมุมมองเชิงหน้าที่ นอกเหนือจากการมาในรูปแบบ tRNA, mRNA และ rRNA แล้ว RNA ยังสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (ตัวเร่งปฏิกิริยา) ในบางสถานการณ์เช่นในระหว่างการแปลโปรตีน