Схожість ДНК і РНК. Порівняльна характеристика ДНК і РНК: таблиця

Кожен живий організм у нашому світі не схожий на інші. Один від одного відрізняються не тільки люди. Тварини та рослини одного виду теж мають відмінності. Причиною тому є не тільки різні умови проживання і життєвий досвід. Індивідуальність кожного організму закладається в ньому за допомогою генетичного матеріалу.

Важливі й цікаві питання про нуклеїнові кислоти

Ще до появи на світ кожен організм має свій особистий набір генів, який визначає абсолютно всі особливості будови. Це не тільки колір вовни або форма листя, наприклад. У генах закладаються і більш важливі характеристики. Адже у кішки не може народитися хом 'ячок, а з насіння пшениці не зросте баобаб.

І за весь цей величезний обсяг інформації відповідають нуклеїнові кислоти - молекули РНК і ДНК. Їх важливість дуже важко переоцінити. Адже вони не тільки зберігають інформацію протягом усього життя, вони допомагають реалізувати її за допомогою білків, а крім цього, передають її наступному поколінню. Як це у них виходить, наскільки складне мають будову молекули ДНК і РНК? Чим вони схожі і які їх відмінності? У всьому цьому ми розберемося в наступних розділах статті.

Всю інформацію ми будемо розбирати по частинах, починаючи з самих основ. Спочатку дізнаємося, що таке нуклеїнові кислоти, як вони були відкриті, потім поговоримо про їх структуру і функції. Наприкінці статті нас чекає порівняльна таблиця РНК і ДНК, до якої ви зможете звернутися в будь-який момент.

Що таке нуклеїнові кислоти

Нуклеїнові кислоти - це органічні сполуки, що мають високу молекулярну масу, є полімерами. У 1869 році вони були вперше описані Фрідріхом Мішером - біохіміком зі Швейцарії. Він виділив речовину, до складу якої входять фосфор і азот, з клітин гною. Припустивши, що воно розташовується тільки в ядрах, вчений назвав його нуклеїном. А ось те, що залишилося після відділення білків, було названо нуклеїновою кислотою.

Її мономерами є нуклеотиди. Їх кількість в молекулі кислоти індивідуальна для кожного виду. Нуклеотиди являють собою молекули, що складаються з трьох частин:

• моносахарид (пентоза), може бути двох видів - рибозу і дезоксирибозу;
• азотиста підстава (одна з чотирьох);
• залишок фосфорний кислоти.

Далі ми розглянемо відмінності і схожості ДНК і РНК, таблиця в самому кінці статті підіб 'є загальний підсумок.

Особливості будови: пентози

Найперша схожість ДНК і РНК полягає в тому, що до їх складу входять моносахариди. Але для кожної кислоти вони свої. Саме залежно від того, яка в молекулі пентозу, нуклеїнові кислоти ділять на ДНК і РНК. До складу ДНК входить дезоксирибоза, а до складу РНК - рибоза. Обидві пентози зустрічаються в кислотах тільки в лід-формі.

У дезоксирибозі при другому атомі вуглецю (позначається як 2 ") відсутній кисень. Вчені припускають, що його відсутність:

• _{зменшує зв 'язок між С2 і С3;}
• робить молекулу ДНК міцнішою;
• створює умови для компактного укладання ДНК в ядрі.

Порівняння будівель: азотисті підстави

Порівняльна характеристика ДНК і РНК - справа непроста. Але відмінності видно вже з самого початку. Азотисті підстави - це найважливіші "цеглинки" "в наших молекулах. Саме вони несуть в собі генетичну інформацію. Точніше, не самі підстави, а їх порядок у ланцюжку. Вони бувають пуринові і піримідинові.

Склад ДНК і РНК розрізняється вже на рівні мономерів: у дезоксирибонуклеїновій кислоті ми можемо зустріти аденін, гуанін, цитозин і тимін. А ось у РНК замість тіміна міститься урацил.

Ці п 'ять підстав є головними (мажорними), вони становлять більшу частину нуклеїнових кислот. Але крім них, зустрічаються й інші. Це відбувається дуже рідко, називаються такі підстави мінорними. І ті, і інші зустрічаються в обох кислотах - це ще одна схожість ДНК і РНК.

Послідовність цих азотистих підстав (а відповідно, і нуклеотидів) у ланцюжку ДНК визначає, які білки може синтезувати ця клітина. Які молекули будуть створюватися в даний момент, залежить від потреб організму.

Перейдемо до рівнів організації нуклеїнових кислот. Для того щоб порівняльна характеристика ДНК і РНК вийшла максимально повною і об 'єктивною, ми розглянемо структуру кожної. У ДНК їх чотири, а кількість рівнів організації у РНК залежить від її виду.

Відкриття структури ДНК, принципи будови

Всі організми діляться на прокаріотів і еукаріотів. Така класифікація заснована на оформленості ядра. У тих та інших ДНК міститься в клітці у вигляді хромосом. Це особливі структури, в яких молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти пов 'язані з білками. ДНК має чотири рівні організації.

Первинна структура представлена ланцюжком нуклеотидів, послідовність яких суворо дотримується для кожного окремого організму і які пов 'язані між собою фосфодіефірними зв' язками. Величезних успіхів у вивченні ланцюжкової структури ДНК досягли Чаргафф і його співробітники. Вони визначили, що співвідношення азотистих підстав підкоряються певним законам.

Їх назвали правилами Чаргаффа. Перше з них свідчить, що сума пуринових підстав повинна бути дорівнювати сумі піримідинових. Це стане зрозуміло після знайомства з вторинною структурою ДНК. З її особливостей випливає і друге правило: молярні співвідношення А/Т і Г/Ц дорівнюють одиниці. Це ж правило вірне і для другої нуклеїнової кислоти - ось і ще одна схожість ДНК і РНК. Тільки у другої замість тіміна скрізь стоїть урацил.

Також багато вчених почали класифікувати ДНК різних видів за більшою кількістю підстав. Якщо сума "А + Т" більша за "" Г + Ц "", таку ДНК називають АТ-типом. Якщо ж навпаки, то ми маємо справу з ГЦ-типом ДНК.

Модель вторинної структури була запропонована в 1953 році вченими Уотсоном і Криком, вона і донині є загальновизнаною. Модель являє собою подвійну спіраль, яка складається з двох антипараллельних ланцюгів. Основними характеристиками вторинної структури є:

• склад кожного ланцюга ДНК суворо специфічний для виду;
• зв 'язок між ланцюгами водневий, утворюється за принципом компліментарності азотистих підстав;
• полинуклеотидні ланцюги обвивають один одного, утворюючи правозакручену спіраль, яка називається "" хелікс "";
• залишки фосфорної кислоти розташовуються зовні спіралі, азотисті підстави - всередині.

Далі, щільніше, складніше

Третинна структура ДНК - це суперспіралізована структура. Тобто мало того, що в молекулі два ланцюжки скручуються один з одним, для більшої компактності ДНК намотується на спеціальні білки - гістони. Їх ділять на п 'ять класів залежно від вмісту в них лізину й аргініну.

Останній рівень ДНК - хромосома. Щоб зрозуміти, наскільки щільно в ній покладена носійка генетичної інформації, уявіть наступне: якби Ейфелева вежа пройшла всі етапи компактизації, як і ДНК, її можна було б помістити в сірниковий коробок.

Хромосоми бувають одинарними (складаються з однієї хроматиди) і подвійними (складаються з двох хроматид). Вони забезпечують надійне зберігання генетичної інформації, а при необхідності можуть розвернутися і відкрити доступ до потрібної ділянки.

Види РНК, особливості будови

Крім того, що будь-яка РНК відрізняється від ДНК своєю первинною структурою (відсутність тіміна, наявність урацилу), такі рівні організації теж відрізняються:

1. Транспортна РНК (тРНК) є одноланцюжковою молекулою. Щоб виконувати свою функцію транспортування амінокислот до місця синтезу білка, вона має дуже незвичайну вторинну структуру. Вона називається "конюшиновий лист". Кожна її петля виконує свою функцію, але найважливішими є акцепторний стебель (на нього чіпляється амінокислота) і антикодон (який повинен збігтися з кодоном на матричній РНК). Третинна структура тРНК вивчена мало, тому що дуже складно виділити таку молекулу без порушення високого рівня організації. Але деяка інформація у вчених є. Наприклад, у дріжджів транспортна РНК має форму букви L.
2. Матрична РНК (також звана інформаційною) виконує функцію перенесення інформації від ДНК до місця синтезу білка. Вона повідомляє, який саме білок вийде в підсумку, нею рухаються рибосоми в процесі синтезу. Її первинна структура - одноланцюжкова молекула. Вторинна структура дуже складна, необхідна для правильного визначення початку синтезу білка. мРНК складається у вигляді шпилок, на кінцях яких розташовуються ділянки початку і закінчення процесингу білка.
3. Рибосомальна РНК міститься в рибосомах. Ці органели складаються з двох субчастинок, у кожній з яких розташовується власна рРНК. Ця нуклеїнова кислота визначає розміщення всіх рибосомних білків і функціональних центрів цієї органели. Первинна структура рРНК представлена послідовністю нуклеотидів, як і у попередніх різновидів кислоти. Відомо, що завершальним етапом укладання рРНК є спарювання кінцевих ділянок одного ланцюга. Освіта таких черешків вносить додатковий внесок у компактизацію всієї структури.

Функції ДНК

Дезоксирибонуклеїнова кислота виконує функцію сховища генетичної інформації. Саме в послідовності її нуклеотидів "заховані" всі білки нашого організму. У ДНК вони не тільки зберігаються, а й добре захищені. І навіть якщо при копіюванні відбувається помилка, вона буде виправлена. Таким чином, весь генетичний матеріал збережеться і дійде до потомства.

Для того щоб передати інформацію нащадкам, ДНК має здатність подвоюватися. Цей процес називається реплікацією. Порівняльна таблиця РНК і ДНК покаже нам, що інша нуклеїнова кислота не вміє так робити. Але зате у неї багато інших функцій.

Функції РНК

Кожен вид РНК виконує свої функції:

1. Транспортна рибонуклеїнова кислота здійснює доставку амінокислот до рибосом, де з них роблять білки. тРНК не тільки приносить будівельний матеріал, вона також бере участь у впізнаванні кодона. І від її роботи залежить, наскільки правильно буде будуватися білок.
2. Інформаційна РНК зчитує інформацію з ДНК і переносить її до місця синтезу білків. Там вона прикріплюється до рибосоми і диктує порядок амінокислот у білці.
3. Рибосомальна РНК забезпечує цілісність структури органели, регулює роботу всіх функціональних центрів.

Ось і ще одна схожість ДНК і РНК: обидві вони піклуються про генетичну інформацію, яку несе в собі клітина.

Порівняння ДНК і РНК

Щоб систематизувати всю наведену вище інформацію, запишемо всю її в таблицю.

Таким чином, ми коротко розповіли про те, які існують схожості ДНК і РНК. Таблиця виявиться незамінним помічником на іспиті або простою пам 'яткою.

Крім того що ми вже дізналися раніше, в таблиці з 'явилося кілька фактів. Наприклад, здатність ДНК подвоюватися необхідна для ділення клітин, щоб обидві клітини отримали правильний генетичний матеріал у повному обсязі. Тоді як для РНК в подвоюванні немає сенсу. Якщо клітині потрібна ще одна молекула, вона її синтезує по матриці ДНК.

Характеристика ДНК і РНК вийшло короткою, але нами були охоплені всі особливості будови і функцій. Дуже цікавий процес трансляції - синтез білка. Після ознайомлення з ним стає зрозуміло, наскільки велику роль відіграє РНК у житті клітини. А процес подвоєння ДНК дуже захоплюючий. Чого тільки варте розривання подвійної спіралі і зчитування кожного нуклеотиду!

Дізнавайтеся нове щодня. Особливо, якщо це нове відбувається в кожній клітинці вашого тіла.