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Welche Funktionen in einer Zelle Nukleinsäure durchführen? Die Struktur und Funktion von Nukleinsäuren

Nukleinsäuren spielen eine wichtige Rolle in der Zelle, die Gewährleistung seiner Funktion und Reproduktion. Diese Eigenschaften machen es möglich, sie die zweitwichtigsten Biomolekülen nach Protein zu nennen. Viele Forscher nehmen sogar die DNA und RNA in erster Linie aus, was bedeutet, dessen Hauptwert in der Entwicklung des Lebens. Trotzdem sind sie den zweiten Platz nach den Proteinen zu nehmen, weil die Grundlage des Lebens gerade ist polipetidnaya Molekül.

Nukleinsäuren – das ist eine andere Ebene des Lebens ist viel komplexer und interessant wegen der Tatsache, dass jede Art von Molekül, das einen bestimmten Job für sie hat. Dies ist notwendig, im Detail zu verstehen.

Das Konzept der Nukleinsäuren

Alle Nukleinsäure (DNA und RNA) sind biologische heterogene Polymere, die in der Anzahl der Schaltungen unterscheiden. DNA ist eine doppelsträngige polymeres Molekül, das die genetische Information von eukaryotischen Organismen enthält. Zirkuläre DNA-Molekül genetische Information einiger Viren enthalten können. Diese HIV und Adenovirus. Es gibt auch einen speziellen Typen 2 DNA: mitochondriale und Plastiden (in Chloroplasten gefunden).

RNA hat auch eine viel größere Spezies, die von verschiedenen Nukleinsäurefunktionen verursacht wird. Es gibt Kern-RNA, die die genetische Information von Bakterien und die meisten Viren enthalten, die Matrix (oder Boten-RNA), ribosomale und Transport. Alle von ihnen sind in jeder Speicherung der genetischen Information oder Genexpression beteiligt. Aber, die Funktionen in einer Zelle Nukleinsäure betreiben ist notwendig, näher zu verstehen.

Doppelsträngige DNA-Molekül

Diese Art von DNA – ist ein perfektes System der Speicherung der genetischen Information. Doppelsträngige DNA-Molekül ist ein einzelnes Molekül von heterogenen Monomeren besteht. Ihr Ziel ist die Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Nukleotiden der anderen Ketten. Selbst DNA – Monomer besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, der Rückstand Orthophosphat und einem Fünf-Kohlenstoff – Monosaccharid Desoxyribose. Je nachdem, welche Art von Stickstoffbase ist die Grundlage eines spezifischen DNA-Monomer, hat es seinen eigenen Namen. Arten von DNA-Monomere:

  • Desoxyribose-Einheit mit dem Orthophosphat und Adenylsäure stickstoffhaltigen Base;
  • Thymidin stickstoffhaltigen Base und eine Desoxyriboseeinheit Orthophosphat;
  • Cytosin-Stickstoffbase und der Rückstand desoksiriboza Orthophosphat;
  • Orthophosphat mit Desoxyribose und stickstoffhaltiger Guaninrest.

Der Buchstabe für die Vereinfachung der Schaltungsstruktur der DNA Adenylsäure Rest bezeichnet als „A“, Guanin – „G“, Thymidin – „T“ und Cytosin – „C“. Es ist wichtig, dass die genetische Information aus der doppelsträngigen DNA in Boten-RNA übertragen wird. Unterschiede in ihrem kleinen, hier als die Kohlenhydrateinheit hat Desoxyribose und Ribose nicht, und statt Thymidylsäure stickstoffhaltiger Base Uracil tritt in RNA.

Struktur und Funktion der DNA

DNA basiert auf dem Prinzip eines biologischen Polymer aufgebaut, in denen eine Kette im Voraus in einem vorbestimmten Muster erzeugt wird, in Abhängigkeit von der genetischen Information der Mutterzelle. DNA Nukleodidy werden durch kovalente Bindungen verbunden sind. Dann, nach dem Prinzip der Komplementarität zu den Nukleotiden der einzelsträngigen Moleküle werden durch andere Nucleotide verbunden. Wenn ein einzelsträngige Nukleotid-Molekül mit Adenin präsentiert Anfang, die zweite (komplementäre) -Schaltung wird es zu Thymin entspricht. Guanin Cytosin ist komplementär zu. Somit doppelsträngigen DNA-Molekül ist, aufgebaut. Es ist im Kernel und speichert genetische Information, die Codons codiert ist – Tripletts von Nukleotiden. Die Funktionen der doppelsträngigen DNA:

  • Einsparung von der Mutterzelle erbliche Informationen erhalten;
  • Genexpression;
  • Hindernis die Art der Mutation zu ändern.

Bedeutung von Proteinen und Nukleinsäuren

Es wird angenommen , dass die Funktion von Proteinen und Nukleinsäuren gemeinsam, nämlich, sie in der Genexpression beteiligt sind. Nukleinsäure selbst – es ist ihr Ablageort und das Protein – es ist das Endergebnis der Informationen von einem Gen zu lesen. Gen selbst ist ein integraler Teil von einem DNA-Moleküle in dem Chromosom verpackt, in der Information durch die Nucleotide der Struktur eines bestimmten Proteins aufgezeichnet wird. Ein Gen kodiert für die Aminosäuresequenz von nur ein Protein. Das Protein wird die genetische Information umzusetzen.

Die Klassifizierung der Arten von RNA

Funktionen von Nukleinsäuren in der Zelle sind sehr vielfältig. Und sie sind am zahlreichsten im Fall von RNA. Allerdings ist diese Multifunktionalität immer noch relativ, da als eine Art von RNA für eine der Funktionen zuständig ist. In diesem Fall wird die folgenden Arten von RNA:

  • Kern-RNA-Viren und Bakterien;
  • Matrix (Information) RNA;
  • ribosomale RNA;
  • Boten-RNA-Plasmide (die Chloroplasten);
  • Chloroplasten-ribosomale RNA;
  • mitochondriale ribosomale RNA;
  • mitochondrialen Matrix RNA;
  • Transfer-RNA.

RNA-Funktionen

Diese Klassifizierung bietet verschiedene Arten von RNAs, die je nach Lage unterteilt sind. Doch in funktioneller Hinsicht sollten sie in 4 Typen in alle geteilt werden: in der Kern, Informationen, ribosomale und Transport. Ribosomale RNA-Funktion ist die Proteinsynthese auf der Nucleotidsequenz von messenger RNA basieren. Somit Aminosäure „Tray“ zu ribosomalen RNA „aufgereiht“ auf dem Boten-RNA, durch Transfer-Ribonukleinsäure. So Synthese verläuft von jedem Organismus, der das Ribosom hat. Die Struktur und Funktion von Nukleinsäuren und liefern Konservierung des genetischen Materials und Herstellung des Proteinsyntheseverfahren.

Mitochondriale Nukleinsäure

Wenn, welche Funktionen in der Zelle Nukleinsäure in den Kern oder das Zytoplasma von praktisch allen bekannten, mitochondriale und Plastiden-DNA Informationen befindet zuführen, gibt es kaum. Es fand auch spezifische ribosomale und Boten-RNA. Die Nukleinsäuren DNA und RNA vorhanden sind, hier selbst die autotrophen Organismen.

Vielleicht ist die Nukleinsäure in die Zelle durch Symbiogenese. Diese Route wird von Wissenschaftlern als die wahrscheinlichste angesehen, weil der Mangel an alternativen Erklärungen. Das Verfahren wird wie folgt angenommen: In der Zelle für eine bestimmte Zeit symbiontische avtorofnaya Bakteriums kam. Als Ergebnis dieser akaryote lebt in Zellen und sie mit Energie versorgen, aber allmählich abbaut.

In den Anfangsstadien der Evolution, wahrscheinlich atomwaffenfreien symbiotisches Bakterium bewegte Mutationsprozesse in dem Zellkern der Wirtszelle. Dies ermöglichte es, die Gene für verantwortlich Informationen über die Struktur der mitochondrialen Proteine Aufrechterhaltung in die Nukleinsäure der Wirtszelle zu durchdringen. Allerdings ist es im Begriff ist, welche Funktionen in der Zelle Nukleinsäuren mitochondrialen Ursprung durchzuführen, ist die Information nicht viel.

Wahrscheinlich teil mitochondrialen synthetisierten Proteine, deren Struktur noch nicht von Kern-DNA oder RNA-Wirt kodiert. Es ist auch wahrscheinlich, dass der richtige Mechanismus der Proteinsynthese notwendig ist, nur weil die Zelle, die viele Proteine im Zytoplasma synthetisiert, nicht durch die Doppelmembran der Mitochondrien bekommen. Die Daten Organellen erzeugen Energie, und deshalb im Falle eines bestimmten Kanals oder Transportprotein für seine genug für die molekulare Bewegung und gegen einen Konzentrationsgradienten.

Die Plasmid-DNA und RNA

In Plastiden (Chloroplasten) hat auch seine eigene DNA, die wahrscheinlich für die Umsetzung ähnliche Funktionen wie im Fall der mitochondrialen Nukleinsäuren verantwortlich ist. Es gibt auch und seine ribosomale, Matrix und Transfer-RNA. Und Plastiden, die Beurteilung durch die Anzahl der Membranen, und nicht durch die Anzahl von biochemischen Reaktionen, schwer zu finden. Es kommt vor, dass viele Plastiden mit 4 Membranschicht, die von Wissenschaftlern auf verschiedene Weise erklärt.

Eines ist klar: die Funktion der Nukleinsäure in Zellen bisher nur unzureichend untersucht. Es ist nicht, wie wichtig das mitochondriale Protein Synthesesystem und ähnlich wie ihr hloroplasticheskaya bekannt. Es ist auch nicht klar, warum Zellen Mitochondrien-Nukleinsäure benötigen, wenn Proteine (natürlich nicht alle) sind bereits in dem Kern-DNA (oder RNA, nach dem Organismus) codieren. Obwohl einige der Tatsachen gezwungen, zu akzeptieren, dass das Protein zu synthetisieren mitochondriale und Chloroplasten-System für die gleichen Funktionen wie die DNA des Zellkern und Zytoplasma-RNA verantwortlich ist. Sie bewahren die genetische Information, vervielfältigen und an die Tochterzellen übertragen.

Zusammenfassung

Es ist wichtig zu verstehen, welche Funktionen in einer Zelle Nukleinsäure Kern, Plastiden und Mitochondrien-Ursprung führen. Dies eröffnet viele Perspektiven für die Wissenschaft, denn die symbiotische Mechanismus, nach denen es viele autotrophen Organismen waren, die heute reproduzieren kann. Dadurch wird eine neue Art von Zellen bereitzustellen, vielleicht sogar Menschen. Obwohl die Aussichten der Umsetzung mnogomembrannyh Plastiden in Zellen Organellen zu früh zu sagen.

Viel wichtiger ist, dass in dem Zell Nukleinsäuren, die für fast alle Prozesse verantwortlich zu verstehen. Dieses Protein – Biosynthese, und Informationen über die Struktur von Zellen speichern. Und was noch wichtiger ist, die Nukleinsäure an das Kind der Übertragungsfunktion des Erbguts von Zellen aus der Mutter arbeiten. Dadurch wird die Weiterentwicklung der evolutionären Prozesse gewährleisten.