É bem sabido que todas as formas de matéria viva, desde vírus até animais altamente organizados (incluindo humanos), possuem um aparato hereditário único. É representado por moléculas de dois tipos de ácidos nucléicos: desoxirribonucléico e ribonucléico. Nessas substâncias orgânicas, são codificadas informações que são transmitidas dos indivíduos progenitores para os descendentes durante a reprodução. Neste trabalho, estudaremos a estrutura e as funções do DNA e do RNA na célula, e também consideraremos os mecanismos subjacentes aos processos de transferência das propriedades hereditárias da matéria viva.
Como se viu, as propriedades dos ácidos nucléicos, embora tenham algumas características comuns, diferem de muitas maneiras. Portanto, vamos comparar as funções de DNA e RNA desempenhadas por esses biopolímeros em células de vários grupos de organismos. A tabela apresentada no trabalho ajudará a entender qual é a sua diferença fundamental.
ácidos nucleicos –biopolímeros complexos
Descobertas no campo da biologia molecular que ocorreram no início do século XX, em particular, a decodificação da estrutura do ácido desoxirribonucleico, serviram de impulso para o desenvolvimento da moderna citologia, genética, biotecnologia e Engenharia. Do ponto de vista da química orgânica, o DNA e o RNA são substâncias macromoleculares que consistem em unidades repetidas repetidamente - monômeros, também chamados de nucleotídeos. Sabe-se que estão interligados, formando cadeias capazes de auto-organização espacial.
Tais macromoléculas de DNA geralmente se ligam a proteínas especiais com propriedades especiais chamadas histonas. Os complexos de nucleoproteínas formam estruturas especiais - nucleossomos, que, por sua vez, fazem parte dos cromossomos. Os ácidos nucleicos podem ser encontrados tanto no núcleo quanto no citoplasma da célula, presentes em algumas de suas organelas, como mitocôndrias ou cloroplastos.
Estrutura espacial da substância da hereditariedade
Para entender as funções do DNA e do RNA, você precisa entender em detalhes as características de sua estrutura. Assim como as proteínas, os ácidos nucléicos possuem vários níveis de organização das macromoléculas. A estrutura primária é representada por cadeias polinucleotídicas, as configurações secundária e terciária são autocomplicadas devido ao tipo emergente de ligação covalente. Um papel especial na manutenção da forma espacial das moléculas pertence às ligações de hidrogênio, bem como às forças de interação de van der Waals. O resultado é um compactoa estrutura do DNA, chamada de superbobina.
Monômeros de ácido nucleico
A estrutura e as funções do DNA, RNA, proteínas e outros polímeros orgânicos dependem tanto da composição qualitativa quanto quantitativa de suas macromoléculas. Ambos os tipos de ácidos nucleicos são compostos de blocos de construção chamados nucleotídeos. Como se sabe do curso da química, a estrutura de uma substância afeta necessariamente suas funções. DNA e RNA não são exceção. Acontece que o tipo de ácido em si e seu papel na célula dependem da composição de nucleotídeos. Cada monômero contém três partes: uma base nitrogenada, um carboidrato e um resíduo de ácido fosfórico. Existem quatro tipos de bases nitrogenadas para o DNA: adenina, guanina, timina e citosina. Nas moléculas de RNA, serão, respectivamente, adenina, guanina, citosina e uracila. O carboidrato é representado por vários tipos de pentose. O ácido ribonucleico contém ribose, enquanto o DNA contém sua forma desoxigenada, chamada desoxirribose.
Características do ácido desoxirribonucleico
Primeiro, veremos a estrutura e as funções do DNA. O RNA, que tem uma configuração espacial mais simples, será estudado por nós na próxima seção. Assim, duas fitas de polinucleotídeos são mantidas juntas pela repetição repetida de ligações de hidrogênio formadas entre bases nitrogenadas. No par "adenina - timina" há duas, e no par "guanina - citosina" há três ligações de hidrogênio.
A correspondência conservadora das bases purinas e pirimidinas foidescoberto por E. Chargaff e foi chamado de princípio da complementaridade. Em uma única cadeia, os nucleotídeos estão ligados por ligações fosfodiéster formadas entre a pentose e o resíduo de ácido ortofosfórico de nucleotídeos adjacentes. A forma helicoidal de ambas as cadeias é mantida por ligações de hidrogênio que ocorrem entre os átomos de hidrogênio e oxigênio que fazem parte dos nucleotídeos. A superior - estrutura terciária (supercoil) - é característica do DNA nuclear das células eucarióticas. Nesta forma, está presente na cromatina. No entanto, bactérias e vírus contendo DNA possuem ácido desoxirribonucleico que não está associado a proteínas. É representado por uma forma em forma de anel e é chamado de plasmídeo.
O DNA das mitocôndrias e cloroplastos, organelas de células vegetais e animais, tem a mesma aparência. A seguir, descobriremos como as funções do DNA e do RNA diferem entre si. A tabela abaixo nos mostrará essas diferenças na estrutura e propriedades dos ácidos nucleicos.
ácido ribonucleico
A molécula de RNA consiste em uma fita polinucleotídica (a exceção são as estruturas de fita dupla de alguns vírus), que podem estar localizadas tanto no núcleo quanto no citoplasma da célula. Existem vários tipos de ácidos ribonucleicos, que diferem em estrutura e propriedades. Assim, o RNA mensageiro tem o maior peso molecular. É sintetizado no núcleo da célula em um dos genes. A tarefa do mRNA é transferir informações sobre a composição da proteína do núcleo para o citoplasma. A forma de transporte do ácido nucleico liga monômeros de proteína– aminoácidos - e os entrega ao local da biossíntese.
Finalmente, o RNA ribossômico é formado no nucléolo e está envolvido na síntese de proteínas. Como você pode ver, as funções do DNA e do RNA no metabolismo celular são diversas e muito importantes. Eles dependerão, em primeiro lugar, das células dos quais os organismos contêm as moléculas da substância da hereditariedade. Assim, em vírus, o ácido ribonucleico pode atuar como portador de informações hereditárias, enquanto nas células de organismos eucarióticos, apenas o ácido desoxirribonucleico possui essa capacidade.
Funções do DNA e RNA no corpo
De acordo com sua importância, os ácidos nucléicos, juntamente com as proteínas, são os compostos orgânicos mais importantes. Eles preservam e transmitem propriedades e traços hereditários de pais para filhos. Vamos definir a diferença entre as funções do DNA e do RNA. A tabela abaixo mostrará essas diferenças com mais detalhes.
| Visualizar | Coloque em uma gaiola | Configuração | Função |
| DNA | core | superespiral | preservação e transmissão de informações hereditárias |
| DNA |
mitocôndrias cloroplastos |
circular (plasmídeo) | transmissão local de informações hereditárias |
| iRNA | citoplasma | linear | remoção de informação do gene |
| tRNA | citoplasma | secundário | transporte de aminoácidos |
| rRNA | core ecitoplasma | linear | formação de ribossomos |
Quais são as características da substância da hereditariedade dos vírus?
Os ácidos nucleicos de vírus podem estar na forma de hélices ou anéis de fita simples e de fita dupla. Segundo a classificação de D. B altimore, esses objetos do microcosmo contêm moléculas de DNA constituídas por uma ou duas cadeias. O primeiro grupo inclui patógenos de herpes e adenovírus, e o segundo inclui, por exemplo, parvovírus.
As funções dos vírus de DNA e RNA são penetrar sua própria informação hereditária na célula, realizar reações de replicação de moléculas virais de ácido nucleico e montar partículas de proteína nos ribossomos da célula hospedeira. Como resultado, todo o metabolismo celular está completamente subordinado aos parasitas, que, multiplicando-se rapidamente, levam a célula à morte.
vírus de RNA
Em virologia, costuma-se dividir esses organismos em vários grupos. Assim, o primeiro inclui espécies que são chamadas de RNA de fita simples (+). Seu ácido nucleico desempenha as mesmas funções que o RNA mensageiro das células eucarióticas. Outro grupo inclui RNAs de fita simples (-). Primeiro, ocorre a transcrição com suas moléculas, levando ao aparecimento de moléculas de (+) RNA, e estas, por sua vez, servem como molde para a montagem de proteínas virais.
Com base no exposto, para todos os organismos, incluindo vírus, as funções de DNA e RNA são brevemente caracterizadas da seguinte forma: armazenamento de características e propriedades hereditárias do organismo e sua posterior transmissão à descendência.
