Нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК... и ещё кое-что интересное
Что общего у USB-флешки и живой клетки? Правильно: и первая и вторая являются носителями информации. Сегодня мы попробуем разобраться, как именно хранится информация в клетке – и какие химические вещества за это отвечают. Ну а самых любознательных ждёт несколько интересных фактов о ДНК человека. Так что читай до конца!
На ЕГЭ по биологии 2024 тебе обязательно встретятся задания по цитологии, поэтому знать нуклеиновые кислоты от А до Ц просто обязательно! Почему до Ц, а не до Я? Думаю, ты и так уже догадался. Но давай по порядку...
Нуклеиновые кислоты – это нерегулярные биополимеры, которые являются носителями генетической информации.
Состоят они из нуклеотидов. Каждый нуклеотид, в свою очередь, состоит из азотистого основания, остатка фосфорной кислоты и моносахарида (рибоза или дезоксирибоза).
Азотистых оснований, как ты знаешь, всего пять: А – аденин, Г – гуанин (это пуриновые основания), Т – тимин, У – урацил и Ц – цитозин (это пиримидиновые основания).
Именно нуклеиновые кислоты хранят (в закодированном виде, конечно), воспроизводят и передают наследственную информацию – то есть информацию о первичной структуре белков. Вообще все клетки живых организмов содержат два типа нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. Рассмотрим их подробнее.
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота
В её состав входит 4 нуклеотида (с разными азотистыми основаниями): А, Т, Г и Ц. Каждая молекула ДНК представляет собой двойную спираль – ты, конечно же, сто раз видел её изображение в учебниках и не только. Однако вплоть до 1953 года человечество не знало наверняка, как устроена ДНК. Этим открытием мы обязаны двум учёным – Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику. Не буду грузить тебя подробностями этой истории, а вот подробностями структуры ДНК загружу с радостью ;)
Итак, каждая из двух спиралей ДНК состоит из полинуклеотидной цепи, закрученных друг относительно друга и вокруг общей оси. Каждый виток спиралей содержит 10 пар нуклеотидов: напротив аденина всегда стоит тимин (или наоборот), а в паре с цитозином идёт гуанин. Таким образом, возможных комбинаций всего четыре:
А – Т или Т – А,
Ц – Г или Г – Ц.
Этот принцип строения ДНК называется принципом комплементарности.
Основания удерживаются друг с другом водородными связями: между аденином и тимином их две, между гуанином и цитозином – три. В качестве моносахарида в молекуле ДНК выступает дезоксирибоза.
РНК – рибонуклеиновая кислота
РНК, как и ДНК, тоже состоит из четырёх нуклеотидов. Вот только вместо нуклеотида с тимином в РНК появляется нуклеотид с урацилом. Получаются следующие пары: аденин с урацилом (А – У и У – А), цитозин с гуанином (Ц – Г и Г – Ц). Моносахаридом, входящим в состав РНК, является рибоза.
Как правило, молекула РНК состоит из одной цепочки нуклеотидов. Исключение – некоторые вирусы с двухцепочечными РНК.
РНК бывает трёх видов:
- иРНК (или мРНК) – информационная (матричная) РНК. Она отвечает за перенос информации о структуре белка от ДНК к месту, где этот белок будет синтезироваться.
тРНК – транспортная РНК. Она переносит аминокислоты к месту синтеза белка.
- рРНК – рибосомная РНК. Синтезируясь в ядрышках, она участвует в образовании рибосом у эукариот.
Если ты дочитал до этого момента, то ты крут! Поэтому, как и обещали, делимся подборкой интересных фактов о ДНК:
Факт №1. ДНК человека хранит просто колоссальный объём информации! Учёные заморочились подсчётами и пришли к такому результату: если перевести всю эту информацию в цифровой формат, понадобится 3000 носителей по 100 гигабайт каждый!
Факт №2. В геноме человека можно найти… древние вирусы. До сих пор учёные не пришли к единому мнению насчёт доли их содержания в нашей ДНК, однако считается, что примерно 8% последовательностей генома – это вирусные фрагменты.
Факт №3. Мы, люди, не такие уж уникальные, как привыкли про себя думать. Если измерять «уникальность» хомо сапиенсов разницей в их геноме, то окажется, что мы отличаемся друг от друга всего на… 0,1%. Так-то!
Кстати. Надеюсь, ты уже скачал нашу шпаргалку по цитологии? Нет?? Тогда скорее заходи сюда, пиши нам в сообщении кодовое слово ЗИГОТА – и забирай чек-лист с полезностями!
Ну а более подробно об органических веществах клетки мы говорим на годовом курсе БиоКвест. Узнавай подробности и вливайся в подготовку – ЕГЭ уже не за горами!