DNA monomer. Có gì monome tạo thành một phân tử ADN?

axit nucleic, trong DNA đặc biệt, nổi tiếng trong nghệ thuật. Này được giải thích bởi thực tế rằng họ là những chất tế bào có ảnh hưởng đến việc lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền của nó. DNA vẫn mở vào năm 1868, F. Miescher là một phân tử với các tính chất có tính axit mạnh. Các nhà khoa học đã xác định được mình từ các hạt nhân của các tế bào máu trắng - các tế bào hệ miễn dịch. Trong 50 năm tới, việc nghiên cứu các axit nucleic được thực hiện thường xuyên, như hầu hết các nhà khoa học tin rằng nhà sinh hóa các chất hữu cơ chính có trách nhiệm bao gồm cho thừa hưởng những đặc điểm, protein.

Kể từ khi giải mã cấu trúc của ADN, được thực hiện bởi Watson và Crick vào năm 1953, bắt đầu một nghiên cứu nghiêm túc, người ta phát hiện ra rằng, axit deoxyribonucleic - là một loại polymer và DNA monome là nucleotide. chủng loại và cấu trúc của họ sẽ được nghiên cứu của chúng tôi trong công việc này.

Nucleotides như một đơn vị cấu trúc của thông tin di truyền

Một trong những tính chất cơ bản của vật chất sống - là việc bảo tồn và truyền tải thông tin về cấu trúc và chức năng của các tế bào và toàn bộ cơ thể. Vai trò này được thực hiện axit deoxyribonucleic và DNA monome - nucleotide đại diện cho một loại "khối xây dựng" mà từ đó các thiết kế độc đáo và chất xây dựng di truyền. Hãy xem xét những gì các dấu hiệu hướng dẫn đời sống hoang dã, tạo ra axit nucleic supercoil.

Làm thế nào để tạo thành nucleotide

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần một số kiến thức về hóa học của các hợp chất hữu cơ. Đặc biệt, chúng ta nhớ lại rằng trong tự nhiên có một nhóm glycosid chứa nitơ dị vòng kết nối với monosacarit - pentoses (ribose hoặc deoxyribose). Họ được gọi là nucleoside. Ví dụ, adenosine và nucleoside khác có mặt trong bào tương của tế bào. Họ phản ứng với các phân tử của este hóa với axit orthophosphoric. Các sản phẩm của quá trình này và sẽ nucleotide. Mỗi monomer DNA, và có bốn loài, có một cái tên, ví dụ, guanine, thymine và cytosine nucleotide.

monome DNA purine

Trong hóa sinh thông qua một phân loại mà tách monome DNA và cấu trúc của chúng thành hai nhóm: ví dụ, purine là adenine và guanine nucleotide. Chúng chứa trong các dẫn xuất purine thành phần của họ - chất hữu cơ có công thức C ₅ H ₄ N _4. Monomer DNA - nucleotide guanine, cũng chứa một purine đạm cơ sở kết nối với trái phiếu N-glycosidic deoxyribose là trong betokonfiguratsii.

nucleotide pyrimidin

căn cứ đạm, được gọi là cytidine và thymidine là dẫn xuất pyrimidin của vật chất hữu cơ. Công thức của nó là C ₄ H ₄ N _2. Phân tử là một heterocycle sáu thành viên phẳng chứa hai nguyên tử nitơ. Được biết, thay vì nucleotide thymine trong các phân tử của axit ribonucleic, chẳng hạn như rRNA, tRNA mRNA, chứa monomer uracil. Trong quá trình phiên mã, trong ghi nợ thông tin từ các phân tử DNA trong mRNA gen thymine nucleotide được thay thế bằng adenine, adenine nucleotide và - để uracil trong mRNA chuỗi non trẻ. Đó là công bằng được các mục sau đây: A - Y, T - A.

quy tắc Chargaff của

Trong phần trước chúng ta đã phần nào đề cập đến các nguyên tắc tuân thủ các monome trong chuỗi DNA và mRNA gen phức tạp. nhà hóa sinh nổi tiếng E. Chargaff thành lập một tài sản khá độc đáo của các phân tử của axit deoxyribonucleic, cụ thể là số lượng nucleotide adenine trong nó luôn bằng thymine, và guanine - cytosine. Cơ sở lý thuyết chính của nguyên tắc Chargaff từng là nghiên cứu của Watson và Crick, xác định monome tạo thành một phân tử DNA, và những gì họ có tổ chức không gian. Một mô hình outputted bởi Chargaff và gọi là nguyên tắc bổ trợ, chỉ ra mối quan hệ hóa học của purine và pyrimidine căn cứ và khả năng tương tác giữa chúng để tạo thành liên kết hydro. Điều này có nghĩa rằng sự sắp xếp của các monome trong cả hai sợi DNA Nghiêm xác định Như vậy, đối diện Một sợi đầu tiên của ADN chỉ có thể là T và có hai liên kết hydro khác giữa chúng. Chỉ cytosine có thể được bố trí đối diện guanine nucleotide. Trong trường hợp này, giữa các căn cứ đạm hình thành ba liên kết hydro.

Vai trò của nucleotide trong mã di truyền

Để thực hiện, phản ứng diễn ra trong ribosome của sinh tổng hợp protein, có thông tin về cơ chế dịch của các thành phần axit amin của chuỗi peptide của nucleotide trong chuỗi mRNA của các axit amin. Hóa ra là ba monomer liền kề mang thông tin về một trong 20 axit amin có thể. Hiện tượng này được gọi là mã di truyền. Trong việc giải quyết những thách thức của sinh học phân tử nó được sử dụng để xác định cả hai thành phần axit amin peptide và để làm rõ câu hỏi: đó tạo thành một monome phân tử DNA, nói cách khác, những gì các thành phần của gen tương ứng. Ví dụ, bộ ba (codon) AAA ở gen mã hóa phenylalanine amino axit trong phân tử protein, và trong mã di truyền nó sẽ phù hợp với bộ ba UUU trong chuỗi mRNA.

Tương tác của nucleotide trong sao chép DNA

Như làm sáng tỏ trước đây, các đơn vị cấu trúc của monome DNA - nó nucleotide. chuỗi cụ thể của họ trong các mạch là một khuôn mẫu cho quá trình tổng hợp chi nhánh phân tử deoxyribonucleic axit. Hiện tượng này xảy ra trong chỉ số S-giai đoạn của các tế bào interphase. Trình tự nucleotide của phân tử ADN mới trong chuỗi đang triển mẹ bởi DNA polymerase enzym với các nguyên tắc bổ sung (A - C, A - C). Replication đề cập đến phản ứng tổng hợp ma trận. Điều này có nghĩa rằng monome DNA và cấu trúc của chúng trong chuỗi mẹ là cơ sở, đó là một khuôn mẫu cho các bản sao của công ty con của nó.

Nó có thể thay đổi cấu trúc của các nucleotide

Bằng cách này, chúng ta hãy nói rằng deoxyribonucleic acid - là cấu trúc rất bảo thủ của nhân tế bào. Có một lời giải thích hợp lý: thông tin di truyền được lưu giữ trong các nhiễm sắc thể của hạt nhân, cần được tiếp tục và nhân rộng mà không bị méo. Nhưng bộ gen của tế bào là liên tục "theo súng" yếu tố môi trường. Ví dụ, hóa chất công kích chẳng hạn như rượu, ma túy, bức xạ phóng xạ. Tất cả trong số đó là cái gọi là chất gây đột biến, dưới ảnh hưởng của bất kỳ mà monomer DNA có thể thay đổi cấu trúc hóa học của chúng. méo trong hóa sinh này được gọi là đột biến điểm. Các tần số xuất hiện của một bộ gen tế bào đủ cao. Đột biến được điều chỉnh hoạt động tốt vận hành hệ thống sửa chữa di động, bao gồm một tập hợp các enzym.

Một số trong số họ, chẳng hạn như một enzyme hạn chế, "cắt" các nucleotide bị hư hỏng, polymerase cho phép quá trình tổng hợp các monome bình thường ligase "liên kết ngang" phục hồi phần của gen. Nếu cơ chế trên, đối với một số lý do, các tế bào không hoạt động và monomer DNA khiếm khuyết vẫn còn trong phân tử của nó, là đột biến được chọn bởi các quá trình tổng hợp ma trận và kiểu hình biểu hiện dưới dạng protein có đặc tính thay đổi, không có khả năng thực hiện các chức năng cần thiết vốn có trong sự trao đổi chất của tế bào. Đây là một yếu tố tiêu cực nghiêm trọng, làm giảm khả năng di động và giảm thời gian của cuộc đời cô.