DNA adalah monomer. Biologi umum: Asam nukleat. Asam nukleat - apa itu

1. Apa jenis asam nukleat yang ada? Apa itu monomer asam nukleat?

Ada dua jenis asam nukleat: c) RNA, d) DNA.

Monomer asam nukleat adalah: f) nukleotida.

2. Jelaskan struktur nukleotida. Bagaimana nukleotida dalam molekul DNA bergabung?

Nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gula lima karbon (pentosa), dan residu asam fosfat. Nukleotida DNA mengandung satu dari empat basa nitrogen (adenin, guanin, sitosin, atau timin), gula lima karbon adalah deoksiribosa. Dalam nukleotida RNA, basa nitrogen diwakili oleh adenin, guanin, sitosin, atau urasil, dan gula lima karbon diwakili oleh ribosa.

Molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida. Nukleotida di setiap rantai saling berhubungan ikatan kovalen... Ikatan ini terbentuk antara residu asam fosfat dari satu nukleotida dan pentosa dari nukleotida lainnya. Nukleotida berpasangan dari untaian DNA yang berlawanan dihubungkan oleh ikatan hidrogen, dengan dua ikatan hidrogen yang terbentuk antara adenin dan timin, dan tiga ikatan hidrogen antara guanin dan sitosin. Korespondensi nukleotida berpasangan ini disebut komplementaritas.

3. Urutan nukleotida salah satu untai DNA telah ditetapkan: CTGAGTTSA. Tentukan urutan nukleotida untai komplementer.

Dalam molekul DNA, adenin (A) melengkapi timin (T), dan guanin (G) melengkapi sitosin (C); oleh karena itu, urutan nukleotida untai DNA komplementer adalah sebagai berikut: GACTCAAGT.

4. Jelaskan struktur spasial molekul DNA.

Molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang diputar mengelilingi sumbu yang sama, dan merupakan heliks ganda dengan diameter sekitar 2 nm (seperti tangga spiral). Setiap putaran heliks berisi 10 pasang basa dan panjangnya 3,4 nm. Untaian DNA yang berlawanan saling melengkapi, karena nukleotida untai ini membentuk pasangan (A dan T, G dan C). Ikatan hidrogen muncul antara nukleotida berpasangan, menstabilkan heliks ganda DNA.

5. Jenis RNA apa yang terkandung di dalam sel? Bandingkan mereka dari segi fungsi, fitur struktural dan persentase jumlah total RNA dalam sel.

Sel mengandung tiga jenis RNA: ribosom (rRNA), transpor (tRNA) dan informasional, atau matriks (mRNA, mRNA). Fungsi semua jenis RNA dikaitkan dengan proses sintesis protein.

Molekul RRNA melakukan fungsi struktural. Dalam kombinasi dengan protein khusus, mereka memperoleh konfigurasi spasial tertentu dan membentuk ribosom (atau lebih tepatnya, subunit ribosom), di mana protein disintesis dari asam amino.

RNA transpor melakukan transfer asam amino ke ribosom dan terlibat dalam proses sintesis protein. Molekul TRNA relatif kecil (rata-rata terdiri dari 80 nukleotida), karena ikatan hidrogen intramolekuler, mereka memiliki struktur spasial tertentu yang menyerupai daun semanggi.

RNA informasional atau messenger (mRNA, mRNA) adalah yang paling heterogen dalam ukuran dan struktur. Mereka berisi informasi tentang struktur protein tertentu dan berfungsi sebagai templat untuk sintesis protein ini pada ribosom.

RNA ribosom membentuk sekitar 80% dari semua sel RNA, mengangkut RNA - sekitar 15%, informasional - 3-5%.

6. Bandingkan dengan tanda yang berbeda DNA dan RNA. Identifikasi ciri-ciri persamaan dan perbedaannya.

Kesamaan:

● Apakah zat organik, biopolimer, adalah asam nukleat.

● Dibangun dari nukleotida, masing-masing mengandung basa nitrogen, pentosa, dan residu asam fosfat. Basa nitrogen adenin (A), guanin (G), dan sitosin (C) termasuk dalam nukleotida DNA dan dalam nukleotida RNA.

● Molekul dibentuk oleh atom karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan fosfor (P).

Perbedaan:

● Nukleotida DNA mengandung residu gula deoksiribosa lima karbon, sedangkan nukleotida RNA mengandung residu ribosa. Timin basa nitrogen (T) hanya dapat menjadi bagian dari nukleotida DNA, dan urasil (U) hanya ditemukan dalam komposisi nukleotida RNA.

● Molekul DNA beruntai ganda (dengan pengecualian langka), tampak seperti heliks ganda. Molekul RNA biasanya beruntai tunggal dan dapat memiliki konfigurasi spasial yang berbeda. Rantai polinukleotida RNA jauh lebih pendek dari untai DNA.

● Dalam sel eukariotik, sebagian besar DNA terkandung di dalam nukleus (hanya mitokondria dan kloroplas yang memiliki molekul DNA kecilnya sendiri). Molekul RNA ditemukan tidak hanya di nukleus, tetapi juga di sitoplasma sel - dalam komposisi beberapa organel (ribosom, mitokondria, kloroplas), di hyaloplasma.

● Di dalam sel, DNA menyediakan penyimpanan informasi herediter (yaitu informasi tentang struktur protein) dan transfernya ke sel anak dalam proses pembelahan. Molekul RNA menyediakan implementasi informasi herediter, berpartisipasi dalam proses biosintesis protein pada ribosom.

Dan (atau) fitur penting lainnya.

7. Sebuah fragmen molekul DNA mengandung 126 adenil nukleotida (A), yang merupakan 18% dari total jumlah nukleotida dalam fragmen ini. Berapa panjang fragmen DNA ini dan berapa banyak sitidil nukleotida (C) yang dikandungnya?

126 nukleotida membentuk 18% dari semua nukleotida dari fragmen DNA tertentu. Artinya total jumlah nukleotida adalah: 126: 18% × 100% \u003d 700 nukleotida (atau 350 pasangan nukleotida).

Satu putaran heliks ganda DNA berisi 10 pasang basa dan panjang 3,4 nm. Akibatnya, sepasang nukleotida menempati panjang DNA 0,34 nm. Fragmen DNA yang mengandung 350 pasangan basa memiliki panjang: 350 × 0,34 nm \u003d 119 nm.

Dalam molekul DNA beruntai ganda, A \u003d T, G \u003d C. Jadi, A \u003d T \u003d 126 nukleotida.

Jumlah G + C adalah: 700 - 126 - 126 \u003d 448 nukleotida. G \u003d C \u003d 448: 2 \u003d 224 nukleotida.

Jawaban: Fragmen DNA tersebut memiliki panjang 119 nm dan mengandung 224 nukleotida sitidil (C).

8. Peneliti memiliki tiga molekul DNA dengan panjang yang sama. Diketahui bahwa kandungan nukleotida timidil (T) pada sampel pertama adalah 20% dari total jumlah nukleotida, pada sampel kedua - 36%, pada sampel ketiga - 8%. Dia mulai memanaskan sampel DNA ini, secara bertahap meningkatkan suhunya. Dalam hal ini, terjadi pemisahan untaian pelengkap satu sama lain - yang disebut peleburan DNA. Sampel mana yang lebih dulu meleleh dan mana yang terakhir meleleh? Mengapa?

Peleburan DNA terjadi karena putusnya ikatan hidrogen antara nukleotida komplementer. Dua ikatan hidrogen terbentuk antara adenin dan timin, dan tiga terbentuk antara guanin dan sitosin. Semakin tinggi kandungan pasangan G - C dalam sebuah fragmen DNA, semakin banyak ikatan hidrogen dalam komposisinya, dan semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk menghancurkannya. Sebaliknya, semakin banyak pasangan AT yang dikandung fragmen DNA, semakin sedikit energi yang dibutuhkan untuk melebur.

Oleh karena itu, sampel kedua pertama-tama akan meleleh (mengandung timin paling banyak, dan karenanya uap AT), lalu yang pertama, dan terakhir yang ketiga (dengan kandungan timin terendah).

Asam nukleat - biopolimer... Jenis asam nukleat. Ada dua jenis asam nukleat dalam sel: asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).

Biopolimer ini terdiri dari monomer yang disebut nukleotida. Monomer-nukleotida DNA dan RNA serupa dalam fitur struktural dasar. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen yang dihubungkan oleh ikatan kimia yang kuat.

Nukleotida yang menyusun RNA mengandung satu karbon lima. gula - ribosa, satu dari empat senyawa organik yang disebut basa nitrogen: adenin, guanin, sitosin, urasil (A, G, C, U) - dan sisa asam fosfat.

Nukleotida yang menyusun DNA mengandung gula lima karbon - deoksiribosa, salah satu dari empat basa nitrogen: adenin, guanin, sitosin, timin (A, G, C, T) - dan residu asam fosfat.

Dalam komposisi nukleotida, basa nitrogen terikat pada molekul ribosa (atau deoksiribosa) di satu sisi, dan residu asam fosfat di sisi lain. Nukleotida dihubungkan bersama dalam rantai panjang. Tulang punggung rantai semacam itu dibentuk oleh residu gula dan fosfat organik yang bergantian secara teratur, dan kelompok samping rantai ini adalah empat jenis basa nitrogen yang bergantian secara tidak teratur.

Molekul DNA aku s. Ini adalah struktur yang terdiri dari dua benang, yang dihubungkan satu sama lain oleh ikatan hidrogen di sepanjang panjangnya. Struktur ini, yang hanya merupakan karakteristik molekul DNA, disebut heliks ganda. Keunikan dari struktur DNA adalah bahwa berlawanan dengan basa nitrogen A dalam satu rantai terdapat basa nitrogen T di rantai lainnya, dan basa nitrogen C selalu terletak di seberang basa nitrogen G. Secara skematis, apa yang dikatakan dapat dinyatakan sebagai berikut:

A (adenin) - T (timin) T (timin) - A (adenin) G (guanin) - C (sitosin) C (sitosin) - G (guanin) Pasangan basa ini disebut basa komplementer (saling melengkapi). Untaian DNA di mana basa saling melengkapi satu sama lain disebut nit ^ u komplementer. Gambar 8 menunjukkan dua untai DNA yang dihubungkan oleh daerah komplementer.

Model struktur molekul DNA diusulkan oleh J. Watson dan F. Crick pada tahun 1953. Model ini sepenuhnya dikonfirmasi secara eksperimental dan memainkan peran yang sangat penting dalam pengembangan biologi molekuler dan genetika.

Lokasi empat jenis nukleotida dalam untaian DNA membawa informasi penting. Urutan nukleotida dalam molekul DNA menentukan urutan asam amino tersusun. molekul protein linier, yaitu struktur utamanya. Sekumpulan protein (enzim, hormon, dll.) Menentukan sifat-sifat sel dan organisme. Molekul DNA menyimpan informasi tentang sifat-sifat ini dan meneruskannya ke generasi penerus. Dengan kata lain, DNA adalah pembawa informasi herediter. Molekul DNA terutama ditemukan di inti sel. Namun, sebagian kecil ditemukan di mitokondria dan kloroplas.

Jenis utama RNA. Informasi herediter yang disimpan dalam molekul DNA diwujudkan melalui molekul protein. Informasi tentang struktur protein ditransmisikan ke sitoplasma oleh molekul RNA khusus yang disebut molekul informasional (i-RNA). RNA pembawa pesan ditransfer ke sitoplasma, tempat sintesis protein terjadi dengan bantuan organel khusus - ribosom. Ini adalah RNA informasional, yang dibangun melengkapi salah satu untai DNA, yang menentukan urutan susunan asam amino dalam molekul protein.

Jenis RNA lain yang terlibat dalam sintesis protein - RNA transpor (t-RNA), yang membawa asam amino ke tempat pembentukan molekul protein - ribosom, sejenis pabrik untuk produksi protein.

Ribosom termasuk jenis RNA ketiga, yang disebut RNA ribosom (r-RNA), yang menentukan struktur ribosom.

(bersama dengan RNA), yang merupakan polimer, atau lebih tepatnya polinukleotida (monomer - nukleotida).

DNA bertanggung jawab untuk menyimpan dan mentransmisikan kode genetik selama pembelahan sel. Melalui molekul DNA-lah hereditas dan variabilitas diwujudkan. Semua jenis RNA disintesis pada DNA. Selanjutnya, berbagai jenis RNA secara bersama-sama menyediakan sintesis protein sel, yaitu, mereka menerapkan informasi genetik.

Dalam sel eukariotik, jumlah DNA yang sangat banyak terletak di nukleus, di mana mereka membentuk kompleks dengan protein khusus, menghasilkan pembentukan kromosom. Dalam sel prokariotik, ada satu molekul DNA melingkar besar (atau linier) (juga dalam kompleks dengan protein). Selain itu, sel eukariotik memiliki DNA sendiri di mitokondria dan kloroplas.

Dalam kasus DNA, setiap nukleotida terdiri dari 1) basa nitrogen, yang dapat berupa adenin, guanin, sitosin atau timin, 2) deoksiribosa, 3) asam fosfat.

Urutan nukleotida dalam rantai DNA menentukan struktur utama molekul. DNA dicirikan oleh struktur sekunder molekul dalam bentuk heliks ganda (paling sering bertangan kanan). Dalam hal ini, dua untai DNA dihubungkan satu sama lain oleh ikatan hidrogen yang terbentuk antara basa nitrogen komplementer.

Adenin melengkapi timin, dan guanin melengkapi sitosin. Dua ikatan hidrogen terbentuk antara adenin dan timin, dan tiga terbentuk antara guanin dan sitosin. Jadi, guanin dan sitosin terikat satu sama lain sedikit lebih kuat (meskipun ikatan hidrogen pada prinsipnya lemah). Jumlah ikatan ditentukan oleh fitur struktural molekul.

Adenin dan guanin adalah purin dan terdiri dari dua cincin. Timin dan sitosin adalah basa pirimidin, terdiri dari satu cincin. Jadi, antara tulang punggung (terdiri dari asam deoksiribosa dan fosfat bergantian) dari dua untai DNA, untuk setiap pasangan nukleotida dari untai yang berbeda, selalu ada tiga cincin (karena purin dua cincin selalu melengkapi hanya untuk cincin tunggal tertentu. pirimidin). Ini memungkinkan Anda untuk menjaga lebar antara untaian molekul DNA tetap sama sepanjang keseluruhan (sekitar 2,3 nm).

Ada sekitar 10 nukleotida dalam satu putaran heliks. Panjang satu nukleotida kira-kira 0,34 nm. Panjang molekul DNA biasanya sangat besar, melebihi jutaan nukleotida. Oleh karena itu, agar lebih pas di dalam inti sel, DNA mengalami berbagai tingkat "supercoiling".

Saat membaca informasi dari DNA (yaitu, mensintesis RNA di atasnya, proses ini disebut transkripsi) terjadi despiralisasi (proses spiralisasi terbalik), kedua rantai menyimpang di bawah aksi enzim khusus. Ikatan hidrogen lemah, oleh karena itu, pemisahan dan ikatan silang selanjutnya terjadi dengan konsumsi energi yang rendah. RNA disintesis pada DNA menurut prinsip saling melengkapi yang sama. Hanya sebagai pengganti timin, urasil melengkapi adenin dalam RNA.

Kode genetik yang tertulis pada molekul DNA terdiri dari triplet (urutan tiga nukleotida) yang merepresentasikan satu asam amino (protein monomer). Namun, kebanyakan DNA tidak mengkode protein. Arti penting dari bagian-bagian molekul tersebut berbeda, dalam banyak hal tidak sepenuhnya dipahami.

Sebelum pembelahan sel, jumlah DNA selalu berlipat ganda. Proses ini disebut replikasi... Ini bersifat semi-konservatif: rantai satu molekul DNA berbeda, dan masing-masing memiliki rantai pelengkap baru. Akibatnya, dari satu molekul DNA beruntai ganda, dua DNA beruntai ganda diperoleh, identik dengan yang pertama.

Dalam DNA, rantai polinukleotida memiliki banyak arah, yaitu, satu rantai memiliki ujung 5 "(residu asam fosfat melekat pada atom karbon kelima deoksiribosa), dan rantai lainnya memiliki ujung 3" (karbon bebas asam fosfat) .

Selama replikasi dan transkripsi, sintesis selalu berlangsung dari 5 "ujung ke 3", karena nukleotida baru hanya dapat menempel pada atom karbon 3 "bebas.

Struktur dan peran DNA sebagai zat yang bertanggung jawab atas informasi herediter diperjelas pada 40-50-an abad XX. Pada tahun 1953, D. Watson dan F. Crick mengidentifikasi struktur rantai ganda DNA. Sebelumnya E. Chargaff menemukan bahwa dalam DNA jumlah timin selalu sesuai dengan adenin, dan jumlah guanin - dengan sitosin.

Terutama DNA cukup terkenal dalam sains. Ini dijelaskan oleh fakta bahwa mereka adalah substansi sel, yang di atasnya penyimpanan dan transmisi informasi herediternya bergantung. DNA, ditemukan kembali pada tahun 1868 oleh F. Misher, adalah molekul dengan sifat asam yang jelas. Ilmuwan mengisolasinya dari inti leukosit - sel sistem kekebalan. Selama 50 tahun berikutnya, studi tentang asam nukleat dilakukan secara sporadis, karena sebagian besar ahli biokimia menganggap protein sebagai zat organik utama yang bertanggung jawab atas sifat-sifat keturunan.

Sejak penguraian kode oleh Watson dan Crick pada tahun 1953, penelitian serius telah dimulai, yang menunjukkan bahwa asam deoksiribonukleat adalah polimer, dan nukleotida berfungsi sebagai monomer DNA. Jenis dan strukturnya akan kita pelajari dalam pekerjaan ini.

Nukleotida sebagai unit struktural informasi herediter

Salah satu sifat dasar makhluk hidup adalah pelestarian dan transmisi informasi tentang struktur dan fungsi sel dan keseluruhan organisme. Peran ini dimainkan oleh monomer DNA - nukleotida adalah sejenis "bahan penyusun" yang darinya struktur unik substansi hereditas dibangun. Mari kita pertimbangkan tanda-tanda apa yang dipandu oleh satwa liar, menciptakan superkoil asam nukleat.

Bagaimana nukleotida terbentuk

Untuk menjawab pertanyaan ini, diperlukan pengetahuan dari bidang kimia organik. Secara khusus, kami ingat bahwa di alam ada sekelompok glikosida heterosiklik yang mengandung nitrogen yang dikombinasikan dengan monosakarida - pentosa (deoksiribosa atau ribosa). Mereka disebut nukleosida. Misalnya, adenosin dan jenis nukleosida lainnya ada di sitosol sel. Mereka masuk ke dalam reaksi esterifikasi dengan molekul asam fosfat. Produk dari proses ini adalah nukleotida. Setiap monomer DNA, dan ada empat jenis, memiliki nama, misalnya guanin, timin, dan sitosin nukleotida.

Monomer DNA Purin

Dalam biokimia, klasifikasi telah diadopsi yang memisahkan monomer DNA dan strukturnya menjadi dua kelompok: misalnya, nukleotida adenin dan guanin adalah purin. Mereka mengandung turunan purin - zat organik dengan rumus C 5 H 4 N 4. Monomer DNA, nukleotida guanin, juga mengandung basa nitrogen purin yang dihubungkan dengan deoksiribosa oleh ikatan N-glikosidik dalam betokonfigurasinya.

Nukleotida pirimidin

Basa nitrogen yang disebut sitidin dan timidin berasal dari zat organik pirimidin. Rumusnya adalah C 4 H 4 N 2. Molekulnya adalah heterocycle planar beranggota enam yang mengandung dua atom nitrogen. Diketahui bahwa alih-alih nukleotida timin, molekul seperti rRNA, tRNA, dan mRNA mengandung monomer urasil. Dalam proses transkripsi, selama penyalinan informasi dari gen DNA ke molekul mRNA, nukleotida timin digantikan oleh nukleotida adenin, dan nukleotida adenin digantikan oleh nukleotida urasil dalam rantai mRNA yang disintesis. Artinya, rekor berikut akan adil: A - U, T - A.

Aturan Chargaff

Pada bagian sebelumnya, kita telah menyentuh sebagian prinsip korespondensi monomer dalam rantai DNA dan dalam kompleks gen-mRNA. Ahli biokimia terkenal E. Chargaff menetapkan sifat yang benar-benar unik dari molekul asam deoksiribonukleat, yaitu, bahwa jumlah nukleotida adenin di dalamnya selalu sama dengan timin, dan guanin, dari sitosin. Landasan teori utama dari prinsip-prinsip Chargaff adalah penelitian Watson dan Crick, yang menetapkan monomer mana yang membentuk molekul DNA dan organisasi spasial apa yang mereka miliki. Keteraturan lain, disimpulkan oleh Chargaff dan disebut prinsip saling melengkapi, menunjukkan hubungan kimiawi basa purin dan pirimidin serta kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen saat berinteraksi satu sama lain. Ini berarti bahwa susunan monomer di kedua untai DNA ditentukan dengan ketat: jadi, berlawanan dengan A untai DNA pertama, hanya T dari untai lainnya yang dapat ditemukan, dan dua ikatan hidrogen muncul di antara keduanya. Berlawanan dengan nukleotida guanin, hanya nukleotida sitosin yang dapat ditemukan. Dalam hal ini, tiga ikatan hidrogen terbentuk antara basa nitrogen.

Peran nukleotida dalam kode genetik

Untuk melakukan reaksi biosintesis protein yang terjadi pada ribosom, terdapat mekanisme untuk menerjemahkan informasi tentang komposisi asam amino peptida dari urutan nukleotida mRNA menjadi urutan asam amino. Ternyata tiga monomer yang berdekatan membawa informasi tentang satu dari 20 kemungkinan asam amino. Fenomena ini disebut. Dalam memecahkan masalah dalam biologi molekuler, digunakan untuk menentukan baik komposisi asam amino peptida dan untuk memperjelas pertanyaan: monomer apa yang membentuk molekul DNA, dengan kata lain, bagaimana komposisi gen yang sesuai . Misalnya, triplet AAA (kodon) dalam gen mengkode asam amino fenilalanin dalam molekul protein, dan kode genetik itu akan sesuai dengan triplet UUU dalam rantai mRNA.

Interaksi nukleotida selama reduplikasi DNA

Seperti yang telah ditemukan sebelumnya, unit struktural, monomer DNA adalah nukleotida. Urutan rantai yang ditentukan adalah template untuk sintesis molekul anak asam deoksiribonukleat. Fenomena ini terjadi pada tahap-S dari interfase sel. Urutan nukleotida molekul DNA baru dirakit pada rantai induk di bawah aksi enzim DNA polimerase, dengan mempertimbangkan (A - T, D - C). Replikasi mengacu pada reaksi sintesis matriks. Ini berarti bahwa monomer DNA dan strukturnya dalam rantai induk berfungsi sebagai basis, yaitu matriks untuk salinan anak perempuannya.

Bisakah struktur nukleotida berubah?

Omong-omong, katakanlah asam deoksiribonukleat adalah struktur inti sel yang sangat konservatif. Ada penjelasan logis untuk ini: disimpan dalam kromatin inti, ia harus tidak diubah dan disalin tanpa distorsi. Nah, genom seluler terus-menerus “berada di bawah kendali” faktor lingkungan. Misalnya senyawa kimia agresif seperti alkohol, obat-obatan, radiasi radioaktif. Semuanya disebut mutagen, di bawah pengaruh monomer DNA mana pun yang dapat mengubah struktur kimianya. Distorsi seperti itu dalam biokimia disebut mutasi titik. Frekuensi kemunculannya dalam genom sel cukup tinggi. Mutasi dikoreksi oleh kerja sistem perbaikan sel yang diminyaki dengan baik, yang mencakup sekumpulan enzim.

Beberapa dari mereka, misalnya, enzim restriksi, “memotong” nukleotida yang rusak, polimerase menyediakan sintesis monomer normal, dan ligase “mengikat” daerah gen yang dipulihkan. Jika, karena alasan tertentu, mekanisme di atas tidak bekerja di dalam sel dan monomer DNA yang rusak tetap ada di molekulnya, mutasi diambil oleh proses sintesis matriks dan secara fenotip memanifestasikan dirinya dalam bentuk protein dengan sifat yang rusak, tidak mampu. untuk melakukan fungsi penting yang melekat di dalamnya dalam metabolisme sel. Ini adalah faktor negatif serius yang mengurangi kelangsungan hidup sel dan memperpendek masa hidupnya.

Model spasial molekul DNA pada tahun 1953 diusulkan oleh ahli genetika peneliti Amerika James Watson (lahir 1928) dan fisikawan Francis Crick (lahir 1916). Atas kontribusinya yang luar biasa pada penemuan ini, dia dianugerahi Penghargaan Nobel 1962 dalam Fisiologi atau Kedokteran.

Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah biopolimer, yang monomernya adalah nukleotida. Setiap nukleotida mengandung residu asam fosfat, dikombinasikan dengan gula oleh deoksiribosa, yang kemudian dihubungkan dengan basa nitrogen. Ada empat jenis basa nitrogen dalam molekul DNA: adenin, timin, guanin, dan sitosin.

Molekul DNA terdiri dari dua rantai panjang, terjalin dalam bentuk spiral, paling sering, tangan kanan. Pengecualiannya adalah virus yang mengandung DNA untai tunggal.

Asam fosfat dan gula, yang merupakan bagian dari nukleotida, membentuk dasar vertikal spiral. Basa nitrogen terletak tegak lurus dan membentuk "jembatan" antara spiral. Basa nitrogen dari satu rantai dihubungkan ke basa nitrogen dari rantai lainnya sesuai dengan prinsip saling melengkapi, atau korespondensi.

Prinsip saling melengkapi. Dalam molekul DNA, adenin hanya bergabung dengan timin, guanin - hanya dengan sitosin.

Basa nitrogen secara optimal cocok satu sama lain. Adenin dan timin dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen, guanin dan sitosin oleh tiga ikatan. Oleh karena itu, dibutuhkan lebih banyak energi untuk memutus ikatan guanin-sitosin. Timin dan sitosin dengan ukuran yang sama jauh lebih kecil daripada adenin dan guanin. Pasangan timin-sitosin akan terlalu kecil, waktu adenin-guanin akan terlalu besar, dan heliks DNA akan melengkung.

Ikatan hidrogen rapuh. Mereka mudah rusak dan mudah diperbaiki. Rantai heliks ganda dapat ditarik terpisah seperti ritsleting oleh aksi enzim atau pada suhu tinggi.

5.Molekul Rna Asam ribonukleat (RNA)

Molekul ribonucleic acid (RNA) juga merupakan biopolimer, yang terdiri dari empat jenis monomer - nukleotida. Setiap monomer molekul RNA mengandung residu asam fosfat, gula ribosa, dan basa nitrogen. Selain itu, tiga basa nitrogen sama seperti pada DNA - adenin, guanin, dan sitosin, tetapi alih-alih timin, RNA mengandung urasil yang secara struktural serupa. RNA adalah molekul beruntai tunggal.

Kandungan kuantitatif molekul DNA dalam segala jenis sel praktis konstan, tetapi jumlah RNA dapat sangat bervariasi.

Tipe Rna

Tiga jenis RNA dibedakan tergantung pada struktur dan fungsi yang dilakukan.

1. Transport RNA (tRNA).RNA transpor terutama ditemukan di sitoplasma sel. Mereka membawa asam amino ke tempat sintesis protein di ribosom.

2. RNA ribosom (rRNA).RNA ribosom mengikat protein tertentu dan membentuk ribosom - organel tempat protein disintesis.

3. Messenger RNA (mRNA), atau messenger RNA (mRNA).Messenger RNA membawa informasi tentang struktur protein dari DNA ke ribosom. Setiap molekul mRNA sesuai dengan bagian DNA tertentu yang mengkode struktur satu molekul protein. Oleh karena itu, setiap dari ribuan protein yang disintesis di dalam sel memiliki mRNA spesifiknya sendiri.