Οι σημαντικότερες λειτουργίες DNA και RNA

Το λειτουργίες του DNA και του RNA είναι ζωτικής σημασίας για τον οργανισμό. Είναι απαραίτητα οξέα για την ανθρώπινη επιβίωση και αλληλοσυμπληρώνονται.

Η κύρια λειτουργία του DNA ή δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος είναι να περιέχει τις γενετικές πληροφορίες ενός ζωντανού όντος, όπως η γενετική πληροφορία είναι τίποτα περισσότερο και τίποτα λιγότερο από την «συνταγή» όλων των φυσικών και δομικά χαρακτηριστικά του οργανισμού.

Το DNA περιέχει πληροφορίες για το πόσα κύτταρα πρέπει να έχει κάθε όργανο, πόσο συχνά πρέπει να αναγεννηθούν, πώς πρέπει να εργαστούν για να διατηρήσουν μια ισορροπία μέσα στο όργανο και με άλλα συστήματα σώματος.

Αυτές οι πληροφορίες περιέχονται στη μορφή 2 αλυσίδων που έχουν κυλινθεί και ενωθούν μεταξύ τους με νουκλεοτίδια, τα οποία σχηματίζουν αυτό που μοιάζει με τα σκαλοπάτια της σκάλας.

RNA ή ριβονουκλεϊκού οξέος θεωρείται δευτερεύουσα DNA με ένα λιγότερο σημαντική λειτουργία, όταν στην πραγματικότητα χωρίς αυτό, το DNA θα ήταν μια μεγάλη πολλές πληροφορίες που θα ήταν άχρηστη, διότι περιορίζεται στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων, όπου δεν μπορεί να φύγει χωρίς λόγο.

Οι λειτουργίες αυτών των μορίων είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση κάθε ζωντανού οργανισμού και συνοψίζονται παρακάτω.

Κύριες λειτουργίες του DNA και του RNA

Λειτουργίες DNA

1- Αντιγραφή

DNA είναι παρούσα σε κάθε ένα από τα πυρήνες των κυττάρων του σώματος, δεν έχει σημασία τι όργανο ή ιστό μορφή, οι πληροφορίες πρέπει να είναι πλήρης, αλλά όχι όλα τα απαραίτητα για την εν λόγω περιοχή του σώματος.

Ως εκ τούτου, το DNA πρέπει να αναπαράγουν κάθε φορά που ένα κύτταρο πρόκειται να διαιρεθεί, δεδομένου ότι οι δύο θυγατρικά κύτταρα που παραμένουν μετά από αυτή τη διαίρεση (ονομάζεται μίτωση) θα πρέπει να έχουν ακριβώς τις ίδιες πληροφορίες με το μητρικό κύτταρο.

Τώρα, είναι γνωστό ότι υπάρχουν κύτταρα του σώματος που αναπαράγονται ταχύτερα από άλλα, όπως αυτά της επιδερμίδας (εξωτερικό στρώμα του δέρματος), το οποίο ανανεώνεται πλήρως κάθε 28 ημέρες.

Για να πραγματοποιηθεί αυτή η ανανέωση, τα κύτταρα πρέπει να αναπαραχθούν γρήγορα, αλλά πώς μπορούν να αντιγραφούν τόσο γρήγορα αν κάθε κύτταρο έχει τουλάχιστον 2 μέτρα από τους κλώνους DNA;?

Η απάντηση είναι απλή, αν και η ίδια η διαδικασία δεν είναι, επειδή για τα 2 θυγατρικά κύτταρα να παραμείνουν με το ίδιο γενετικό υλικό, τα 2 μέτρα της αλυσίδας DNA πρέπει να αναπαράγονται με το μικρότερο δυνατό λάθος. Για το σκοπό αυτό, ένας μεγάλος αριθμός ενζύμων και διεργασιών που επιτρέπουν να εισέλθουν στη διαδικασία οι ακόλουθες ταυτόχρονες δραστηριότητες:

1. Η αλυσίδα ξετυλίγει (Συμβαίνει να είναι μια έλικα, να είναι μια γραμμική δομή)
2. Οι αλυσίδες χωρίζονται ακριβώς στη μέση
3. Το κομμάτι που λείπει από κάθε αλυσίδα σχηματίζεται

Μόνο εάν συμβαίνει αυτό ταυτόχρονα, μπορείτε να λάβετε μετρητές και μετρητές DNA από πολλά κύτταρα που αναπαράγουν, διπλασιάστε για να ανανεώσετε τους ιστούς.

2- Κωδικοποίηση

Όλες οι λειτουργίες των κυττάρων διεξάγονται με πρωτεΐνες. Κάθε εντολή που εκπέμπει ο πυρήνας είναι στην πραγματικότητα ένα διαφορετικό μήνυμα κώδικα από το προηγούμενο με τη σειρά με την οποία παρουσιάζονται οι πρωτεΐνες.

Χάρη σε αυτό, μία από τις κύριες λειτουργίες του DNA συντίθεται ή «κάνουν» η πρωτεΐνη που χρειάζεστε κάθε κύτταρο, όπως ένα κύτταρο ήπατος δεν έχουν τις ίδιες λειτουργίες όπως το νεφρό, έτσι «οδηγιών» τους δεν είναι το ίδιο , δηλαδή, οι πρωτεΐνες τους είναι διαφορετικές.

ίδιο DNA εργασία, είναι να γνωρίζουμε ποιες πρωτεΐνες χρησιμοποιούνται για κάθε κυτταρική λειτουργία, δίνουν την εντολή να συνθέσει και να αποστείλει τη συνταγή για το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο (RER) μπορεί να κάνει.

3- Κυτταρική διαφοροποίηση

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς είναι ότι ένα ωάριο και ένα σπέρμα μπορούν να σχηματίσουν μια εντελώς διαφορετική νέα οντότητα; Η απάντηση είναι το DNA.

Στην αρχή του σχηματισμού ενός νέου οντος υπάρχει μόνο ένα κύτταρο, το προϊόν της ένωσης του ωαρίου και του σπέρματος, με τα γενετικά χαρακτηριστικά της μητέρας και του πατέρα.

Αυτό το κύτταρο είναι γνωστό ως το βλαστικό κύτταρο, από το οποίο προέρχονται όλα τα άλλα, μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται διαφοροποίηση, η οποία πραγματοποιείται χάρη στις πληροφορίες που περιέχει το DNA.

Το DNA γνωρίζει πόσες κυψέλες πρέπει να υπάρχουν και ποιες λειτουργίες πρέπει να πληρούν για να σχηματίσουν κάθε όργανο και κάθε τμήμα του σώματος, όπως οι πνεύμονες, το συκώτι, το στομάχι, για να αναφέρουμε μερικές.

Για να διαφοροποιήσει τη δομή ενός κυττάρου από ένα όργανο με αυτό ενός άλλου, το DNA απλά διευθύνει τα δομικά χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει μέσα από τις πρωτεΐνες που του επιτρέπει να συνθέσει κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του.

Επιπλέον, αναθέτει τη λειτουργία του σε αυτόν με τις συνταγές πρωτεϊνών που θα του επιτρέψουν να χρησιμοποιήσει, που πάντα θα είναι ακριβώς εκείνες που χρειάζεται σύμφωνα με το όργανο στο οποίο είναι και το μέρος του μέσα του.

Για παράδειγμα, συνταγές πρωτεΐνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν κύτταρα του στομάχου, πρωτίστως, ένζυμα δημιουργία και τα οξέα του στομάχου, ενώ ο εγκέφαλος είναι κυρίως ουσίες που επιτρέπουν τη μετάδοση των νευρικών ερεθισμάτων.

Με αυτό τον τρόπο, όλα τα κύτταρα έχουν τις πλήρεις πληροφορίες στον πυρήνα τους, αλλά έχουν μόνο πρόσβαση σε εκείνο που τους επιτρέπει να πραγματοποιήσουν τη λειτουργία για την οποία δημιουργήθηκαν..

4- Εξέλιξη και προσαρμογή

Η εξέλιξη είναι η διαδικασία με την οποία τα ζωντανά όντα αλλάζουν τα φυσικά και γενετικά τους χαρακτηριστικά για να προσαρμοστούν στο περιβάλλον και να επιβιώσουν.

Η προσαρμογή είναι το σύνολο των φυσικών αλλαγών που ένα ζωντανό όντας βιώνει για να επιβιώσει στο περιβάλλον, ειδικά όταν αυτό είναι αρνητικό.

Για είτε παραπάνω μηχανισμούς είναι αναγκαίο DNA, δεδομένου ότι έχει σε μια φυσική αλλαγή σε ένα είδος, είναι απαραίτητο να γίνει στο γενετικό επίπεδο. Μόνο τότε η αλλαγή θα συνεχιστεί στους απογόνους τους και δεν εξαφανιστεί. Αυτή η αλλαγή στο γενετικό επίπεδο είναι επίσης γνωστή ως μετάλλαξη.

Η μετάλλαξη είναι μια παραλλαγή στον γενετικό κώδικα, αυτή η παραλλαγή μπορεί να είναι τυχαία ή με προσαρμογή, όπως αναφέρεται στο πιο γνωστό παράδειγμα του Lamarck.

Οι καμηλοπαρδάλεις ήταν ζώα με λαιμό όχι περισσότερο από εκείνο ενός αλόγου, αλλά με το πέρασμα του χρόνου και το φαγητό ήταν σπάνιο στα ύψη μπορούσαν να το πάρουν, τεντώθηκαν και τεντώθηκαν περισσότερο για να το φτάσουν.

Με το πέρασμα του χρόνου, αυτή η τροποποίηση προκάλεσε το είδος να επιμηκύνει το λαιμό του, έτσι ώστε στο τέλος όλων των γενεών, παρέμεινε ακριβώς όπως είναι σήμερα γνωστό. Ωστόσο, τα δείγματα καμηλοπάρδαλης που δεν πέτυχαν αυτή την προσαρμογή στο περιβάλλον έχασαν τη ζωή τους.

Προκειμένου οι καμηλοπαρδάλεις να αρχίσουν να έχουν μεγαλύτερο λαιμό, έπρεπε να υπάρξει μια τροποποίηση στο DNA, οπότε το χαρακτηριστικό πέρασε από γενιά σε γενιά χωρίς να χαθεί.

Λειτουργίες του RNA

Το RNA είναι η μόνη επαφή με το εξωτερικό του πυρήνα που έχει DNA. Για να εκτελέσει τις λειτουργίες του, χωρίζεται σε 3 τύπους, καθένα με διαφορετική λειτουργία και χαρακτηριστικά.

1- Αγγελιοφόρο RNA (mRNA)

Είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά των εντολών του DNA στο κυτταρόπλασμα, δηλαδή στα οργανίδια που υποδεικνύονται για να τα εκτελέσουν. Κάνει αυτό μέσω μιας ακολουθίας πρωτεϊνών υπαγορευμένων από το DNA, ότι μόνο το οργανίδιο για το οποίο προορίζονται μπορεί να καταλάβει.

2-ριβοσωμικό RNA (rRNA)

Είναι υπεύθυνη για την παροχή συνταγών ή ακριβών ακολουθιών για κάθε λειτουργία κυττάρων. Δηλαδή, αν η εντολή είναι DNA από 5 πρωτεΐνης για μυϊκή δημιουργούνται, το rRNA είναι υπεύθυνη για την παροχή την ακριβή αλληλουχία για αυτές τις πρωτεΐνες, όπως οργανίδια, αλλά είναι σε θέση να ακολουθήσει τις διαταγές, μη γνωστές αλληλουχίες.

3- Μεταφορά RNA (tRNA)

Μια πρωτεΐνη είναι στην πραγματικότητα μια αλυσίδα αμινοξέων, οι οποίες είναι οι ίδιες σαν τις χάντρες ενός κολιέ, το καθένα με διαφορετικό χρώμα. Ανάλογα με τον τρόπο με τον οποίο διατίθενται τα χρώματα είναι η πρωτεΐνη που πρόκειται να σχηματιστεί.

Μόλις το DNA έδωσε τη σειρά να δημιουργήσει μια πρωτεΐνη, το mRNA το πήρε στο αντίστοιχο οργανίδιο και το rRNA παρείχε τη συνταγή. το tRNA είναι υπεύθυνο για την παροχή των συστατικών, δηλαδή των αμινοξέων, έτσι ώστε να μπορούν να αλληλουχηθούν σωστά και να δημιουργήσουν τη νέα πρωτεΐνη.

Όπως μπορείτε να δείτε, το DNA και το RNA είναι ένα θεμελιώδες μέρος της ζωής ενός οργανισμού και κανένας δεν μπορεί να επιβιώσει χωρίς τον άλλο, επειδή είναι από μόνα τους δύο συμπληρωματικά μέρη μιας δομής.

Αναφορές

1. Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου. 4η έκδοση. Alberts Β, Johnson Α, Lewis J, et αϊ. Νέα Υόρκη: Garland Science. 2002. Ανακτήθηκε από ncbi.nlm.nih.gov.
2. Διαβάστε IT, Young RA. Μεταγραφή γονιδίων κωδικοποίησης ευκαρυωτικών πρωτεϊνών. Ετήσια επισκόπηση της γενετικής. 2000; σελίδες 77-137. Ανακτήθηκε από: cm.jefferson.edu.
3. Συγκρίνετε και αντιστρέψτε το DNA και το RNA Με Samuel Markings, που ανακτήθηκε από sciencing.com.
4. DNA - RNA - πρωτεΐνηJosefin Lysell, Ιατρική φοιτήτρια, Karolinska Institutet Fredrik Eidhagen, Ιατρική φοιτήτρια, Karolinska Institutet, Σουηδία. Ανάκτηση από nobelprize.org.
5. DNA: Ορισμός, Δομή και Ανακάλυψη από τον Rachael Rettner, Senior Writer | 6 Ιουνίου 2013. Ανακτήθηκε από το lifecience.com.
6. Οι δομές DNA και RNA από τον Watson, σελ. 2 - 25. Απόσπασμα εγγράφου PDF ανακτήθηκε από biology.kenyon.edu.
7. G-quadruplexes και οι ρυθμιστικοί ρόλοι τους στη βιολογία της Daniela Rhodes Hans J. Lipps Nucleic Acids Res (2015) Δημοσιεύτηκε στις 10 Οκτωβρίου 2015. Ανακτήθηκε από το academic.oup.com.