Сравнение днк и рнк: таблица. днк и рнк: структура

Сравнительная таблица

Структура ДНК

Это самые крупные биологические молекулы. Их размер составляет от одной четверти у бактерий до сорока миллиметров в ДНК человека, что гораздо больше максимального размера белка. Они состоят из четырех мономеров, структурных компонентов нуклеиновых кислот — нуклеотидов, в которые входит азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и дезоксирибоза.

Азотистые основания имеют двойное кольцо из углерода и азота— пурины, и одно кольцо — пиримидины.

Пуринами являются аденин и гуанин, а пиримидинами — тимин и цитозин. Они обозначаются заглавными латинскими буквами: A, G, T, C; а в русской литературе — на кириллице: А, Г, Т, Ц. При помощи химической водородной связи они соединяются друг с другом, в результате чего появляются нуклеиновые кислоты.

Во Вселенной именно спираль является наиболее распространенной формой. Так и структура ДНК молекулы тоже имеет ее. Полинуклеотидная цепочка закручена наподобие винтовой лестницы.

Цепи в молекуле направлены противоположно друг от друга. Получается, если в одной цепи от 3″-конца к 5″, то в другой цепи ориентация будет наоборот от 5″-конца к 3″.

Основное различие — ДНК против нуклеотидов РНК

Нуклеотиды ДНК и РНК являются мономерами ДНК и РНК соответственно. Нуклеотидами ДНК являются аденин, гуанин, цитозин и тимин. РНК содержит урацил вместо тимина. ДНК широко используется в качестве генетического материала организмами. РНК используется в экспрессии генов. главное отличие между ДНК и РНК нуклеотидами является то, что Нуклеотиды ДНК содержат дезоксирибозу в качестве пентозного сахара, в то время как РНК-нуклеотиды содержат рибозу в качестве пентозного сахара в молекуле.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое нуклеотиды ДНК? — определение, характеристики, функции2. Что такое РНК Нуклеотиды — определение, характеристики, функции3. В чем разница между ДНК и нуклеотидами РНК?

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота)

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – своеобразный чертеж жизни, сложный код, в котором заключены данные о наследственной информации. Эта сложная макромолекула способна хранить и передавать наследственную генетическую информацию из поколения в поколение.

ДНК определяет такие свойства любого живого организма как наследственность и изменчивость. Закодированная в ней информация задает всю программу развития любого живого организма. Генетически заложенные факторы предопределяют весь ход жизни человека.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.

В клетках эукариот (животных, растений и грибов) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами.

ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков — нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы.

Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы (фосфодиэфирные связи).

В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей.

Вторичная структура ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из двух параллельных неразветвленных полинуклеотидных цепей, закрученных в противоположные стороны вокруг общей оси.

Пуриновые и пиримидиновые основания расположены внутри спирали, а остатки фосфата и дезоксирибозы – снаружи.

Две спирали удерживаются вместе водородными связями между парами азотистых оснований. Водородные связи образуются между определенными основаниями: тимин (Т) образует водородные связи только с аденином (А), а цитозин (Ц) – только с гуанином (Г). В первой паре азотистых оснований две водородные связи, а во второй – три.

Такие пары оснований называются комплементарными парами. А такое пространственное соответствие молекул, способствующее их сближению и образованию водородных связей, называется комплементарностью. Комплементарность обусловливает спиралевидную модель ДНК.

Две спирали в молекуле ДНК комплементарны друг другу. Последовательность нуклеотидов в одной из спиралей определяет последовательность нуклеотидов в другой.

В каждой паре оснований, связанных водородными связями, одно из оснований – пуриновое, а другое пиримидиновое. Общее число остатков пуриновых оснований в молекуле ДНК равно числу остатков пиримидиновых оснований.

Таким образом,

• ТИМИН (Т) комплементарен АДЕНИНУ (А),
• ЦИТОЗИН (Ц) комплементарен ГУАНИНУ (Г).

Комплементарность полинуклеотидных цепей служит химической основой главной функции ДНК – хранения и передачи наследственных признаков.

Репликация ДНК

Двухспиральная структура ДНК с комплементарными полинуклеотидными цепями обеспечивает возможность самоудвоения (репликации) этой молекулы.

Перед удвоением водородные связи разрываются, и две цепи раскручиваются и расходятся. Каждая цепь затем служит матрицей для образования на ней комплементарной цепи.

После разделения цепей происходит саморепликация, т.е. образование новой двойной спирали, идентичной исходной.

После репликации образуются две дочерние молекулы ДНК, в каждой из которых одна спираль взята из родительской ДНК, а другая (комплементарная) синтезирована заново.

Таким образом, сохраняется и передается новому поколению исходная структура ДНК.

Длина полинуклеотидных цепей ДНК практически неограничена. Число пар оснований в двойной спирали может меняться от нескольких тысяч у простейших вирусов до сотен миллионов у человека.

Видеофильм «ДНК. Код Жизни»

Рубрики: Нуклеиновые кислоты

Что такое РНК-нуклеотид

РНК-нуклеотид — это мономерный нуклеотид, обнаруженный в молекулах РНК. Он содержит рибозу в качестве пентозного моносахарида, который присоединен к азотистому основанию на его 1 ‘углероде и фосфатной группе на его 5′ углероде. Рибоза содержит два энантиомера: D-рибозу и L-рибозу. D-рибоза находится в РНК. Основное различие между рибозой и дезоксирибозой заключается в 2′-гидроксильной группе, которую несет рибоза. Эта 2’-гидроксильная группа выполняет много ролей в РНК. Азотистыми основаниями в РНК являются аденин, гуанин, цитозин и урацил. Пиримидиновая основа урацила замещает тимин в РНК. Следовательно, аденин соединяется с урацилом, а не с тимином. Нуклеотиды РНК связаны друг с другом, образуя цепочку нуклеотидов, как в ДНК. Поскольку РНК является линейной молекулой, нуклеотидная цепь существует только в направлении от 5 ′ до 3 ′. Химическая структура РНК показана на рисунок 3.

Рисунок 3: РНК-нить

РНК не способна образовывать структуру двойной спирали, как в ДНК, из-за присутствия 2′-гидроксильной группы. Следовательно, РНК находится в виде линейной молекулы, которая способна образовывать только двухцепочечные структуры, такие как шпильки. Однако 2 ‘гидроксильная группа важна для сплайсинга РНК.

РНК производится путем транскрипции ДНК в геноме ферментом РНК-полимераза. Основными типами РНК, обнаруженными в клетке, являются мессенджер РНК (мРНК), трансфер РНК (тРНК) и рибозомная РНК (рРНК). мРНК являются транскриптами генов. Они транслируются на рибосомах, которые образованы рРНК. Соответствующие аминокислоты для синтеза полипептида вносятся тРНК. Следовательно, основной функцией РНК является их роль в синтезе белка. Некоторые РНК также участвуют в регуляции экспрессии генов. Помимо этого, РНК-нуклеотиды, такие как АТФ и НАДН, служат основным источником химической энергии для биохимических реакций в клетке. ЦГМФ и цАМФ также служат вторыми мессенджерами в путях передачи сигнала.

Нуклеиновая кислота: что это такое?

Для того чтобы составить таблицу сравнения ДНК и РНК, необходимо более подробно познакомиться с данными полинуклеотидами. Начнем с общего вопроса. И ДНК, и РНК — это нуклеиновые кислоты. Как говорилось ранее, они образуются из остатков нуклеотидов.

Эти полимеры можно обнаружить абсолютно в любой клеточке организма, так как именно на их плечи возложена большая обязанность, а именно:

• хранение;
• передача;
• реализация наследственности.

Теперь очень коротко осветим основные их химические свойства:

• хорошо растворяются в воде;
• практически не поддаются растворению в органических растворителях;
• чувствительны к изменениям температуры;
• если молекулу ДНК выделить каким-либо возможным образом из природного источника, то можно наблюдать фрагментацию при механических действиях;
• фрагментирование происходит ферментами под названием нуклеазы.

Репарация («ремонт»)

Репарацией
называется процесс устранения повреждений нуклеотидной последовательности ДНК. Осуществляется особыми ферментными системами клетки (ферменты репарации
). В процессе восстановления структуры ДНК можно выделить следующие этапы: 1) ДНК-репарирующие нуклеазы распознают и удаляют поврежденный участок, в результате чего в цепи ДНК образуется брешь; 2) ДНК-полимераза заполняет эту брешь, копируя информацию со второй («хорошей») цепи; 3) ДНК-лигаза «сшивает» нуклеотиды, завершая репарацию.

Наиболее изучены три механизма репарации: 1) фоторепарация, 2) эксцизная, или дорепликативная, репарация, 3) пострепликативная репарация.

Изменения структуры ДНК происходят в клетке постоянно под действием реакционно-способных метаболитов, ультрафиолетового излучения, тяжелых металлов и их солей и др. Поэтому дефекты систем репарации повышают скорость мутационных процессов, являются причиной наследственных заболеваний (пигментная ксеродерма, прогерия и др.).

Функциональное отличие ДНК от РНК

Различие ДНК и РНК характерными чертами и особенностями строения не ограничивается. Например, ДНК способна к денатурации, ренатурации и деструкции. Ее суть — в раскручивании молекул до определенного состояния и обратно, если это возможно. В ходе этих процессов наблюдается разрушение водородных связей.

Основной функцией ДНК является сохранение, шифровка, передача и проявление генетической информации, осуществляющиеся в ходе размножения организмов всех уровней организации. Это органическое вещество также способно к транскрипции. Суть этого явления заключается в образовании молекул РНК на основе ДНК. Его основой является принцип комплементарности. Молекула ДНК также способна к самоудвоению или репликации. Этот процесс очень важен для нормального хода деления клеток, особенно митоза, когда из клетки с двойным хромосомным набором образуются две идентичные. Функция РНК также важна для живых организмов, ведь без синтеза белка их существование просто невозможно.

ДНК и РНК — нуклеиновые кислоты, являющиеся сложными макромолекулами, состоящими из нуклеотидов. Главное различие данных веществ заключается в том, что в их состав входят разные виды азотистых оснований и углевода пентозы, что определяет их различные функции в клетках живых существ.

Что такое ДНК и РНК? Каковы их функции и значение в нашем мире? Из чего они состоят и как работают? Об этом и не только рассказывается в статье.

Различия ДНК и РНК

1. В основе мономеров дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот – углевод – пентоза и рибоза соответственно.
2. ДНК в своем составе содержит азотистое основание (пиримидиновое основание) – тимин, а РНК – урацил (отсутствует метильная группа).
3. ДНК – двойная антипараллельная правозакрученная спираль, а РНК – одиночная цепь.
4. ДНК способна удваиваться, а РНК – нет.
5. Основные функции ДНК: Хранение, передача и реализация наследственной информации из поколения в поколение.

Основные функции РНК: Хранение генетической информации и синтез белка в клетке.

Молекула ДНК превышает в своих размерах и массе молекулу РНК.

Изначально людям казалось, что фундаментальной основой жизни являются белковые молекулы. Однако, научные исследования позволили выявить тот важный аспект, который отличает живую природу от неживой: нуклеиновые кислоты.

Сходства между экстракцией ДНК и РНК

• Выделение ДНК и РНК — это процедуры, связанные с выделением и очисткой нуклеиновых кислот из биологических образцов.
• Обе процедуры включают лизис клеток, очистку нуклеиновых кислот от мусора и связанных белков и подготовку экстрактов.
• Для обеих процедур необходимо поддерживать холодные условия во всем.
• Вовлекает центрифугирование в разделение компонентов в смеси.
• Необходимо инактивировать активность нуклеазных ферментов во время обеих процедур.
• Экстракция фенол-хлороформом является одним из важнейших этапов обоих типов экстракций.
• Тиоцианат гуанидиния может быть использован для защиты нуклеиновых кислот.
• Осаждение РНК может быть сделано с изопропанолом.
• Ионная сила ацетата натрия используется для улучшения осаждения нуклеиновых кислот.
• Образцы могут быть количественно определены путем измерения оптической плотности при 260 нм.

Что такое экстракция РНК?

Экстракция РНК относится к процессу очистки РНК от образцов. Обычный метод выделения РНК называется экстракция гуанидиния тиоцианат-фенол-хлороформ, Тиоцианат гуанидиния денатурирует белки. Кроме того, он нарушает водородную связь молекул воды и служит хаотропным агентом. В экстракции РНК используется специальный реагент, который называется Tri-реагент, Он содержит тиоцианат гуанидиния, фенол и ацетат натрия. Цель основных этапов выделения РНК аналогична цели выделения ДНК. Протокол для извлечения РНК описан ниже.

1. Клетки промывают ледяным PBS для поддержания осмолярности клеток.

2. Аспирируйте клетки и гомогенизируйте образец с помощью триагента.

3. Добавить хлороформ и взбить.

4. Центрифугирование может привести к трем слоям. Верхний слой представляет собой водный слой, который является прозрачным. Средний слой или межфаза содержат осажденную ДНК. Нижний слой — органический, розовый.

5. Удалить водный слой и добавить изопропанол. Центрифугирование может привести к образованию осадка.

6. Промойте гранулу 75% этанолом. Воздушная сушка гранул.

7. Растворите гранулу с ТЕ-буфером или водой.

Рисунок 3: Фенол-хлороформная экстракция РНК

Экстракцию РНК обычно проводят при рН ниже 7. При щелочном рН РНК более подвержена деградации в результате щелочного гидролиза из-за присутствия группы ОН в положении 2 ‘рибозного сахара. Кроме того, РНК имеет тенденцию оставаться в водной фазе при кислотном рН. С другой стороны, ДНК имеет тенденцию денатурировать и переходить в органическую фазу при кислотном pH. Следовательно, экстракция ДНК может проводиться при рН около 8. ДНК состоит из дезоксирибозного сахара и не подвергается щелочному гидролизу.

Строение и функции ДНК

ДНК
— полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды. Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком (для построения этой модели они использовали работы М. Уилкинса, Р. Франклин, Э. Чаргаффа).

Молекула ДНК
образована двумя полинуклеотидными цепями, спирально закрученными друг около друга и вместе вокруг воображаемой оси, т.е. представляет собой двойную спираль (исключение — некоторые ДНК-содержащие вирусы имеют одноцепочечную ДНК). Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Молекулярный вес — десятки и сотни миллионов. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м. В эукариотических клетках ДНК образует комплексы с белками и имеет специфическую пространственную конформацию.

Мономер ДНК — нуклеотид (дезоксирибонуклеотид)
— состоит из остатков трех веществ: 1) азотистого основания, 2) пятиуглеродного моносахарида (пентозы) и 3) фосфорной кислоты. Азотистые основания нуклеиновых кислот относятся к классам пиримидинов и пуринов. Пиримидиновые основания ДНК
(имеют в составе своей молекулы одно кольцо) — тимин, цитозин. Пуриновые основания
(имеют два кольца) — аденин и гуанин.

Моносахарид нуклеотида ДНК представлен дезоксирибозой.

Название нуклеотида является производным от названия соответствующего основания. Нуклеотиды и азотистые основания обозначаются заглавными буквами.

Полинуклеотидная цепь образуется в результате реакций конденсации нуклеотидов. При этом между 3″-углеродом остатка дезоксирибозы одного нуклеотида и остатком фосфорной кислоты другого возникает фосфоэфирная связь
(относится к категории прочных ковалентных связей). Один конец полинуклеотидной цепи заканчивается 5″-углеродом (его называют 5″-концом), другой — 3″-углеродом (3″-концом).

Против одной цепи нуклеотидов располагается вторая цепь. Расположение нуклеотидов в этих двух цепях не случайное, а строго определенное: против аденина одной цепи в другой цепи всегда располагается тимин, а против гуанина — всегда цитозин, между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином — три водородные связи. Закономерность, согласно которой нуклеотиды разных цепей ДНК строго упорядоченно располагаются (аденин — тимин, гуанин — цитозин) и избирательно соединяются друг с другом, называется принципом комплементарности
. Следует отметить, что Дж. Уотсон и Ф. Крик пришли к пониманию принципа комплементарности после ознакомления с работами Э. Чаргаффа. Э. Чаргафф, изучив огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, установил, что в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину («правило Чаргаффа»
), но объяснить этот факт он не смог.

Из принципа комплементарности следует, что последовательность нуклеотидов одной цепи определяет последовательность нуклеотидов другой.

Цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены), т.е. нуклеотиды разных цепей располагаются в противоположных направлениях, и, следовательно, напротив 3″-конца одной цепи находится 5″-конец другой. Молекулу ДНК иногда сравнивают с винтовой лестницей. «Перила» этой лестницы — сахарофосфатный остов (чередующиеся остатки дезоксирибозы и фосфорной кислоты); «ступени» — комплементарные азотистые основания.

Функция ДНК
— хранение и передача наследственной информации.

Что такое ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота или ДНК является наследственным материалом большинства организмов. Большая часть ДНК находится либо в ядре, либо в нуклеоиде. Некоторые могут остаться в митохондриях и хлоропластах. ДНК несет генетические инструкции для развития, функционирования и размножения организмов.

Сахарофосфатный остов в ДНК образуется азотистыми основаниями и фосфатными группами, присоединенными к сахарной дезоксирибозе. С-Н-связи в дезоксирибозном сахаре менее реакционноспособны. Следовательно, ДНК значительно устойчива в щелочных условиях. Четыре различных азотистых основания могут быть идентифицированы в ДНК: цитозин (C), гуанин (G), аденин (A) и тимин (T). Две цепи полинуклеотидов удерживаются вместе водородными связями, образуя между основаниями комплемента. Аденин (A) соединяется с тимином (T), а цитозин (C) — с гуанином (G). Таким образом, каждая цепь дополняет друг друга. Две полинуклеотидные цепи дополнительно скручиваются, образуя двойную спираль. Каждая нить в двойной спирали проходит в противоположных направлениях, делая две нити антипараллельными. Асимметричные концы нити обозначены как 5 ′ и 3 ′ концы. Основная канавка (шириной 22 Å) и малая канавка (шириной 12 Å) находятся в двойной спирали.

B-форма является наиболее распространенной конформацией ДНК среди всех организмов. Порядок расположения четырех оснований вдоль основной цепи кодирует биологическую информацию в пределах ДНК, называемых генами. ДНК синтезирует идентичную копию оригинальной ДНК для размножения. ДНК может быть легко повреждена ультрафиолетом.

Рисунок 1: Разница между ДНК и РНК

Транскрипция

Синтез всех молекул происходит во время транскрипции, то есть переписывании генетической информации с определенного оперона ДНК. Процесс в некоторых моментах похож на репликацию, а в других существенно отличается от нее.

Сходствами являются следующие части:

• начало идет с деспирализации ДНК;
• происходит разрыв водородных связей между основаниями цепей;
• к ним комплементарно подстраиваются НТФ;
• происходит образование водородных связей.

Отличия от репликации:

• при транскрипции расплетается лишь участок ДНК, соответствующий транскриптону, в то время как при репликации расплетению подвергается вся молекула;
• при транскрипции подстраивающиеся НТФ содержат рибозу, и вместо тимина урацил;
• информация списывается лишь с определенного участка;
• после образования молекулы водородные связи и синтезированная цепь разрываются, а цепь соскальзывает с ДНК.

Для нормального функционирования первичная структура РНК должна состоять только из списанных с экзонов ДНК-участков.

У только что образованных РНК начинается процесс созревания. Молчащие участки вырезаются, а информативные сшиваются, образуя полинуклеотидную цепь. Далее, каждый вид имеет присущие только ему превращения.

В и-РНК происходит присоединение к начальному концу. К конечному участку присоединяется полиаденилат.

В т-РНК модифицируются основания, образуя минорные виды.

У р-РНК также метилируются отдельные основания.

Защищают от разрушения и улучшают транспортировку в цитоплазму белки. РНК в зрелом состоянии с ними соединяются.

Азотистые основания

Рассмотрим еще одно различие молекул ДНК и РНК. Оно также влияет на свойства данных веществ. В структуру мономеров ДНК входит один из четырех остатков азотистых оснований: аденин, гуанин, цитозин, тимин. Размещаются они согласно определенному правилу.

В молекуле ДНК, которая состоит из двух спирально закрученных цепей, напротив аденилового основания всегда находится тимидиловый, а гуаниловому соответствует цитидиловый. Это правило называется принципом комплементарности. Между аденином и гуанином всегда образуются две, а между гуанином и цитозином — три водородные связи.

Совсем по-другому обстоит дело с рибонуклеиновой кислотой. Вместо тимина в ее состав входит другое азотистое основание. Оно называется урацил. Стоит сказать, что, по сравнению с ДНК, РНК существенно меньших размеров, поскольку состоит из одной спиральной молекулы.

Основное отличие — ДНК против РНК-вирусов

Вирус — это биологический агент, который может самовоспроизводиться внутри клетки-хозяина. Зараженные клетки вирусами могут производить тысячи новых копий исходного вируса с необычайной скоростью. Генетическим материалом вируса может быть либо ДНК, либо РНК. Вирусы, которые содержат ДНК в качестве своего генетического материала, называются ДНК-вирусами. РНК-вирусы, с другой стороны, содержат РНК в качестве своего генетического материала. Генетический материал покрыт белковым капсидом во всех вирусах. Некоторые вирусы содержат конверт, закрывающий капсид. После инфицирования хозяина репликация вирусной ДНК происходит внутри ядра, тогда как репликация вирусной РНК происходит в цитоплазме. главное отличие между ДНК и РНК-вирусами является то, что ДНК-вирусы содержат большие геномы благодаря точной репликации, тогда как РНК-вирусы содержат небольшие геномы из-за подверженной ошибкам репликации.

Ключевые области покрыты

1. Что такое ДНК-вирусы      — определение, классы, биосинтез2. Что такое РНК-вирусы      — определение, классы, биосинтез3. Каковы сходства между ДНК и РНК-вирусами      — Краткое описание общих черт4. В чем разница между ДНК и РНК-вирусами      — Сравнение основных различий

Ключевые слова: Балтиморская классификация, ДНК-вирусы, двухцепочечная ДНК, оболочка, РНК-вирусы, одноцепочечная ДНК

Углевод пентоза

Прежде всего, ДНК от РНК отличается содержанием вида углевода. Простые сахара представляют собой вещества с определенным количеством элемента углерода в общей формуле. Состав нуклеиновых кислот представляют пентозы. Число углерода в них равно пяти. Они и называются поэтому пентозами.

В чем же здесь отличие, если число углерода и молекулярная формула абсолютно одинаковы? Все очень просто: в структурной организации. Такие вещества с одинаковым составом и молекулярной формулой, имеющие отличия в строении и характерных свойствах, в химии именуются изомерами.

Моносахарид рибоза — часть РНК. Этот признак явился определяющим для наименований этих биополимеров. Моносахарид, характерный для ДНК, называется дезоксирибозой.

Сравнение ДНК и РНК

Чтобы систематизировать всю приведенную выше информацию, запишем всю ее в таблицу.

Таким образом, мы вкратце рассказали о том, какие существуют сходства ДНК и РНК. Таблица окажется незаменимым помощником на экзамене или простой памяткой.

Кроме того что мы уже узнали ранее, в таблице появилось несколько фактов. Например, способность ДНК удваиваться необходима для деления клеток, чтобы обе клетки получили правильный генетический материал в полном объеме. В то время как для РНК в удваивании нет смысла. Если клетке потребуется еще одна молекула, она ее синтезирует по матрице ДНК.

Характеристика ДНК и РНК получилось краткой, но нами были охвачены все особенности строения и функций. Очень интересен процесс трансляции — синтез белка. После ознакомления с ним становится понятно, насколько большую роль играет РНК в жизни клетки. А процесс удвоения ДНК очень захватывающий. Чего только стоит разрывание двойной спирали и считывание каждого нуклеотида!

Узнавайте новое каждый день. Особенно, если это новое происходит в каждой клеточке вашего тела.

Рибонуклеи́новая кислота

РНК имеет ряд отличий от ДНК, однако их строение кардинально не различается. Во-первых, РНК составляют «нормальные» углеводы – рибозы (C5H10O5). Во-вторых, взамен гетероциклического основания тимина в состав РНК входит урацил, лишенный метильной группы.

РНК – одиночная полимерная цепь, которая при благоприятных условиях способна изменять свою конфигурацию и приобретать форму «шпильки», когда ближайшие азотистые основания, комплементарные друг другу, связываются. В РНК следующие основания образуют пары: A-G и U-C. РНК в несколько раз короче спирали ДНК.

Следует упомянуть о типах РНК. Выделяют матричную или информационную РНК (мРНК), транспортную РНК (тРНК), рибосомальную РНК (рРНК), транспортно-матричные РНК (тмРНК) и малые ядерные РНК (мяРНК). Функции их различны, но все они необходимы для жизни. РНК — это основа для биосинтеза белка, поскольку ДНК не присутствует в цитоплазме, где на рибосомах происходит синтез белковых молекул.

Стоит отметить, что процесс синтеза белка начинается с ДНК, где зашифрована информация о конкретном веществе, поскольку ДНК – это источник генной информации. РНК берет свое начало на ДНК, синтезируясь на ней при помощи специального фермента.

Разобрав по отдельности две нуклеиновые кислоты, можно переходить к подведению итогов. Что же объединяет ДНК и РНК и в чем заключается их кардинальное различие?

Новое открытие

В 70-х годах двадцатого века были открыты ферменты, расщепляющие ДНК в специфических точках. Исследователи получили возможность «разрезать» ДНК на более короткие и стабильные фрагменты.

После этого последовало новое открытие: ученые «научили» ДНК копировать саму себя и достраивать до таких размеров, которые легко опознать. Фактически это позволило идентифицировать по выделенному фрагменту ДНК любой интересующий объект:

• вот — ДНК возбудителя насморка,
• это — стафилококка,
• это — вируса герпеса.

В качестве материала для анализа можно использовать:

• пробу ткани пациента,
• одиночный человеческий волос,
• каплю засохшей крови (обнаруженную на месте преступления),
• мозг мумии.

Даже тело мамонта, пролежавшего 40 тыл. лет в вечной мерзлоте, сможет рассказать, чем болел доисторический гигант.

Все больше и больше специалистов рекомендуют ПЦР-диагностику вместо обычных бактериологических анализов. В первую очередь это урологи и гинекологи — в их сфере плюсы метода ценятся особенно высоко.

Быстро и с гарантией выявляются все зловредные возбудители урогенитальных инфекций:

• хламидиоза,
• уреаплазмоза,
• гонореи,
• герпеса,
• гарднереллеза,
• микоплазменной инфекции и др.

Взяли на вооружение новый метод и пульмонологи (врачи, которые занимаются заболеваниями легких), ведь он позволяет различать вирусные и бактериальные пневмонии, туберкулез. В гематологии ДНК-диагностика выявляет цитомегаловирусы, онковирусы. Ну и, конечно же, не остались в стороне врачи-инфекционисты:

ПЦР используется в качестве экспресс-метода диагностики:

• сальмонеллеза,
• дифтерии,
• вирусных гепатитов В, С и G.

ПЦР-диагностика: много плюсов и один большой минус

Преимущества метода:

— Возбудитель выявляется непосредственно, по специфическому участку ДНК, в отличие от иммуноферментного анализа, при котором вредный микроб выявляется косвенно (по особым белкам — продуктам его жизнедеятельности).

— Возможна четкая идентификация ДНК одного определенного возбудителя. Метод позволяет не спутать его ни с каким другим, как это бывает в том же иммуноферментном анализе, где антигены нескольких микроорганизмов нередко реагируют перекрестно.

— Метод может выявить даже одну-единственную болезнетворную бактерию среди миллиардов других и через несколько часов предоставить 50 миллиардов ее копий! То есть он работает там, где другие методы (микроскопический, бактериологический, иммуноферментный) пасуют.

— Метод универсален. Ведь все на свете ДНК состоят из тех же четырех нуклеотидов:

• аденина (А),
• гуанина (Г),
• цитозина (Ц),
• тимина (Т).

Поэтому способ применим абсолютно для любых бактерий и вирусов. Причем обнаружить можно не только кого угодно, но и где угодно в:

• крови,
• моче,
• мокроте,
• биоптате (маленький кусочек ткани),
• почве.

Результаты анализа можно получить чрезвычайно быстро, ведь возбудителя не надо выращивать искусственно (именно эта процедура при лабораторном исследовании занимает много времени). Ответ, как правило, готов уже через 3-4 часа после обращения.

Один недостаток — сверхчувствительность

Как это часто бывает, достоинства метода иногда становятся и его недостатками. Речь идет о феноменальной чувствительности ПЦР, которая может оборачиваться «ложноположительными» результатами, если в посуде, пипетках и прочем оборудовании для анализа будет хотя бы крошечное количество «чужеродной» ДНК. ПЦР размножит эту ДНК и выдаст неправильный результат.

Но эта проблема решаема — посуда и материалы должны быть одноразовыми, а амплификацию (многократное копирование) ДНК необходимо проводить в отдельном от подготовки проб помещении. Именно поэтому доверять результатам ПЦР-диагностики можно, если вы обратились в солидную лабораторию, оснащенную по последнему слову техники.

Встройте «Правду.Ру» в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в или в

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google

Также будем рады вам в наших сообществах во , Фейсбуке, Твиттере, Одноклассниках…