ДНҚ мен РНҚ молекулаларың арасындағы ұқсастықтары мен айырмашылықтар. Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

ДНҚ-тобы.ДНК - биополимер, оның мономері нуклеотидтер. Нуклеотидтердің 4 түpi болады: Аденин, Гуанин, Тимин, Цитозин. Әр нуклеотид үш компоненттен тұрады:1. фосфор қышқылының қалдығы2. моносахарид (дезоксирибоза C₅H ₁₀O₄)3. азоттық негіздер, пуриндік (А-Г), пиримидиндік (Ц-Т). ДНҚ-ның құрылым ерекшелігі:1. ДНҚ екі полинуклеотидті тізбектен тұрады, оның моделін 1953 ж американ биофизигі Дж. Уотсон мен ағылшын биофизигі және генетигі Ф. Крик ұсынған.2. Екі тізбек 6ip-6ipiнe антипараллелді, 6ip тізбектің 5¹ ұшы екінші тізбектің З¹ ұшымен байланысады.3. ДНҚ-ның рентген құрылысын талдау барысында оның 2 спиральдан тұратыны, өз осьінің маңында оңға қарай оралып спираль түзетіні анықталды. Спиральдің диаметрі 2 нм, әр қадамы 3,4 нм, әр бұрылымына 10 жуп нуклеотид кіреді.

Бip тізбектің бойында орналасқан нуклеотидтер 6ip-6ipiмен коваленттік (фосфо-диэфирлік) байланыспен байланысады, ол 6ip нуклеотидтің дезоксирибозасы мен екінші нуклеотидтің фосфор қышқылының қалдығы арасындағы қосылыс. Бip тізбек бойына кез-келген нуклеотидтер орналаса береді және ол ДНҚ-ның әртүрлілігін қамтамасыз етеді. Азоттық негіздер дезоксирибозамен байланысып, тізбектің бүйір жағында орналасады. ДНҚ-ның екі тізбегі 6ip-6ipiмен азоттық негіздер Аденин мен Тимин немесе Тимин мен Аденин екі, Цитозин мен Гуанин немесе Гуанин мен Цитозин үш сутек көпіршесімен байланысады. Нуклеотидтердің қос тізбекте бip-бipiнe қатаң түрде сәйкес келуін (толықтыруын) комплементарлық деп атайды. Сонымен, ДНҚ екі спиралді тізбектен тұрады, егер бip тізбекте орналасқан азоттық негіздер белгілі болса, екінші тізбектегі азоттық негіздерді комплементарлық принциппен анықтауға болады. ДНҚ-ның өзін-өзі екі еселеуі осы құрылысына негізделген. ДНҚ барлық тірі организмдердің болашақ ұрпағының құрылысы, дамуы және жеке белгілері туралы биол. мәліметті сақтап, оларды жаңадан пайда болатын клеткаларға бұлжытпай «жазу» жүйесінің негізі болып табылады. ‎ 1940 жылдың аяғында америкалық биохимик Э.Чаргафф (1905 ж.т.) әр түрлі организмдердің ДНҚ молекуласына талдау жасап, оның құрамындағы А мен Т, Г мен Ц негіздерінің молярлық мөлшері тең екенін көрсетті (бұны Чаргафф ережесі деп атайды). ‎

РНҚ-тобы

Өте ұсақ органелла, екі суббөліктен тұрады, үлкен және кіші. Нәруыз және шамамен аздаған мөлшерде РНҚ болады. Рибосома аздаған мөлшерде митохондрияда болады (өсімдік хлоропластарында).

Нәруыз синтезіне қатысады, Рибосома ЭТ бірігіп жатады және цитоплазмада бос жатады.Көптеген рибосомалар бірігіп полирибосома (полисома) түзеді, осы түзілген бірдей жіп тәрізділер Матрицалық РНҚ д/а.

РНҚ-ның түрлері, оның құрылысы мен функциясыНуклеин қышқылының екінші түpi РНҚ. РНҚ 6ip тізбектен тұрады, оның мономерлері де нуклеотидтер. Олар А, У, Г, Ц. Егер ДНҚ мөлшері жасуша құрамында тұрақты болса, ал РНҚ-ның мөлшері ауытқып отырады (лабилді). РНҚ ақуыз синтезі қарқынды жүретін жасушаларда көп.РНҚ-ның 3 түpi бар:1. рибосомалді - РНҚ (р-РНҚ)2. ақпаратты - РНҚ (а-РНҚ)3. тасымалдаушы - РНҚ (т-РНҚ)

РНҚ — мономерлері рибонуклеотидтер болатын полимер. ДНҚ-мен салыстырған кезде РНҚ екі тізбек емес бір полинуклеотидті тізбекпен жасалған (кейбір РНҚ-cы бар вирустардың екі тізбекті РНҚ-cы болады). РНҚ нуклеотидтері өзара сутектік байланыс жасауға қабілетті. РНҚ тізбектері ДНҚ тізбектерінен айтарлықтай қысқа.

Ген тобы

Нуклеин қышқылдарының алуан түрлілігі олардың құрамына кіретін нуклеотидтердің мөлшері мен сапасына байланысты.   Академик А. Н. Белозерскийдід лабораториясында жоғары және төменгі сатыдағы әр түрлі өсімдіктердің, жануарлар мен микроорганизмдердін, клеткаларынан алынған ДНК мен РНК-ның құрамы зерттелді. 

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) менгуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы. Нуклеин қышқылдарында мономерлік қалдықтар (нуклеотидтер) өзара фосфодиэфирлік байланыспен байланысқан. ДНҚ барлық тірі организмдердің болашақ ұрпағының құрылысы, дамуы және жеке белгілері туралы биол. мәліметті сақтап, оларды жаңадан пайда болатын клеткаларға бұлжытпай «жазу» жүйесінің негізі болып табылады. ДНК клеткада генетикалық информацияны сақтаушы қызметін атқарады. Бактериялардың түр езгерісіндегі ДНК-ның  ДНК қос тізбегінің бір бөлігі маңызын алғаш рет 1944 жылы Эвери, Мак-Карти және Мак-Леод ашып көрсетті. 1953 жылы Уотсон мен Крик рентгендік анализ жасау және басқа да мәліметтер негізінде ДНК молекуласының моделін құрастырды, Олардың моделі бойынша ДНК молекуласы бір оське бағытталған спираль тәрізді айнала оралған екі комплементарлық тізбек болып табылады. Әрбір тізбек кәдімгі полинуклеотид болып саналады, онда нуклеотидтер фосфор қышқылының қалдықтары арқылы өзара байланысқан. Спиральдағы полинуклеотидтердің екі тізбегі бір-біріне азот негіздері жағынан бағытталған. Сол себептен қос тізбекті спиральдың ішінде азот негіздері орналасады. Углевод пен фосфат топтары спиральдың сыртына орналасады. Бұл жағдайда бір тізбектің негіздері жоғарыда айтылғандай сутектік байланыстар арқылы екінші тізбектің негіздерімен байланысқан. Тізбектер комплементарлы болып келетіндіктен, тізбектердің біріндегі негіздердің орналасу реті әр түрлі болуы мүмкін, бірақ екінші тізбектегі негіздердің орналасу реті бірінші тізбектегі негіздердің орналасу ретіне сәйкес келуі тиіс. Бір тізбектегі аденин екінші тізбектегі тиминмен, гуанин цитозинмен байланысады. 

ДНҚ реплекациясында басты рөлді –ДНҚ полимераза фермент атқарады. ДНҚ синтезіне келетін болсақ бұл процесс қос тізбектің белгілі бір бөлікте ажырап, реплекациялық айыр құрылуынан басталады.

ДНҚ –ның қос тізбегі бір біріне 5-3 оған қарсы 3-5 антипараллельді болғандықтан, ДНҚ-полимераза ІІІ ферментті (сүтқоректілерде ДНҚ полимераза α) жаңа тізбекті тек 5-3 бағытында ғана синтездейді, демек, ДНҚ тізбегінің әрқайсысының реплекациясы жеке жүреді.

Олай болса, ДНҚ полимераза ДНҚ-ның 3-5 бағытындағы тізбегін үздіксіз синтездей алады. Өйткені матрицалық тізбектің соңы бос 3-ОН тобынан бастаған, дәл осы соңғы бөлікке ғана өсетін ДНҚ тізбегінің келесі нуклеотиді комплементарлық ережеге сәйкес қосыла алады. Бұл тізбектің синтезделуі екінші тізбекке қарағанда сәл ерте басталады, сол себептен ол «бастаушы» тізбек деп атайды. ДНҚ –ның екінші бағытындағы тізбектің синтезі («артта қалған») үзілмелі жүреді. Синтез 5 -3 қарай бағытталады Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) — жоғары молекулалық байланыс; нуклеин қышқылдарының типі. Табиғатта кеңінен таралған. РНҚ-ның көмірсу бөлігінде рибоза қанты, ал азотты негіздері ретінде аденин, гуанин, цитозин және урацил болады .Орналасуы, Ядро мен цитоплазмада. Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) — жоғары молекулалық байланыс; нуклеин қышқылдарының типі. Табиғатта кеңінен таралған. РНҚ-ның көмірсу бөлігінде рибоза қанты, ал азотты негіздері ретінде аденин, гуанин, цитозин және урацил болады.

Рибонуклеин қышқылдары рибосомалық (рРНҚ), ақпараттық (аРНҚ) және тасымалдаушы (тРНҚ) болып бөлінеді. Рибонуклеин қышқылы тізбегі бірнеше ондаған нуклеотидтерден бірнеше мыңдаған нуклеотидтерге дейін созылатын біржіпшелі полинуклеотидтерден тұрады. Организмде РНҚ ақуыздармен кешенді байланысқан рибонуклеотидтер түрінде болады. РНҚ генетикалық ақпараттың жүзеге асуы мен ақуыз синтезіне қатысып, барлық тірі организмдерде аса маңызды биологиялық рөл атқарады. Көптеген вирустарда РНҚ-н жалғыз нуклеинді компонент (құраушы) құрайды. Осындай РНҚ вирустарда РНҚ биосинтезімен қатар ДНҚ биосинтезінде де матрица рөлін атқара алады (кері транскриптаза). Бактериялар, өсімдіктер және жануарлар жасушаларында құрылымы, метаболизмі және биол. қызметтері әр түрлі РНҚ типтері кездеседі. Мысалы, рРНҚ рибосоманың құрамына еніп, жасушадағы РНҚ-ның негізгі массасын құрайды және көлемі, құрылымы түрлі организмдерде әр түрлі болады. Клеткада негізінен рРНҚ-да ақуыздың биосинтезі жүреді; тРНҚ жасушада амин қышқылдары қалдықтарын жалғастырып алып, оны ақуыз синтезі өтіп жатқан жерге тасымалдайды. Әрбір амин қышқылының өзіне сай арнайы тРНҚ (әдетте бірнеше) болады. Барлық тРНҚ жоңышқа жапырағына ұқсас макромолекулалы құрылымға ие. Олардың рибосомаға және аРНҚ-на жабысатын, үш нуклеотидтен тұратын (антикодон) және амин қышқылы қалдығын жалғастыратын аймақтары бар. РНҚ-ның барлық түрлері жасушада ДНІ матрицасында синтезделеді, соның нәтижесінде ДНҚ-ндағы дезоксирибонуклеотидтер тізбегінде комплементарлы рибонуклеотидтер тізбегі құрастырылады, мұны транскрипция процесі деп атайды. Клетка ядросында матриц. РНҚ-ның (мРНҚ) бастамасы болып келетін алып молекулалар табылған, олардың көп бөлігі ядрода ыдырайды да, аз бөлігі цитоплазмаға өтіп, нағыз мРНҚ-ын құрайды.

ДНҚ ның белгілі бөлігінен м-РНҚ көшірме жасап алуға қатысатын фермент РНҚ полимераза. Бұл м-РНҚ тізбегін синтездеуге қатысады.

м-РНҚ синтезін тездететін фермент РНҚ трнаскриптаза ферменті.

Бұл процесте ДНҚ-ға тәуелді РНҚ полимераза ферменті басты рөл атқарады.

ДНҚ-мен салыстырған кезде РНҚ екі тізбек емес бір полинуклеотидті тізбекпен жасалған (кейбір РНҚ-cы бар вирустардың екі тізбекті РНҚ-cы болады). РНҚ нуклеотидтері өзара сутектік байланыс жасауға қабілетті. РНҚ тізбектері ДНҚ тізбектерінен айтарлықтай қысқа