Thành phần hóa học của nhiễm sắc thể: DNA, RNA (có sơ đồ)

Hai loại axit nucleic được gọi là axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA). Rất khó để kết luận, liệu một trong những chất này (protein hoặc axit nucleic) có chứa vật liệu di truyền hoặc vật liệu di truyền tồn tại trong một số kết hợp.

Thông thường chromatin bao gồm DNA, protein và RNA. Nhưng tỷ lệ phần trăm của họ khác nhau từ pha này sang pha khác. Ví dụ, thành phần hóa học của nhiễm sắc thể metaphase khác biệt rõ rệt so với nhiễm sắc thể xen kẽ, chứa DNA tương đối ít hơn nhưng nhiều protein và RNA hơn so với sau này.

Một lần nữa, một số vi khuẩn được tìm thấy chỉ với DNA. Rõ ràng thông tin di truyền được tìm thấy được mang bởi cả DNA và RNA; chúng được gọi là vật liệu di truyền chính. Trong hầu hết các sinh vật, thông tin di truyền được mã hóa trong DNA trong khi RNA tham gia vào việc chuyển đổi thông tin được mã hóa thành hành động. Trong trường hợp không có DNA, RNA phục vụ tất cả các chức năng.

Vật liệu di truyền phải có một số tính chất nhất định, có thể tóm tắt như sau:

(a) Vật liệu di truyền phải cực kỳ ổn định để có thể chịu được mọi sự tấn công từ các tác nhân vật lý và trao đổi chất, mặc dù những thay đổi không thường xuyên có thể xảy ra trong quá trình đột biến.

(b) Vật liệu này phải có khả năng tự sao chép với độ chính xác cao.

(c) Vật liệu này phải có khả năng chỉ đạo quá trình tổng hợp protein, thực hiện các hoạt động trong tế bào và tạo ra biểu hiện kiểu hình của gen.

(d) Cũng cần thiết rằng các phần khác nhau của vật liệu di truyền phải có thể thực hiện các chức năng khác nhau.

Như một vấn đề của thực tế, có rất nhiều hàng ngàn đặc điểm di truyền trong một sinh vật, mà bằng phương pháp kiểm soát di truyền có thể phân biệt với nhau. Tuy nhiên, vật liệu di truyền khác nhau từ cá thể này sang cá thể khác cũng như từ loài này sang loài khác.

DNA:

DNA được tạo thành từ bốn nucleotide khác nhau. Những nucleotide này là đơn vị của axit nucleic cho thấy một cơ sở hữu cơ nitơ, đường và phốt phát. Mỗi nucleotide chứa một phân tử đường, đặc biệt là deoxyribose; một nhóm phốt phát, axit photphoric; và một cơ sở hữu cơ - một hợp chất được hình thành bởi carbon, hydro, oxy và nitơ.

Đường và nhóm phốt phát giống hệt nhau trong mỗi nucleotide. Nhưng cơ sở hữu cơ trở nên khác nhau. Nó tạo thành với purine hoặc với pyrimidine. Một lần nữa, có hai loại bazơ purin - adenine (A) và guanine (G).

Cơ sở pyrimidine có thể có ba loại - Thymine (T), Cytosine (C) và Uracil (U). Bốn nucleotide được tìm thấy trong DNA là axit deoxyadenylic (hoặc deoxyadenylate), axit deoxyguanylic (hoặc deoxyguanylate), axit deoxycy tidy lie (hoặc deoxycytidylate) và deoxythymidylic (trên deoxythymidylic). Hàng ngàn và hàng ngàn các nucleotide này liên kết với nhau tạo thành một chuỗi phân tử DNA. Kết quả là, chuỗi polynucleotide được xây dựng trong đó hai nucleotide cho thấy một nhóm phốt phát ở giữa.

DNA là một phân tử dài và lớn có trọng lượng phân tử rất cao. Mỗi phân tử bao gồm hai sợi bổ sung, cuộn lại với nhau trong một chuỗi xoắn. Cấu trúc này được gọi là Mô hình DNA Watson - Crick. Các nucleotide luôn được tìm thấy được ghép nối - A tạo cặp với T và G với C.

Sau khi đo đạc cẩn thận, người ta đã phát hiện ra rằng số lượng DNA chính xác trong một tế bào vẫn giống nhau ở mọi tế bào trong một loài. Ngoại lệ duy nhất này là các giao tử hoặc tế bào mầm chứa một nửa số lượng DNA có trong các tế bào soma của nó.

Điều này chứng tỏ rằng DNA chắc chắn là vật liệu di truyền. Ngoài ra, bốn cơ sở của bảng chữ cái di truyền - A, G, T và C có thể tạo ra các kết hợp và trình tự khác nhau, từ đó mang lại nhiều thông điệp di truyền. Vì vậy, các gen là các phân đoạn của phân tử DNA được cấu tạo bởi các chữ cái của bảng chữ cái di truyền.

RNA:

DNA không thể tổng hợp protein trực tiếp, thay vào đó, nó đòi hỏi một chất trung gian để mang thông tin đến các chất tổng hợp hoạt động của các tế bào. Dịch giả và người kích hoạt thông điệp này là một axit nucleic khác được gọi là axit ribonucleic (RNA).

Thành phần của axit ribonucleic (RNA) có phần giống với axit Deoxyribonucleic / (DNA). Phân tử đường trong xương sống của nó sở hữu ribose thay vì deoxyribose. Các phosphate là như nhau. Ba trong số bốn cơ sở cũng giống nhau, adenine, guanine và cytosine.

Cơ sở thứ tư là uracil (U) chứ không phải thymine. Vì vậy, bảng chữ cái RNA là A, G, C và U thay vì A, G, C và T như trong DNA. Các nucleotide trong RNA là axit adenylic, axit guanylic, axit cytidylic và axit uridylic. RNA thường xuất hiện dưới dạng một chuỗi mặc dù RNA chuỗi kép không vắng mặt.

Axit ribonucleic (RNA) cũng là một phân tử hữu cơ lớn bao gồm một số lượng lớn các đơn vị tương tự được gọi là nucleotide. Mỗi nucleotide chứa một cơ sở nitơ, ribose và một nhóm phốt phát. Chuỗi RNA đơn cho thấy chuỗi xoắn kép vẫn được gấp ở giữa và xoắn quanh chính nó.

Sự tổng hợp thực tế của protein diễn ra trong các hạt nhỏ và được tìm thấy trong tế bào chất (vật liệu bên ngoài nhân tế bào). Các hạt nhỏ được gọi là ribosome, rất giàu RNA. Hai loại RNA được yêu cầu để tổng hợp protein, đó là RNA thông tin và RNA chuyển. RNA thông tin (mRNA) được tạo ra bởi DNA trong nhân. Nó là chuỗi đơn và được tổng hợp từ một chuỗi DNA trong nhân với sự hiện diện của enzyme RNA polymerase.

RNA thông tin sợi đơn này mang bản thiết kế để tổng hợp protein ra khỏi nhân và đi đến các ribosome và tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Trong quá trình phiên mã di truyền, mã di truyền của DNA được phiên mã thành chuỗi nucleotide của RNA thông tin.

RNA chuyển (tRNA) cũng được tổng hợp trong nhân và sau đó được vận chuyển đến tế bào chất. Đây là những đơn vị sợi nhỏ và nhiều trong số chúng được sản xuất và vận chuyển đến tế bào chất để hoạt động như các băng tải nhằm đưa các axit amin thích hợp vào các ribosome theo mã trong mRNA, để tổng hợp protein.

Thông tin di truyền chuyển đến vị trí tổng hợp protein từ DNA trong nhân của tế bào. Một chuỗi mRNA được tạo ra với chuỗi các bảng chữ cái di truyền cụ thể, cơ sở hữu cơ đã được áp đặt bởi một phần của DNA. Chuỗi này mang các hướng dẫn từ DNA, sau đó rời khỏi nhân và đi vào tế bào chất.

Các hướng dẫn là các trình tự trong đó các axit amin được gắn với nhau để tạo thành một protein hoàn chỉnh, hoạt động. TRNA được cho là một phân tử tương đối nhỏ, cần thiết để kích hoạt các axit amin. Mỗi axit amin trở nên gắn vào cuối của một phân tử tRNA.

Bước này tạo ra một loạt các axit amin kích hoạt mà không có bất kỳ trình tự. MRNA trở nên liên kết với các axit amin được kích hoạt nhưng không có thứ tự. Trong thực tế, các axit amin được đưa vào trình tự cụ thể theo trình tự các bazơ mà mRNA mang đến các ribosome từ DNA. Các axit amin được liên kết thành một protein trong chuỗi, cuối cùng được xác định bởi DNA. Các tRNA bị loại bỏ và kết quả là một phân tử protein hoàn chỉnh cũng như hoạt động được phát triển.

Có thể kết luận rằng các gen là đơn vị di truyền nằm trong nhiễm sắc thể. Các nhiễm sắc thể bao gồm chủ yếu là protein, DNA và một lượng nhỏ RNA. Sự sao chép DNA thường được theo sau bởi sự phân chia tế bào trong khi quá trình tổng hợp RNA luôn được liên kết với DNA có trong nhiễm sắc thể.

Nó có nghĩa là, sự tổng hợp RNA phụ thuộc vào DNA. Người ta cũng biết rằng các loại RNA khác nhau (mRNA và tRNA) là bổ sung cho các đoạn khác nhau của DNA nhiễm sắc thể; thông tin để tổng hợp protein nhiễm sắc thể được cung cấp bởi DNA. Tất cả những điều này cho thấy rằng DNA là vật liệu di truyền quan trọng nhất trong khi RNA nằm bên cạnh nó.