დნმ ნუკლეოტიდები: რა არის ისინი, მახასიათებლები და ფუნქციები

ადამიანის გენომის პროექტი, რომელიც 1990 წელს დაიწყო 3 მილიარდი დოლარის ბიუჯეტით, დაისახა გლობალური მიზანი. დააფიქსირეთ ქიმიური ბაზები, რომლებიც წარმოქმნიან ჩვენს დნმ-ს და დაადგინეთ ყველა გენი, რომელიც იმყოფება ამ სახეობის გენომში ადამიანის. თანმიმდევრობა დასრულდა 2003 წელს, 13 წლის შემდეგ.

ამ ტიტანური მოლეკულური და გენეტიკური მუშაობის წყალობით, ჩვენ ახლა ვიცით, რომ ადამიანის გენომი შეიცავს დაახლოებით 3000 მილიონ ბაზის წყვილს და 20000-25000 გენს. მიუხედავად ამისა, ჯერ კიდევ ბევრი რამ არის აღსაწერი, რადგან არ არის ცნობილი გენეტიკური ინფორმაციის თითოეული ნაწილის ფუნქციები, რომლებიც დაშიფრულია ჩვენს თითოეულ უჯრედში.

როგორც მეცნიერები იკვლევენ, ფართო მოსახლეობა სულ უფრო და უფრო აცნობიერებს რა არის გენეტიკა მეცნიერება, რომელიც სწავლობს მოლეკულების იმ ანბანს, რომელიც აწესრიგებს და კოდირებს მემკვიდრეობას და ჩვენს თითოეულ ფუნქციას სასიცოცხლო. ჩვენ არაფერი ვართ ჩვენი გენების გარეშე და, მიუხედავად იმისა, რომ ისინი შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს, მთელი ცოცხალი მასალა მათი დამსახურებაა. ვინაიდან ცოდნას თავიდანვე დაწყების გარეშე ვერ შევიძინებთ, ამ სტატიაში წარმოგიდგენთ

ბაზალური სტრუქტურა, რომელიც კოდირებს ჩვენს არსებობას: დნმ ნუკლეოტიდები.

• დაკავშირებული სტატია: "განსხვავებები დნმ-სა და რნმ-ს შორის"

რა არის ნუკლეოტიდი?

ნუკლეოტიდი განისაზღვრება, როგორც ორგანული მოლეკულა, რომელიც წარმოიქმნება ნუკლეოზიდის (პენტოზა + აზოტოვანი ფუძე) და ფოსფატის ჯგუფის კოვალენტური კავშირით.

ნუკლეოტიდების თანმიმდევრობა არის საკუთარი გენეტიკური სიტყვა, რადგან მისი რიგით კოდირებულია ცილების სინთეზი უჯრედული აპარატის მიერ და, შესაბამისად, ცოცხალი არსების მეტაბოლიზმს. მაგრამ ნუ გავუსწრებთ საკუთარ თავს: ჩვენ ვაპირებთ პირველ რიგში ყურადღება გავამახვილოთ თითოეულ ნაწილზე, რომელიც წარმოშობს ამ უნიკალურ მოლეკულას.

1. პენტოზა

პენტოზები არის მონოსაქარიდები, მარტივი ნახშირწყლები (შაქარი), რომლებიც წარმოიქმნება 5 ნახშირბადის ატომისგან შემდგარი ჯაჭვით. ერთად, რომლებიც ასრულებენ მკაფიო სტრუქტურულ ფუნქციას. პენტოზა შეიძლება იყოს რიბოზა, რომელიც წარმოშობს რიბონუკლეოზიდს, რნმ-ის ძირითად სტრუქტურას. მეორეს მხრივ, თუ რიბოზა კარგავს ჟანგბადის ატომს, წარმოიქმნება დეზოქსირიბოზა, პენტოზა, რომელიც არის დეზოქსირიბონუკლეოზიდის ნაწილი, დნმ-ის ძირითადი სტრუქტურა.

2. აზოტის ბაზა

როგორც უკვე ვთქვით, პენტოზა და აზოტოვანი ფუძე წარმოშობს რიბონუკლეოზიდს ან დეზოქსირიბონუკლეოზიდს, მაგრამ რა არის ფუძე? აზოტოვანი ფუძეები არის ციკლური ორგანული ნაერთები, რომლებიც მოიცავს ორ ან მეტ აზოტის ატომს. მათში ნაპოვნია გენეტიკური კოდის გასაღები, რადგან ისინი ასახელებენ თითოეულ ნუკლეოტიდს, რომლის ნაწილიც ისინი არიან.. ამ ჰეტეროციკლური ნაერთების 3 ტიპი არსებობს:

პურინის აზოტოვანი ფუძეები: ადენინი (A) და გუანინი (G). ორივე დნმ-ის და რნმ-ის ნაწილია. პირიმიდინის აზოტოვანი ფუძეები: ციტოზინი (C), თიმინი (T) და ურაცილი (U). თიმინი უნიკალურია დნმ-სთვის, ხოლო ურაცილი უნიკალურია რნმ-სთვის.

იზოალოქსინის აზოტოვანი ფუძეები: ფლავინი (F). ის არ არის დნმ-ის ან რნმ-ის ნაწილი, მაგრამ ასრულებს სხვა პროცესებს.

ამრიგად, თუ ნუკლეოტიდი შეიცავს თიმინურ ფუძეს, მას პირდაპირ უწოდებენ (T). აზოტოვანი ფუძეები არის ის, ვინც ასახელებს იმ თანმიმდევრობებს, რომლებიც ყველას გვინახავს დაფაზე ან ინფორმაციულ სამეცნიერო მასალაზე ჩვენი ცხოვრების რაღაც მომენტში. Მაგალითად, GATTACA არის 7 ნუკლეოტიდის დნმ-ის თანმიმდევრობის მაგალითი, თითოეულს აქვს ფუძე, რომელიც მის სახელს აძლევს..

• შეიძლება დაგაინტერესოთ: "მენდელის 3 კანონი და ბარდა: აი რას გვასწავლიან"

3. ფოსფატის ჯგუფი

ჩვენ უკვე გვაქვს სრული ნუკლეოზიდი, რადგან ჩვენ აღვწერეთ პენტოზა, რომელიც გლიკოზიდური ბმაით არის დაკავშირებული A, G, C და T ერთ-ერთ ფუძესთან. ახლა ჩვენ მხოლოდ ერთი ნაერთი გვჭირდება იმისათვის, რომ ნუკლეოტიდი მთლიანად გვქონდეს: ფოსფატის ჯგუფი.

ფოსფატის ჯგუფია პოლიატომური იონი, რომელიც შედგება ცენტრალური ფოსფორის (P) ატომისგან, რომელიც გარშემორტყმულია ოთხი იდენტური ჟანგბადის ატომით ტეტრაედრული განლაგებით. ატომების ეს კომბინაცია აუცილებელია სიცოცხლისთვის, რადგან ის არის დნმ-ისა და რნმ-ის ნუკლეოტიდების ნაწილი, მაგრამ ასევე იმ ნუკლეოტიდების, რომლებიც ატარებენ ქიმიურ ენერგიას (ATP).

ნუკლეოტიდი: ნუკლეოზიდი (ფუძე + პენტოზა) + ფოსფატის ჯგუფი

სიცოცხლის გაშიფვრა დნმ-ის ნუკლეოტიდების მეშვეობით

მთელი ეს ქიმიური ინფორმაცია შესანიშნავია, მაგრამ როგორ გამოვიყენოთ იგი პრაქტიკაში? ისე, პირველ რიგში, ეს უნდა გავითვალისწინოთ ყოველი სამი კოდირებული ნუკლეოტიდი ქმნის განსხვავებულ ფრაზას, რათა უზრუნველყოს ინფორმაცია თითოეული შეკრების შესახებ, რომელიც წარმოშობს პროტეინს.. ავიღოთ მაგალითი:

• ATT: ადენინი, თიმინი და თიმინი
• მოქმედება: ადენინი, ციტოზინი და თიმინი
• ATA: ადენინი, თიმინი და ადენინი

ეს სამი ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა, რომლებიც კოდირებულია უჯრედის დნმ-ის ბირთვში, შეიცავს მითითებებს შეკრიბეთ ამინომჟავა იზოლეიცინი, რომელიც არის 20 ამინომჟავიდან ერთ-ერთი, რომელიც გამოიყენება ცილის სინთეზისთვის ფუნქციონალური. ჩვენ განვმარტავთ შემდეგს: ეს არ არის ის, რომ სამი თანმიმდევრობა აუცილებელია იზოლეიცინის ასაწყობად, მაგრამ სამივე ურთიერთშემცვლელია, რადგან ისინი ყველა კოდირებენ ამ ამინომჟავას (ჭარბი რაოდენობა).

პროცესის მეშვეობით, რომელიც აქ ძალიან არ გვაწუხებს, ფიჭური მანქანა ახორციელებს პროცესს, რომელსაც ეწოდება ტრანსკრიფცია, რომლის დროსაც ეს დნმ-ის ნუკლეოტიდის ტრიპლეტები ითარგმნება რნმ-ში. ვინაიდან აზოტოვანი ფუძე თიმინი არ არის რნმ-ის ნაწილი, თითოეული (T) უნდა შეიცვალოს A-თი (U). ამრიგად, ეს ნუკლეოტიდური სამეული ასე გამოიყურება:

• AUU
• ACU
• WUA

თუ უჯრედს ესაჭიროება იზოლეიცინი, რნმ, რომელიც ტრანსკრიბირებულია ამ სამი ტრიპტიდან რომელიმეს (ამჟამად კოდონებს უწოდებენ) გადაინაცვლებს უჯრედის ბირთვიდან მისი ციტოზოლის რიბოსომები, სადაც მათ მიიღებენ ბრძანებას ამინომჟავის იზოლეიცინის ინტეგრირება იმ ცილაში, რომელიც შენდება იმ მომენტში.

აზოტოვან ფუძეებზე დაფუძნებული ნუკლეოტიდური ენის მეშვეობით, სულ 64 კოდონის წარმოქმნა შეიძლება., რომელიც კოდირებს 20 ამინომჟავას, რომელიც აუცილებელია ცოცხალ არსებებში ნებისმიერი ცილის ასაშენებლად. უნდა აღინიშნოს, რომ იშვიათი შემთხვევების გარდა, თითოეული ამინომჟავა შეიძლება იყოს კოდირებული 2,3,4 ან 6 სხვადასხვა კოდონით. მაგალითად, იზოლეიცინის შესახებ ადრე ვნახეთ სამი შესაძლო ნუკლეოტიდის კომბინაცია.

ცილები, როგორც წესი, შედგება 100-დან 300-მდე ამინომჟავისგან.. ამრიგად, 100 მათგანისგან შემდგარი ცილა, რომელიც გამოთვლებს აკეთებს, დაშიფრული იქნება 300 კოდონით (ბაზის თითოეული ტრიპლეტი პასუხობს ამინომჟავას, გახსოვდეთ), რომელიც იქნება დნმ-ის გენომში არსებული 300 ნუკლეოტიდის ტრანსლაციის პროდუქტი. უჯრედი.

მოკლე განმარტება

ჩვენ გვესმის, რომ მთელი ეს მოულოდნელი ახსნა შეიძლება გარკვეულწილად თავბრუდამხვევი იყოს, მაგრამ გარწმუნებთ, რომ როგორც ქვემოთ წარმოგიდგენთ, დნმ-ის ნუკლეოტიდების ფუნქცია თქვენთვის უფრო ნათელი იქნება, ვიდრე წყალი.

ჩვენ უნდა დავინახოთ დნმ უჯრედის ბირთვში, როგორც წიგნებით სავსე უზარმაზარი ბიბლიოთეკა. თითოეული წიგნი არის გენი, რომელიც შეიცავს (ადამიანის შემთხვევაში) დაახლოებით 150 ასოს, რომლებიც არის ნუკლეოტიდები, რომლებიც მოწყობილია კონკრეტული მიზნით. ამრიგად, ამ ნუკლეოტიდის ყოველი სამი ასო ქმნის მოკლე ფრაზას.

დაუღალავი ბიბლიოთეკარი, ამ შემთხვევაში უჯრედის რნმ პოლიმერაზას ფერმენტი ცდილობს ერთ-ერთი წიგნის სიტყვები ხელშესახებ მასალად გარდაქმნას. ისე, ეს იქნება პასუხისმგებელი კონკრეტული წიგნის, კონკრეტული ფრაზის ძიებაზე და, რადგან სიტყვების დაწყება შეუძლებელია გვერდებიდან (დნმ არ შეიძლება გადავიდეს ბირთვიდან), ის დააკოპირებს შესაბამის ინფორმაციას თავის ფორმაში. რვეული.

„კოპირებული ფრაზები“ სხვა არაფერია, თუ არა დნმ-ის ნუკლეოტიდები, რომლებიც გარდაიქმნება რნმ-ის ნუკლეოტიდებად, ანუ კოდონებად. მას შემდეგ, რაც ეს ინფორმაცია გადაიწერება (ტრანსკრიფცია), მანქანა მზად არის შეაგროვოს თითოეულ სიტყვაში მოცემული ინფორმაცია შესაბამისად. ეს არის რიბოსომები, ადგილები, სადაც ცილები სინთეზირდება ამინომჟავების თანმიმდევრობით კონკრეტული თანმიმდევრობით. ასე უფრო ადვილია, არა?

Შემაჯამებელი

როგორც თქვენ შენიშნეთ, დნმ-ით დაშიფრული რთული პროცესების ახსნა თითქმის ისეთივე რთულია, როგორც მათი გაგება. ასეც რომ იყოს, თუ გვინდა, რომ შეინარჩუნოთ კონკრეტული წარმოდგენა მთელი ამ ტერმინოლოგიური კონგლომერატის შესახებ, ეს არის შემდეგი: ცოცხალი არსებების დნმ-ში არსებული ნუკლეოტიდების რიგი ცილების სწორი სინთეზის კოდირებულია, რომელიც ითარგმნება სხვადასხვა მეტაბოლურ პროცესებში და ჩვენი სხეულის თითოეულ ნაწილში, რომელიც განვსაზღვრავთ ჩვენ, რადგან ისინი წარმოადგენენ თითქმის ნებისმიერი ქსოვილის მშრალი წონის 50%-ს.

ამრიგად, დნმ-ის (გენოტიპის) ექსპრესია უჯრედული მექანიზმების საშუალებით წარმოშობს ჩვენს მახასიათებლებს. გარეგანი (ფენოტიპი), მახასიათებლები, რომლებიც გვაქცევს ისეთებს, როგორებიც ვართ, როგორც ინდივიდუალურად, ასევე სახეობა. ზოგჯერ უზარმაზარი ფენომენების ახსნა მდგომარეობს ბევრად უფრო მცირე საგნების გაგებაში.

ბიბლიოგრაფიული ცნობები:

• ნუკლეინის მჟავები, ვალენსიის უნივერსიტეტი.
• გენეტიკური კოდი, ადამიანის გენომის ეროვნული კვლევის ინსტიტუტი (NIH).
• ფოქს კელერი, ე. ვ. და. ლ. ი. ნ. (2005). ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობებიდან სისტემურ ბიოლოგიამდე. მეცნიერებები, (077).
• სპალვიერი, დეპუტატი. & როტენბერგი, რ.გ. (2004). გენომიკური მედიცინა: ერთი ნუკლეოტიდური პოლიმორფიზმისა და დნმ-ის მიკრომასივების გამოყენება. მედიცინა (ბუენოს აირესი), 64(6): გვ. 533 - 542.