معلومة

لماذا ديوكسيريبوز للحمض النووي والريبوز للحمض النووي الريبي؟

لماذا ديوكسيريبوز للحمض النووي والريبوز للحمض النووي الريبي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لماذا يتكون الحمض النووي من الديوكسيريبوز والحمض النووي الريبي من الريبوز؟ لماذا لا يستطيع كلاهما استخدام الريبوز أو الديوكسيريبوز؟ أعتقد أن الديوكسيريبوز يعطي ميزة في تخزين الجينات ، ومن الأفضل التعامل مع وظيفة الحمض النووي والريبوز خارج النواة ... ولكن لماذا؟


سؤال جميل يؤدي إلى أساسيات الحمض النووي والـ RNA.

الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) هو جوهر الحياة على الأرض ، فكل كائن حي معروف يستخدم الحمض النووي باعتباره العمود الفقري الجيني. يعد الحمض النووي ثمينًا وحيويًا بالنسبة إلى حقيقيات النوى لدرجة أنه يتم تخزينه في نواة الخلية ، ويتم نسخه ولكن لم يتم إزالته أبدًا لأنه لا يترك سلامة النواة أبدًا. يوجه DNA كل نشاط الخلية عن طريق تفويضه إلى RNA. يمتلك الحمض النووي الريبي (Ribonucleic acid) نوعًا مختلفًا من الأدوار البيولوجية في ترميز الجينات وفك تشفيرها وتنظيمها والتعبير عنها. ينقل الحمض النووي الريبي الرسائل من نواة الخلية إلى السيتوبلازم.

إن بنية نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي تشبه إلى حد بعيد بنية نيوكليوتيدات الحمض النووي ، مع الاختلاف الرئيسي هو أن العمود الفقري لسكر الريبوز في الحمض النووي الريبي يحتوي على مجموعة هيدروكسيل (-OH) لا يمتلكها الحمض النووي. هذا يعطي الحمض النووي اسمه: الحمض النووي يرمز إلى حمض الديوكسي ريبونوكلييك. اختلاف ثانوي آخر هو أن الحمض النووي يستخدم قاعدة الثايمين (T) بدلاً من اليوراسيل (U). على الرغم من أوجه التشابه البنيوية الكبيرة ، يلعب كل من DNA و RNA أدوارًا مختلفة تمامًا عن بعضهما البعض في الخلايا الحديثة.

http://exploringorigins.org/rna.html

يمتلك الحمض النووي الريبي ثلاث خصائص رئيسية تختلف عنه في الحمض النووي

  • الحمض النووي الريبي غير مستقر للغاية ويتحلل بسرعة.
  • يحتوي الحمض النووي الريبي على اليوراسيل بدلاً من الثايمين
  • يكون الحمض النووي الريبي دائمًا تقريبًا واحدًا تقطعت به السبل.

يستخدم DNA و RNA سكر الريبوز كعنصر رئيسي في تركيبتهما الكيميائية ، وسكر الريبوز المستخدم في الحمض النووي هو deoxyribose ، بينما يستخدم RNA سكر الريبوز غير المعدل.

ريبوز وديوكسيريبوز


من التين أعلاه يمكننا أن نرى أن الاختلاف الرئيسي بين الجزيئين هو وجود OH في ريبوز (2 'ذيل) وغياب في deoxyribose. هناك اختلاف في ذرة أكسجين واحدة حيث يقف الاسم دي أوكسي ريبوز. يحتوي كل من Ribose و deoxyribose على ذرة أكسجين (O) وذرة هيدروجين (H) (مجموعة OH) في مواقعهم الثلاثة. تعتبر مجموعات OH شديدة التفاعل بطبيعتها ، لذا فإن ذيل 3 'OH مطلوب لتكوين روابط phosphodiester بين النيوكليوتيدات في كل من ذرات الريبوز و deoxyribose.


إجابة

يعد الحمض النووي جزيءًا مهمًا لذا يجب حمايته من التحلل والتفاعلات الأخرى. يعد عدم وجود أكسجين واحد هو المفتاح لإطالة عمر الحمض النووي. عندما يكون الأكسجين 2 'غائبًا في deoxyribose ، تقل احتمالية مشاركة جزيء السكر في التفاعلات الكيميائية (تشتهر الطبيعة العدوانية للأكسجين في التفاعلات الكيميائية). لذلك عن طريق إزالة الأكسجين من جزيء الديوكسيريبوز ، يتجنب الحمض النووي الانهيار. من وجهة نظر الحمض النووي الريبي ، فإن الأكسجين مفيد ، على عكس الحمض النووي ، فإن الحمض النووي الريبي هو أداة قصيرة المدى تستخدمها الخلية لإرسال الرسائل وتصنيع البروتينات كجزء من التعبير الجيني. ببساطة يتحدث mRNA (Messenger RNA) له واجبات تشغيل الجينات وإيقافها ، عندما يتم عمل الجين المطلوب وضعه على mRNA وإبقائه بعيدًا ، تتم إزالة mRNA. وبالتالي تُستخدم مجموعة OH في 2 لتحلل الحمض النووي الريبي بسرعة مما يجعل الجينات المصابة في حالة إيقاف.

أخيرا، يتم وضع سكر الريبوز في الحمض النووي الريبي (RNA) لتحللها بسهولة ويستخدم الحمض النووي سكر الديوكسيريبوز لإطالة العمر.

مراجع

لحم وعظام الأيض - ماريك هـ. دومينيكزاك

علم الوراثة للدمى - تارا رودين روبنسون


إضافة إلى إجابة جفريك بناءً على التعليقات. تتضمن معظم آليات تحلل الحمض النووي الريبي المحفزة بواسطة RNAses مختلفة (RNAse-A و RNAse-S ، على سبيل المثال) ، 2'-OH. لذلك فإن ذخيرة RNAs انتقائية تجاه RNA وليس DNA بسبب 2'-OH.


لماذا الحمض النووي للمادة الجينية؟

أعتقد أن الإجابة الصحيحة والكافية على هذا هي الإجابة المتكررة بشكل متكرر بحيث يصعب العثور على المصدر الأصلي. على سبيل المثال ، كتب جي إف جويس في مقال نشر في مجلة Nature عام 2002:

الميزة الأساسية للحمض النووي على الحمض النووي الريبي كمادة جينية هي الاستقرار الكيميائي الأكبر للحمض النووي ، مما يسمح بجينومات أكبر بكثير تعتمد على الحمض النووي.

للتوسع ، فإن الحمض النووي الريبي غير مناسب للجينومات الكبيرة لأن 2'-OH من الريبوز (من الواضح أنه غائب من 2'-dexoyribose من الحمض النووي) يجعل رابطة فسفودايستر عرضة للتحلل المائي القلوي (انظر الشكل المقتبس من مقالة ويكيبيديا).

سيحدث هذا ببطء عند الأس الهيدروجيني 7.6 ، ولكن بمعدل يُحسب أنه كافٍ لتحلل 1000 نيوكليوتيد RNA في حوالي 70 يومًا. وهذا يفسر سبب امتلاك جميع فيروسات الحمض النووي الريبي جينومات صغيرة (ولماذا يتم تجزئة بعضها ، مثل فيروس الإنفلونزا).

لماذا RNA لوظائف إعلامية أخرى؟

هناك مجموعة متنوعة من مخصصة الحجج هنا ، ولكن لا شيء قاطع مثل الحجة أعلاه للحمض النووي. ويرجع ذلك جزئيًا إلى وجود مجموعة متنوعة من الوظائف التي يؤديها الحمض النووي الريبي - يمكن للمرء أن يقدم حججًا مختلفة لكل منها. قبل توضيح النقطة التي لا أعتقد أنها تم توضيحها أعلاه ، أود أن أقول إن الحمض النووي الريبي على الأرجح سبقه في الحمض النووي (سواء كان يعتقد أو لا يعتقد أنه سبق البروتين) وأنه يجب أن تكون هناك ميزة انتقائية للكائنات الحية للتحول منها RNA إلى DNA. يمكن للمرء أن يرى ذلك في الجينوم ، ولكن ليس للوظائف الأخرى.

تنطبق هذه الحجة أيضًا على التحفيز ، ولكن بطريقة مختلفة قليلاً. إذا كانت إنزيمات الحمض النووي الريبي (الريبوزيمات) مسبقة الإنزيمات البروتينية ، فقد تم التخلص من معظم الريبوزيمات لأن إنزيمات البروتين أكثر كفاءة والكائنات التي طورتها كانت في ميزة. أولئك الذين تركوا مرتبطين بشكل وثيق مع RNA بحيث كان من الصعب استبدال البروتينات. لذا فإن الإجابات على هذا السؤال حول عدم قدرة الحمض النووي على استبدال الحمض النووي الريبي التحفيزي ، على الرغم من صحتها ، تبدو لي هامشية السؤال العام لوظيفة الحمض النووي الريبي.

الوظيفة المركزية للحمض النووي الريبي هي بالتأكيد في تخليق البروتين - الرنا المرسال ، الرنا الريباسي ، الرنا المرسال. الشيء الوحيد الذي ربما تشترك فيه هذه الأشياء هو هيكل ثلاثي الأبعاد يختلف عن اللولب المزدوج الممتد. (نعم ، يحتوي mRNA على بنية ثلاثية أيضًا.) يفسح الحمض النووي الريبي نفسه بسهولة أكبر لمثل هذه الهياكل لأن الاختلاف الكيميائي بين الريبوز و deoxyribose يؤدي إلى بنية حلزونية مختلفة (A-helix) عن بنية DNA (B-helix). اقتبس من فورر وآخرون.:

إن وجود مجموعة الريبوز 2'-hydroxyl في RNA يولد تفضيلًا لـ C3'-إندو التجعيد ، وبالتالي توفير العامل الحاسم للاختلافات في التشكل ، والترطيب والاستقرار الديناميكي الحراري بين RNA الكنسي وحلزون الحمض النووي.

(صورة من نيل هنريكسن تظهر C3'- و C2'-إندو تجعد ريبوز. C2'-إندو تم العثور على التجعد في deoxyribose في حلزون B-DNA.)

يشتمل حلزون RNA A على اقتران أساسي أقل صرامة من DNA B-helix (ومن ثم تكرار الخطأ الأكبر في تكرار جينومات فيروس RNA) ، والذي ينعكس أيضًا في الاقتران الأساسي غير WC في الرنا الريباسي و الرنا الريباسي. (يجب أيضًا ذكر وجود U في RNA ، بدلاً من T في DNA - توجد أزواج قاعدة GU بشكل متكرر في الرنا الريباسي).


في الأساس ، يرجع السبب في ذلك إلى أن الحمض النووي كاره للماء لدرجة أنه لا يحفز بشكل كبير التفاعلات في المحاليل المائية.

الحمض النووي الريبي أقل كارهة للماء وبالتالي أكثر قدرة على تحفيز التفاعلات المائية ، لكن نفس التفاعل يعني أنه أكثر عرضة للتدهور وبالتالي أقل ملاءمة من الحمض النووي لتخزين الجينات.

الحمض النووي الريبي هو أكثر قطبية وبالتالي أقل كاره للماء من الحمض النووي بسبب زيادة قطبية مجموعة الهيدروكسيل الإضافية في الريبوز مقارنةً بنزع الأكسجين الريبوز.

وهذا يعني أن الحمض النووي أكثر استقرارًا من الحمض النووي الريبي ، لأنه يصعب فصل الخيوط لأنها أكثر انجذابًا لبعضها البعض من المياه المحيطة. نظرًا لأنه أكثر استقرارًا ، فهو أكثر ملاءمة لتخزين التسلسلات الجينية مع تدهور أقل من RNA.

ولكن نظرًا لأن الحمض النووي مستقر جدًا ، فإنه يتطلب قدرًا كبيرًا من الآلات فقط لفصل الخيوط وإبقائها منفصلة عند الحاجة إليها. لذلك فمن غير المحتمل أن يكون الحمض النووي هو المادة الجينية الأصلية التي نشأت من خلال كيمياء حيوية أبسط بكثير.

من الأسهل فصل الحمض النووي الريبي كونه أكثر قطبية. كما أنه على عكس الحمض النووي يمكنه في الواقع تحفيز مجموعة متنوعة من التفاعلات التي تتطلب فقط الحمض النووي الريبي وبعض الكيمياء الحيوية مثل الأيونات المعدنية أو الأحماض الدهنية البسيطة.

على سبيل المثال ، يمكن للمجموعة الأولى intron أن تحفز نقل الإلكترون الفردي في وجود أيونات الحديد (II). ويمكنه تحفيز استئصاله من قسم من الحمض النووي الريبي باستخدام الحديد (II) أو أيونات المغنيسيوم الأكثر شيوعًا. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3365117/

في الواقع ، في كل عملية بيولوجية محفوظة للغاية تقريبًا ، ستجد كيمياء RNA متبقية إن لم تكن قطعًا صغيرة من RNA محتفظ بها ببروتينات تقوم برفع الأحمال الثقيلة. يؤدي هذا إلى فرضية عالم الحمض النووي الريبي (RNA) ، والتي تفترض أن الحمض النووي الريبي ظهر قبل الحمض النووي وقبل البروتينات. https://www.youtube.com/watch؟v=U6QYDdgP9eg

لكن كونه أسهل لفصل الحمض النووي الريبي هو أكثر عرضة للتحلل بواسطة الكواشف المائية ، وكونه أقل استقرارًا يكون أقل ملاءمة لتخزين الجينات دون تدهور. لذلك إذا وجد كائن حي طريقة لتحويل الحمض النووي الريبي الخاص به إلى الحمض النووي للتخزين والعودة مرة أخرى ، فسيكون له ميزة انتقائية كبيرة.

قد تكون هذه الآلية بسيطة مثل البروتين أو الريبوزيم الذي يمكن أن يمسك الحمض النووي بشكل تفضيلي مع الحمض النووي الريبي. ثم يمكن للآليات العادية لربط الخيوط أن تعمل على حد سواء لإنتاج DNA من قوالب RNA و RNA من قوالب DNA.

بمرور الوقت ، ستظهر إصدارات متخصصة للقيام بكل مهمة ، ولكن كل منها يعتمد على آلية التثبيت الأصلية ، والتي يمكن أن تكون مبنية على آلية ligase. يوجد اليوم عدد من جزيئات الحمض النووي الريبي (DNA) الصغيرة ذات الصلة العالية والرنا RNAs المرتبطة بالعديد من العمليات المماثلة. ابحث عن بنية الحمض النووي الريبي ووظيفته وتمييزه بواسطة آنا ماري بايل على iBioseminars.

أود ربط المزيد ، لكن ليس لدي السمعة. ولكن انظر أيضًا "أصل الشفرة الوراثية" بواسطة cdk007 في نفس السلسلة. يوجد أيضًا 3 مقاطع فيديو ممتازة حول التولد الذاتي ، و RNA وحويصلات الأحماض الدهنية "الخلايا الأولية" بواسطة Jack Szostak حول علم الإيبولوجيا. فقط ابحث عنها.


6.2: DNA و RNA

  • بمساهمة سوزان واكيم وأمبير مانديب جريوال
  • أساتذة (البيولوجيا الجزيئية الخلوية وعلوم النبات) في كلية بوت

هذا الشاب لديه شعر أحمر طبيعي. لماذا هذا الشعر أحمر بدلاً من لون آخر؟ وبشكل عام ، ما الذي يسبب حدوث سمات معينة؟ يوجد جزيء في البشر ومعظم الكائنات الحية الأخرى المسؤولة إلى حد كبير عن سماتها. الجزيء كبير وله هيكل حلزوني في حقيقيات النوى. ما هو الجزيء؟ بهذه التلميحات ، ربما تعلم أن الجزيء هو DNA.

الشكل ( فهرس الصفحة <1> ): الشعر الأحمر


تتكون الأحماض النووية من نيوكليوتيدات مرتبطة. يشمل الحمض النووي السكر و deoxyribose جنبًا إلى جنب مع مجموعات الفوسفات ومجموعات الثايمين والسيتوزين والجوانين والأدينين. يشمل الحمض النووي الريبي السكر والريبوز مع مجموعات الفوسفات ومجموعات من اليوراسيل والسيتوزين والجوانين والأدينين.

الحمض النووي والحمض النووي الريبي هما أحماض نووية وتشكلان التعليمات الجينية للكائن الحي. تسمى مونومراتهم النيوكليوتيدات، والتي تتكون من وحدات فرعية فردية. تتكون النيوكليوتيدات من سكر 5-كربون (بنتوز) ، فوسفات مشحون و a قاعدة نيتروجينية (الأدينين ، الجوانين ، الثايمين ، السيتوزين أو اليوراسيل). كل كربون من البنتوز له تعيين موقع من 1 إلى 5. أحد الاختلافات الرئيسية بين DNA و RNA هو أن DNA يحتوي على deoxyribose و RNA يحتوي على ribose. السمة التمييزية بين هذه البنتوز هي في الموضع 2 & رئيس حيث يتم استبدال مجموعة الهيدروكسيل في الريبوز بالهيدروجين.

الحمض النووي له بنية حلزونية مزدوجة. ترتبط خيوطان متوازيتان بروابط هيدروجينية.

يوضح الفيديو التالي بنية وخصائص الحمض النووي.

الحمض النووي جزيء حلزوني مزدوج. ترتبط خصلتان متوازيتان ببعضهما البعض بواسطة روابط هيدروجينية. يشكل الأدينين 2 روابط H مع الثايمين. يشكل الجوانين 3 روابط H مع السيتوزين. يشار إلى مطابقة AT & amp GC باسم التكامل. بينما توجد القواعد النيتروجينية في الجزء الداخلي من اللولب المزدوج (مثل الدرجات على سلم) ، فإن العمود الفقري المتكرر لسكر البنتوز والفوسفات يشكل العمود الفقري للجزيء. لاحظ أن الفوسفات له شحنة سالبة. وهذا يجعل الحمض النووي والحمض النووي الريبي مشحونين بشكل سلبي بشكل عام.

هناك 10 قواعد لكل منعطف كامل في الحلزون المزدوج للحمض النووي.


الفرق بين ديوكسيريبوز وريبوز

يعتبر Deoxyribose و Ribose سكريات بسيطة تشكل جزءًا من الأحماض النووية التي تعد واحدة من الجزيئات الكبيرة المهمة الموجودة في جميع الكائنات الحية. تمامًا مثل البروتينات والكربوهيدرات ، يعد الحمض النووي أيضًا عنصرًا حيويًا لبقاء جميع الكائنات الحية.

ديوكسيريبوز هو ألدوبنتوز ، مما يعني سكر بنتوز مع مجموعة ألدهيد وظيفية في موضعها. تتكون مجموعة الألدهيد من ذرة كربون مرتبطة بذرة هيدروجين وترتبط بذرة أكسجين (الصيغة الكيميائية O = CH-).

مشتق ديوكسيريبوز من ريبوز. يشكل ريبوز حلقة من خمسة أعضاء تتكون من أربع ذرات كربون وذرة أكسجين واحدة. ترتبط مجموعات الهيدروكسيل (-OH) بثلاثة من ذرات الكربون. الكربون الرابع في الحلقة ، إحدى ذرات الكربون المجاورة للأكسجين ، والتي ترتبط بذرة الكربون الخامسة ومجموعة الهيدروكسيل. يتكون Deoxyribose عن طريق استبدال مجموعة الهيدروكسيل في الموضع ، وهو الكربون الأبعد عن الكربون المرتبط بالهيدروجين ، مما يؤدي إلى خسارة صافية لذرة الأكسجين. يحتوي ريبوز على الصيغة الكيميائية C5ح10ا5. وهكذا ، فإن deoxyribose لها الصيغة الكيميائية C5ح10ا4.

يعتبر كل من Deoxyribose و Ribose شكلين من السكريات البسيطة أو السكريات الأحادية الموجودة في الكائنات الحية. إنها ذات أهمية بيولوجية كبيرة لأنها تساعد في تشكيل مخطط للكائن الحي الذي ينتقل بعد ذلك عبر الأجيال. أي تغيير في المخطط في جيل واحد من الأنواع يتجلى في الجيل التالي في شكل تغييرات جسدية أو تطورية. لكن ريبوز وديوكسيريبوز لهما بعض الاختلافات الدقيقة والحيوية.

ديوكسيريبوز & # 8211

Deoxyribose هو أيضًا شكل من أشكال سكر البنتوز ولكن مع ذرة أكسجين واحدة أقل. الصيغة الكيميائية لسكر الديوكسيريبوز هي C5ح10ا4. وهو أيضًا سكر ألدوبنتوز لأنه يحتوي على مجموعة ألدهيد مرتبطة به. يساعد التعديل الإنزيمات الموجودة في الجسم الحي على التفريق بين حمض الريبونوكليك وحمض الديوكسي ريبونوكليك. شكل سكر الديوكسيريبوز هو أن أربع من كل خمس ذرات كربون مع ذرة من الأكسجين تشكل حلقة مكونة من خمسة أعضاء. ذرة الكربون المتبقية متصلة بذرتين من الهيدروجين وتقع خارج الحلقة. مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على ذرة الكربون الثالثة والخامسة حرة في الارتباط بذرات الفوسفات. نتيجة لذلك ، يمكن فقط لذرتين من الفوسفات أن تلتصق بسكر الديوكسيريبوز. ديوكسيريبوز بالإضافة إلى قاعدة البروتين التي يمكن أن تكون إما بيورين أو بيراميدين أشكال ديوكسي ريبونوكليوزيد. عندما تلتصق ذرات الفوسفات بـ deoxyribonucleoside فإنها تشكل حمض deoxyribonucleic أو DNA. الحمض النووي هو مخزن المعلومات الوراثية في جميع الكائنات الحية. لكل كائن حي DNA مختلف مسؤول عن السمات المميزة لذلك النوع أو الكائن الحي. تحدث التغييرات في جزيء الدنا تغييرا في التكوين الجيني للكائن الحي. الحمض النووي هو هيكل حلزوني مزدوج يتكون من نيوكليوتيدات متصلة بشكل حلزوني. يتكون النوكليوتيدات من قاعدة نيتروجينية وسكر بنتوز وفوسفات. يشكل ترتيب القاعدة النيتروجينية الكود الجيني لهذا الكائن الحي.

هذا سكر بنتوز يحتوي على خمس ذرات كربون وعشر ذرات هيدروجين. صيغته الجزيئية هي C5ح10ا5. يُعرف هذا أيضًا باسم ألدوبنتوز لأنه يحتوي على مجموعة ألدهيد متصلة بنهاية السلسلة في شكل مفتوح. سكر الريبوز هو أحادي السكاريد العادي حيث يتم ربط ذرة أكسجين واحدة بكل ذرة كربون في السلسلة. على ذرة الكربون الثانية ، بدلاً من الهيدروجين ، يتم إرفاق مجموعة الهيدروكسيل. مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على ذرات الكربون الثانية والثالثة والخامسة حرة بحيث يمكن لثلاث ذرات فوسفات أن تلتصق بها. يصبح الريبونوكليوزيد الذي يتكون من مزيج سكر الريبوز والقاعدة النيتروجينية ريبونوكليوتيد ، عندما تلتصق به ذرة الفوسفات. يمكن أن تكون القاعدة إما بورين أو بيراميدين وهي في الواقع أنواع من الأحماض الأمينية. الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية للبروتينات. يحتوي الريبونوكليوتيد أو الحمض النووي الريبي (RNA) على ثلاثة مراكز مراوان وثمانية إيزومرات مجسمة. تم العثور على سكر الريبوز في الحمض النووي الريبي للكائنات الحية. الحمض النووي الريبي هو جزيء واحد مجدول يلتف حول نفسه. الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي هو الجزيء المسؤول عن تشفير وفك تشفير المعلومات الوراثية. في لغة بسيطة ، يساعد على نسخ البصمة الزرقاء للكائن الحي والتعبير عنه ويساعد أيضًا في نقل المعلومات الوراثية إلى النسل. كما أنها تساعد في تخليق البروتين.

لماذا ديوكسيريبوز للحمض النووي والريبوز للحمض النووي الريبي؟

الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) هو جوهر الحياة على الأرض ، حيث يستخدم كل كائن حي معروف الحمض النووي باعتباره العمود الفقري الجيني. يعد الحمض النووي ثمينًا وحيويًا بالنسبة إلى حقيقيات النوى لدرجة أنه يتم تخزينه في نواة الخلية ، ويتم نسخه ولكن لم يتم إزالته أبدًا لأنه لا يترك سلامة النواة أبدًا. يوجه DNA كل نشاط الخلية عن طريق تفويضه إلى RNA. يمتلك الحمض النووي الريبي (Ribonucleic acid) نوعًا مختلفًا من الأدوار البيولوجية في ترميز الجينات وفك تشفيرها وتنظيمها والتعبير عنها. ينقل الحمض النووي الريبي الرسائل من نواة الخلية إلى السيتوبلازم.

يستخدم DNA و RNA سكر الريبوز كعنصر رئيسي في تركيبتهما الكيميائية ، وسكر الريبوز المستخدم في الحمض النووي هو deoxyribose ، بينما يستخدم RNA سكر الريبوز غير المعدل.


ما هو ديوكسيريبوز

ديوكسيريبوز هو سكر أحادي البنتوز أو سكر بسيط مع الصيغة الكيميائية لـ C5ح10ا4. يشير اسمها إلى أنها سكر ديوكسي. ينتج عن سكر الريبوز بفقدان ذرة أكسجين. لديها متماثلان D-2-deoxyribose و L-2-deoxyribose. لكن، D-2-deoxyribose يحدث على نطاق واسع في الطبيعة ، ولكن L-2-deoxyribose نادرا ما تنشأ في الطبيعة. تم اكتشافه في عام 1929 بواسطة Phoebus Levene. D-2-deoxyribose هو السلائف الرئيسية للحمض النووي DNA (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين).


بنية

يتم إعطاء التركيبات الكيميائية لكل من الريبوز و الديوكسيريبوز أدناه. بالنظر إليهم ، يمكننا ملاحظة النقاط التالية.

التشابه

ريبوز وديوكسيريبوز كلاهما من السكريات الأحادية أو السكريات البسيطة.

كلاهما عبارة عن ألدوبنتوز ، مما يعني أن كلاهما عبارة عن جزيئات سكر بنتوز والتي ، في شكل سلسلة مفتوحة ، لديها مجموعة وظيفية ألدهيد في أحد طرفيها. سكر البنتوز هو سكر يتكون من 5 ذرات كربون.

اختلافات

► بينما الريبوز هو جزيء عادي من السكر ، فإن الديوكسيريبوز هو سكر معدل. ديوكسيريبوز هو سكر ديوكسي ، مشتق من الريبوز بفقدان ذرة أكسجين. هذا هو السبب في أن عدد ذرات الأكسجين في الديوكسيريبوز أقل بمقدار واحد من الريبوز. هذا الاختلاف يجعل من الممكن للأنزيمات التمييز بين جزيئي السكر.

► يحتوي الريبوز ، مثله مثل ألدوبنتوسات أخرى ، على ثلاثة مراكز مراوان ، مما يجعل من الممكن للريبوز أن يحتوي على 8 متجاورات مختلفة. من ناحية أخرى ، يحتوي 2-Deoxyribose على اثنين من المتغيرات المتشابهة (الأيزومرات الفراغية التي تكون متطابقة ولكنها غير متراكبة).


ما هو الحمض النووي الريبي؟

RNA لتقف على حمض النووي الريبي.وتتمثل مهمتها في تنفيذ التعليمات المشفرة في الحمض النووي. هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي ، ولكل منها وظيفة مختلفة. وهذه هي:

رسول RNA (مرنا)- يحمل mRNA معلومات عن تخليق البروتين من جزيئات الحمض النووي في النواة إلى الريبوسومات

RNA الريبوسوم (rRNA)- الرنا الريباسي هو مكون بنيوي لـ الريبوسومات(العضيات التي تقوم بتخليق البروتين)

نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي)- ينقل الحمض الريبي النووي النقال الأحماض الأمينية إلى الريبوسوم. تستخدم هذه الأحماض الأمينية لتجميع جديد سلسلة بولي ببتيد

يتكون الحمض النووي الريبي من الريبونوكليوتيدات ،يحتوي كل منها على مجموعة فوسفات ، و 5 سكر كربوني ، وقاعدة نوكليوتيد. الأنواع الأربعة من القاعدة النيتروجينية الموجودة في جزيئات الحمض النووي الريبي هي:

لذلك ، فإن الأنواع الأربعة من نوكليوتيدات الحمض النووي الريبي هي:

  • نوكليوتيد (يحتوي على الأدينين)
  • يو نيوكليوتيد (يحتوي على اليوراسيل)
  • النوكليوتيدات G (التي تحتوي على جوانين)
  • نيوكليوتيد ج (يحتوي على السيتوزين)

كما هو الحال في جزيئات الحمض النووي ، يتم ربط هذه الريبونوكليوتيدات معًا روابط الفوسفوديسترالتي تتشكل بين 3 "كربون في سكر و 5" كربون آخر. على عكس الحمض النووي الريبي (DNA) ، فإن الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن جزيء أحادي السلسلة ، ومع ذلك ، لا يزال بإمكانه تكوين هياكل مزدوجة الشريطة.

ال قاعده ازواجفي جزيئات الحمض النووي الريبي هي:


يحتوي الحمض النووي الريبي والحمض النووي على سكريات ريبوز وسكر ديوكسيريبوز ، على التوالي. كيف يختلف هذان السكران عن بعضهما البعض؟ أ. على عكس الريبوز ، لا يحتوي الديوكسيريبوز على مجموعة هيدروكسيل عند الكربون 1. ب. على عكس الريبوز ، لا يحتوي الديوكسيريبوز على مجموعة هيدروكسيل في الكربون 2. ج. على عكس الريبوز ، لا يحتوي الديوكسيريبوز على مجموعة هيدروكسيل عند الكربون 3. د. على عكس الريبوز ، لا يحتوي الديوكسيريبوز على مجموعة هيدروكسيل في الكربون 4.

س: استخدام المعادلات 2 Fe (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 FeCl₃ (s) ∆H ° = -800.0 kJ / mol Si (s) + 2 Cl₂ (g) → SiCl₄.

ج: التفاعلات المعطاة هي 1) 2 Fe (s) + 3 Cl₂ (g) → 2 FeCl₃ (s) ∆H ° =.

ج: معطى ، مولات Cl2 = 1.3 مول من HCl = 1.6 mol حجم القارورة = 250.

س: لماذا 1-بيوتانول ، CH₃CH₂CH₂CH-OH ، قابل للذوبان في الماء ، بينما هيبتان ، CH₃ (CH₂) ₅CH₃ ، ليس كذلك؟

ج: لماذا 1-بيوتانول ، CH₃CH₂CH₂CH-OH ، قابل للذوبان في الماء ، بينما هيبتان ، CH₃ (CH₂) ₅CH₃ ، ليس كذلك؟

س: ما هو ناتج التفاعل التالي؟ LIAIH ، ثم HO NH HO ، NH2 NH NH2

ج: المتفاعل المعطى هو بيبيريدين -2-وان. LiAlH4 هو عامل مختزل.

س: س (ق) | X5 + (0.94 م) || Mn O4 1 ناقص (1.10 M) | Mn O2 (s) | H + (0.51 M) احتمال الاختزال لـ X5 + هو 2.

ج: معادلة Nernst موضحة أدناه: حيث: Ecell = احتمال الخلية E0cell = إمكانات الخلية القياسية.

س: احسب كتلة المذاب اللازمة لإنشاء 250 مل من محلول 0.1 مع معرفة الوزن الجزيئي o.

ج: انقر لرؤية الجواب

س: ما نوع التجربة التي توضح أن للإلكترون خصائص الموجة؟ أ) الكهروضوئية.

ج: يتم إنتاج التأثير الكهروضوئي عن طريق ضرب الضوء بإعلان معدني يقذف الإلكترونات من المعدن & # x27s su.

ج: التفاعل المتوازن هو: الكتلة المولية لـ Cr2O3 = 152 جم / مول. من مول Cr2O3:

س: تم تحديد تركيز أسيتات الإيثيل في محلول كحولي بتخفيف عينة 10.00 مل.


الحمض النووي (الحمض النووي ديوكسيريبوز): الهيكل والوظائف

الحمض النووي أو الحمض النووي ديوكسيريبوز هو جزيء كبير حلزوني متعدد الديوكسي ريبونوكليوتيد مزدوج السلسلة والذي يشكل المادة الوراثية لجميع الكائنات الحية باستثناء الفيروسات الريبية.

في بدائيات النوى يحدث في النيوكليويد والبلازميدات. عادة ما يكون هذا الحمض النووي دائريًا. في حقيقيات النوى ، يوجد معظم الحمض النووي في كروماتين النواة. إنه خطي. تم العثور على كميات أصغر من الحمض النووي في الميتوكوندريا والبلاستيدات (DNA عضوي).

قد تكون دائرية أو خطية. يحدث الحمض النووي المفرد الذي تقطعت به السبل كمواد وراثية في بعض الفيروسات (على سبيل المثال ، coli-phage ф x 174). الحمض النووي هو أكبر جزيء ضخم يبلغ قطره 2 نانومتر (20 أ) ويبلغ طوله بالمليمترات.

إنه بوليمر طويل السلسلة يتكون من عدة مئات الآلاف من ديوكسي ريبونوكليوتيدات ، على سبيل المثال ، 4.7 مليون زوج قاعدي في الإشريكية القولونية وأكثر من 3 مليارات زوج قاعدي في الإنسان. يحتوي جزيء الحمض النووي على خيطين متكاملين غير متفرعين. يتم لفهم حلزونيًا. يُطلق على الخيطين الحلزونيين من الحمض النووي معًا اسم DNA مزدوج (الشكل 9.21).

لا يتم لف الخيطين على بعضهما البعض ولكن يتم لف الخيط المزدوج حول محور مشترك مثل حبل أو علبة سلم حلزوني مع أزواج قاعدية تشكل خطوات (درجات) بينما تشكل العظام الخلفية للخيطين درابزين.

نظرًا للالتواء الحلزوني ، فإن الدنا المزدوج يحتوي على نوعين من الأخاديد البديلة ، الرئيسية والثانوية. دورة واحدة بزاوية 360 درجة للولب تحتوي على حوالي 10 نيوكليوتيدات على كل خيط من الحمض النووي. إنه يحتل مساحة من حوالي 3.4 نانومتر (34 أ) ، أي أن درجة الحمض النووي هي 34 أ بحيث يتم فصل النيوكليوتيدات المجاورة أو قواعدها بمسافة تقل عن 0.34 نانومتر (3.4 أ).

يتكون ديوكسي ريبونوكليوتيد الحمض النووي من خلال ربط ثلاث مواد كيميائية - حمض الفوسفوريك (H3PO4) ، سكر الديوكسيريبوز (C5ح10ا4) وقاعدة نيتروجين. توجد أربعة أنواع من قواعد النيتروجين في الحمض النووي.

ينتمون إلى مجموعتين ، البيورينات (حلقات مزدوجة من 9 ذرات مع نيتروجين في 1 و 3 و 7 و 9 مواضع) وبيريميدين & # 8217s (ست حلقات ذات نيتروجين في 1 و 3 مواضع). يحتوي الحمض النووي على نوعين من البيورينات (الأدينين أو A والجوانين أو G) ونوعين من البيريميدين & # 8217s (السيتوزين أو С والثايمين أو T).

اعتمادًا على نوع قاعدة النيتروجين ، يحتوي الحمض النووي على أربعة أنواع من ديوكسي ريبونوكليوتيدات - ديوكسي أدينوسين 5 أحادي الفوسفات (d AMP) ، deoxy guaninosine 5-monophosphate (d GMP) ، deoxy thymidine 5-monophosphate (d TMP) and deoxy cytidine 5-أحادي الفوسفات (د CMP).

يتكون العظم الخلفي لسلسلة أو خيط DNA من مجموعات بديلة من الديوكسيريبوز وحمض الفوسفوريك. ترتبط مجموعة الفوسفات بالكربون 5 & # 8242 من بقايا السكر للنيوكليوتيدات الخاصة بها والكربون 3 & # 8242 من بقايا السكر للنيوكليوتيد التالي بواسطة روابط الفوسفوديستر. - يتم التخلص من H من الفوسفات و- OH من السكر كما H2O خلال كل تكوين استر.

في أحد طرفي خيط الحمض النووي ، يكون السكر الأخير خاليًا من 5-C بينما في الطرف الآخر 3-C من السكر الأول خالٍ. يطلق عليهم على التوالي نهايات 5 & # 8242 و 3 & # 8242. توفر مجموعة الفوسفات الحموضة للأحماض النووية لأن واحدة على الأقل من مجموعتها الجانبية حرة في الانفصال.

تقع قواعد النيتروجين في زوايا قائمة على المحور الطولي لسلاسل الحمض النووي. يتم ربطها بذرة الكربون 1 & # 8216 من السكريات بواسطة روابط جليكوسيدية. يتم توصيل Pyrimidine بـ deoxyribose بواسطة N-atom في 1 & # 8242 الموضع بينما يقوم البيورين بذلك بواسطة N-atom عند 9 & # 8217 الموضع.

سلسلتا الحمض النووي متضادتان أي أنهما تعملان بالتوازي ولكن في اتجاهين متعاكسين. في سلسلة واحدة يكون الاتجاه 5 & # 8242 → 3 & # 8242 بينما في السلسلة المقابلة 3 & # 8242 → 5 & # 8242 (الشكل 9.22). يتم ربط السلسلتين ببعضهما البعض بواسطة روابط هيدروجينية بين قواعدهما. Adenine (A) ، بيورين من سلسلة واحدة يقع بالضبط مقابل الثايمين (T) ، وهو هرم من السلسلة الأخرى. وبالمثل ، يقع السيتوزين (C ، بيراميدين) مقابل الجوانين (G ، البيورين).

هذا يسمح بنوع من ترتيب القفل والمفتاح بين البيورين كبير الحجم وبيريميدين صغير الحجم. يتم تقويته من خلال ظهور الروابط المائية والخجولة بين الاثنين. تحدث ثلاث روابط هيدروجينية بين السيتوزين والجوانين (CsG) في المواضع 1-1 & # 8242 ، 2 & # 8242 & # 8211 6 & # 8242 و 6 & # 8242 -2 '.

هناك نوعان من الروابط الهيدروجينية بين الأدينين والثايمين (A = T) والتي تتشكل في المواضع 1 "-3 & # 8242 و 6 & # 8242 -4". تحدث الروابط الهيدروجينية بين الهيدروجين لقاعدة واحدة والأكسجين أو النيتروجين من القاعدة الأخرى. نظرًا لحدوث قواعد نيتروجين محددة ومختلفة في سلسلتي الحمض النووي ، فإن الأخيرتين مكملتان.

وبالتالي فإن تسلسل AAGCTCAG لسلسلة واحدة سيكون له تسلسل تكميلي لـ TTCGAGTC على السلسلة الأخرى. بعبارة أخرى ، سلسلتا الحمض النووي ليستا متطابقتين. إنه بسبب الاقتران الأساسي المحدد مع البيورين الموجود مقابل بيريميدين. هذا يجعل السلاسل 2 نانومتر.

زوج قاعدة البيورين - البيورين سيجعلها أكثر سمكًا بينما زوج قاعدة بيريميدين - بيريميدين سيجعلها أضيق من 2 نانومتر. لذلك ، يقع البيورين ذو الحجم الأكبر مقابل البيريميدين الأصغر حجمًا ، A المقابل لـ T و С المقابل G. هذا الاقتران الأساسي المحدد يجعل السلاسل مكملة لبعضها البعض.

خيوط الحس والمقاومة:

لا يشارك كل من خيوط الحمض النووي في السيطرة على الوراثة والتمثيل الغذائي. واحد منهم فقط يفعل ذلك. يُعرف خيط الحمض النووي الذي يعمل كقالب لتخليق الحمض النووي الريبي باسم حبلا القالب أو الخيط الناقص (-) أو الخيط المضاد.

يسمى حبلا التكميلي حبلا غير قالب ، بالإضافة إلى (+) حبلا أو خصلة إحساس أو ترميز. يتم إعطاء الاسم الأخير لأن الشفرة الجينية للحمض النووي تكتب وفقًا لتسلسلها.

الحمض النووي غير القالب ، بمعنى (+) أو حبلا الترميز

قالب الحمض النووي ، أو مضاد المعنى ، أو غير مشفر أو (-) ستراند

(5 & # 8242) G С AU U С G G С U AG U A AC (3 & # 8242)

يتم نسخ الحمض النووي الريبي في 3 & # 8242 → 5 & # 8242 (-) stranu (قالب / مضاد للحبال) للحمض النووي في اتجاه 5 ← 3. (+) خيط الحمض النووي هو خيط الترميز الذي يحمل معلومات وراثية ولكنه ليس قالبًا. يستخدم مصطلح antisense أيضًا في منظور أوسع لأي تسلسل أو خيط من DNA (أو RNA) مكمل لـ mRNA.

تمسخ (= ذوبان):

يمكن أن تنكسر الروابط الهيدروجينية بين قواعد النيتروجين لخيوط الحمض النووي المعقدة والخجولة بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو انخفاض درجة الحموضة أو ارتفاعها. هذه الظاهرة تسمى تمسخ أو ذوبان. نظرًا لأن زوج القاعدة A-T له رابطان هيدروجين فقط ، فإن المنطقة الغنية بأزواج القواعد A-T يمكن أن تخضع لتمسخ سهل.

ومن المعروف باسم منطقة انصهار منخفضة. المنطقة الغنية بأزواج القاعدة G-С أكثر استقرارًا نسبيًا لأن ثلاث روابط هيدروجينية تربط قواعد النيتروجين التكميلية. يمكن أن تعيد خيوط الحمض النووي المفصولة بالذوبان الارتباط وتشكل مزدوجًا. هذه الظاهرة تسمى إعادة التشبع.

الحمض النووي المتناوب والمتكرر:

يمتلك DNA مزدوج الاتجاه مناطق يكون فيها تسلسل النيوكليوتيدات هو نفسه ولكن عكس ذلك في الخيطين ، على سبيل المثال ،

تسمى هذه المناطق المتناظرة أو المناطق المتناظرة. غالبًا ما تكون المناطق المرتبطة بنسخ الحمض النووي الريبي الريبوزي متجانسة. الأهمية الدقيقة لهذا النوع من الترتيب غير معروفة.

وظائف الحمض النووي:

(1) الحمض النووي هو مادة وراثية تحمل جميع المعلومات الوراثية المشفرة في ترتيب قواعدها النيتروجينية.

(2) لها خاصية التكرار (وظيفة التحفيز الذاتي & shytion) الضرورية لنقل المعلومات الجينية من خلية إلى بناتها أو من جيل إلى آخر.

(3) ينتج عن العبور إعادة تجميع.

(4) تؤدي التغييرات في تسلسل وعدد النيوكليوتيدات إلى حدوث طفرات. الطفرات هي رأس الينبوع لجميع أنواع التنوعات والتشكيلات وتشكيل أنواع جديدة.

(5) يؤدي إلى ظهور RNAs من خلال النسخ (وظيفة التحفيز غير المتجانسة).

(6) يتحكم الحمض النووي في التفاعلات الأيضية للخلايا من خلال تخليق البروتينات والإنزيمات والمواد الكيميائية الحيوية الأخرى الموجه من RNA و RNA.

(7) يرجع الاختلاف والخجل في أجزاء الجسم المختلفة إلى الأداء التفاضلي لأجزاء معينة من الحمض النووي.

(8) تحدث مراحل النمو في دورة حياة الكائن الحي بواسطة ساعة داخلية من عمل الحمض النووي.


شاهد الفيديو: From DNA to protein - 3D (شهر فبراير 2023).