Question

Объясните связь между строением ДНК и строением белка. (даю 30 баллов, только, пожалуйста, достоверную информацию :) )

Answer 1

Итак:

Белок относится к органическим веществам и состоит из полимерных молекул, мономеры которых - аминокислоты. Аминокислоты соединяются друг с другом, выстраиваясь в цепь аминокислот - первичную структуру молекулы белка. Последовательность соединения аминокислот и задает уникальность белка, его назначение.

Такие нити аминокислот закручиваются в спираль, витки которой прочно удерживаются водородными связями. Так представляется собой вторичная структура молекулы белка. Спираль закручивается еще плотнее, образуя третичную структуру, а затем еще и еще, пока не получается комок, называемый глобулой. Именно так представлен белок в клетке.

Чтобы синтезировать такой белок в клетке и необходимы ДНК и РНК. ДНК несет в себе всю генетическую информацию, а значит, в зависимости от заложенных в ней данных и будет строиться тот или иной белок (особая очередность аминокислот). РНК ведет роль посредника между ДНК и синтезируемым белком. Рассмотрим, как это происходит. Для этого познакомимся со строением нуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота. Ее молекулы представляют собой полимерные цепочки из нуклеотидов (нуклеотид в свою очередь состоит из моносахарида дезоксирибозы, азотистого основания и одного из трех остатков фосфорной кислоты. Азотистые основания у молекула ДНК: аденин, гуанин, цитозин, тимин). Последовательность нуклеотидов в цепи молекулы всегда неповторима для организмов. Молекула ДНК состоит из скрученных в спираль двух полинуклеотидных цепочек. Скреплены между собой эти цепи с помощью обращенных внутрь спирали азотистых оснований. Причем соединены они избирательно в пары (комплиментарно): аденин с тимином, а гуанин с цитозином.

Рибонуклеиновая кислота. Молекула РНК похожи на молекулы ДНК, но имеют всего одну цепь, а не две. А место тимина заменяет урацил. И, соответственно, вместо дезоксирибозы - рибоза. РНК несут разные смысловые задачи в процессе синтеза белка, потому их разделяют на типы. Информационные РНК (иРНК) считывают информацию с ДНК, выстраиваясь в цепь, комплиментарную одной из цепей ДНК (точнее ее фрагменту). Тем самым создавая абсолютную копию информации о первичной структуре белка. Затем она выходит из ядра в цитоплазму, вступая в контакт с рибосомами. Транспортные РНК (тРНК) служат переносчиками аминокислот к месту синтеза белка (к рибосомам). Рибосомные РНК (рРНК) - составляющие рибосом, в которых и происходит синтез белка. Рибосомы считывают информацию с иРНК и с помощью поставляемых тРНК аминокислот выстраивают из них необходимую последовательность. Молекулы РНК служат для копирования наследственной информации, заключенной в молекулах ДНК, передачи ее и использования в процессе синтеза белка. Таким образом прослеживается прямая взаимосвязь нуклеиновых кислот и белков.

Изучив зависимость ДНК и белков, можно объяснить причину, по которой нарушение в структуре ДНК вызывает тяжелые наследственные аномалии. Любая мутация гена ведет к изменению структуры белка и его вырабатываемого количества. Получается, что при нарушении в структуре ДНК белок может перестать вырабатываться, может вырабатываться в избыточном или недостаточном количестве, а может изменить свои свойства. Поскольку основную массу органических веществ в клетке составляют именно белки (50-70%), то "пораженными" могут оказаться любые структуры клетки, оболочка, все, что построено с участием белков. Клетка - биосистема. Нарушение или изменение функций одной части неминуемо ведет за собой перемены во всей биосистеме. Так же как и клетка, формирует ткани, ткани - органы, органы - системы органов, все вместе - организм, нарушение в структуре ДНК может проявиться как в незначительном масштабе, так и на всем организме в целом

Понятно?

Answer 2

Связь между строением ДНК и строением белка является ключевой для понимания основ биологии и генетики. Эта связь описывается в двух основных процессах: транскрипции и трансляции.

1. Транскрипция: Транскрипция представляет собой процесс синтеза РНК на основе шаблона ДНК. Она происходит в ядре клетки и позволяет получить молекулы мРНК (мессенджерной РНК), которые представляют собой копии определенных участков ДНК. Во время транскрипции молекулы РНК-полимеразы считывают последовательность нуклеотидов в ДНК и синтезируют комплементарную РНК-цепь. Транскрибированная мРНК затем покидает ядро и направляется в цитоплазму для последующей трансляции.

2. Трансляция: Трансляция – это процесс синтеза белков на основе информации, закодированной в мРНК. Трансляция происходит на рибосомах, которые находятся в цитоплазме клетки. Кодоны (триплеты нуклеотидов) в мРНК взаимодействуют с соответствующими антикодонами на тРНК (транспортная РНК). Таким образом, тРНК доставляют аминокислоты в рибосому, где они связываются и образуют цепочку, соответствующую последовательности кодонов в мРНК. Эта цепочка аминокислот и составляет белок.

Таким образом, связь между строением ДНК и строением белка заключается в том, что информация о последовательности аминокислот в белке закодирована в последовательности нуклеотидов в гене ДНК. Каждый ген содержит инструкции для синтеза определенного белка. Когда ген активируется, происходит транскрипция, которая порождает молекулу мРНК. Затем мРНК направляется в рибосому, где происходит трансляция, и, следуя кодонам, аминокислоты связываются в определенной последовательности, образуя белок.

Таким образом, последовательность нуклеотидов в гене ДНК непосредственно определяет последовательность аминокислот в белке, что в свою очередь влияет на его структуру и функцию. Эта информация лежит в основе всех жизненных процессов и является основой для наследования генетической информации от родителей к потомству.