Es bien sabido que todas las formas de materia viva, desde los virus hasta los animales altamente organizados (incluidos los humanos), tienen un aparato hereditario único. Está representado por moléculas de dos tipos de ácidos nucleicos: desoxirribonucleico y ribonucleico. En estas sustancias orgánicas se codifica la información que se transmite de padres a hijos durante la reproducción. En este trabajo, estudiaremos tanto la estructura como las funciones del ADN y el ARN en la célula, y también consideraremos los mecanismos subyacentes a los procesos de transferencia de las propiedades hereditarias de la materia viva.
Resultó que las propiedades de los ácidos nucleicos, aunque tienen algunas características comunes, difieren en muchos aspectos. Por tanto, compararemos las funciones de ADN y ARN que llevan a cabo estos biopolímeros en células de varios grupos de organismos. La tabla presentada en el trabajo ayudará a comprender cuál es su diferencia fundamental.
Ácidos nucleicos –biopolímeros complejos
Los descubrimientos en el campo de la biología molecular que ocurrieron a principios del siglo XX, en particular, la decodificación de la estructura del ácido desoxirribonucleico, sirvieron de impulso para el desarrollo de la citología, la genética, la biotecnología y la genética modernas. Ingenieria. Desde el punto de vista de la química orgánica, el ADN y el ARN son sustancias macromoleculares que consisten en unidades que se repiten repetidamente: monómeros, también llamados nucleótidos. Se sabe que están interconectados, formando cadenas capaces de autoorganizarse espacialmente.
Estas macromoléculas de ADN a menudo se unen a proteínas especiales con propiedades especiales llamadas histonas. Los complejos de nucleoproteínas forman estructuras especiales: nucleosomas, que, a su vez, forman parte de los cromosomas. Los ácidos nucleicos se pueden encontrar tanto en el núcleo como en el citoplasma de la célula, presentes en algunos de sus orgánulos, como las mitocondrias o los cloroplastos.
Estructura espacial de la sustancia de la herencia
Para comprender las funciones del ADN y el ARN, debe comprender en detalle las características de su estructura. Al igual que las proteínas, los ácidos nucleicos tienen varios niveles de organización de macromoléculas. La estructura primaria está representada por cadenas de polinucleótidos, las configuraciones secundaria y terciaria son autocomplicadas debido al tipo de enlace covalente emergente. Un papel especial en el mantenimiento de la forma espacial de las moléculas pertenece a los enlaces de hidrógeno, así como a las fuerzas de interacción de van der Waals. El resultado es un compactola estructura del ADN, llamada superenrollamiento.
Monómeros de ácido nucleico
La estructura y funciones del ADN, ARN, proteínas y otros polímeros orgánicos dependen tanto de la composición cualitativa como cuantitativa de sus macromoléculas. Ambos tipos de ácidos nucleicos están formados por bloques de construcción llamados nucleótidos. Como se sabe por el curso de la química, la estructura de una sustancia necesariamente afecta sus funciones. El ADN y el ARN no son una excepción. Resulta que el tipo de ácido en sí y su papel en la célula dependen de la composición de nucleótidos. Cada monómero contiene tres partes: una base nitrogenada, un carbohidrato y un residuo de ácido fosfórico. Hay cuatro tipos de bases nitrogenadas para el ADN: adenina, guanina, timina y citosina. En las moléculas de ARN, serán, respectivamente, adenina, guanina, citosina y uracilo. Los carbohidratos están representados por varios tipos de pentosa. El ácido ribonucleico contiene ribosa, mientras que el ADN contiene su forma desoxigenada, llamada desoxirribosa.
Características del ácido desoxirribonucleico
Primero, veremos la estructura y funciones del ADN. Estudiaremos el ARN, que tiene una configuración espacial más simple, en la siguiente sección. Entonces, dos cadenas de polinucleótidos se mantienen unidas mediante la repetición repetida de enlaces de hidrógeno formados entre bases nitrogenadas. En el par "adenina - timina" hay dos, y en el par "guanina - citosina" hay tres enlaces de hidrógeno.
La correspondencia conservadora de las bases de purina y pirimidina fuedescubierto por E. Chargaff y se le denominó principio de complementariedad. En una sola cadena, los nucleótidos están unidos entre sí por enlaces fosfodiéster formados entre la pentosa y el residuo de ácido ortofosfórico de nucleótidos adyacentes. La forma helicoidal de ambas cadenas se mantiene gracias a los enlaces de hidrógeno que se producen entre los átomos de hidrógeno y oxígeno que forman parte de los nucleótidos. La estructura terciaria superior (superenrollamiento) es característica del ADN nuclear de las células eucariotas. De esta forma, está presente en la cromatina. Sin embargo, las bacterias y los virus que contienen ADN tienen ácido desoxirribonucleico que no está asociado con las proteínas. Está representado por una forma en forma de anillo y se llama plásmido.
El ADN de las mitocondrias y los cloroplastos, orgánulos de células vegetales y animales, tiene el mismo aspecto. A continuación, descubriremos en qué se diferencian las funciones del ADN y el ARN. La siguiente tabla nos mostrará estas diferencias en la estructura y propiedades de los ácidos nucleicos.
Ácido ribonucleico
La molécula de ARN consta de una hebra de polinucleótido (la excepción son las estructuras de doble hebra de algunos virus), que pueden ubicarse tanto en el núcleo como en el citoplasma celular. Hay varios tipos de ácidos ribonucleicos, que difieren en estructura y propiedades. Por lo tanto, el ARN mensajero tiene el peso molecular más alto. Se sintetiza en el núcleo celular en uno de los genes. La tarea del ARNm es transferir información sobre la composición de la proteína desde el núcleo hasta el citoplasma. La forma de transporte del ácido nucleico se une a los monómeros de proteínas.– aminoácidos - y los lleva al lugar de la biosíntesis.
Finalmente, el ARN ribosómico se forma en el nucléolo y participa en la síntesis de proteínas. Como puede ver, las funciones del ADN y el ARN en el metabolismo celular son diversas y muy importantes. Dependerán, en primer lugar, de las células de las que los organismos contienen las moléculas de la sustancia de la herencia. Así, en los virus, el ácido ribonucleico puede actuar como portador de información hereditaria, mientras que en las células de los organismos eucariotas, solo el ácido desoxirribonucleico tiene esta capacidad.
Funciones del ADN y ARN en el cuerpo
Según su importancia, los ácidos nucleicos, junto con las proteínas, son los compuestos orgánicos más importantes. Conservan y transmiten propiedades y rasgos hereditarios de padres a hijos. Definamos la diferencia entre las funciones del ADN y el ARN. La siguiente tabla mostrará estas diferencias con más detalle.
| Ver | Colocar en una jaula | Configuración | Función |
| ADN | núcleo | superespiral | preservación y transmisión de la información hereditaria |
| ADN |
mitocondrias cloroplastos |
circular (plásmido) | transmisión local de información hereditaria |
| ARNi | citoplasma | lineal | eliminación de información del gen |
| ARNt | citoplasma | secundaria | transporte de aminoácidos |
| ARNr | núcleo ycitoplasma | lineal | formación de ribosomas |
¿Cuáles son las características de la sustancia de la herencia de los virus?
Los ácidos nucleicos de los virus pueden estar en forma de hélices o anillos tanto monocatenarios como bicatenarios. Según la clasificación de D. B altimore, estos objetos del microcosmos contienen moléculas de ADN que consisten en una o dos cadenas. El primer grupo incluye los patógenos del herpes y los adenovirus, y el segundo incluye, por ejemplo, los parvovirus.
Las funciones de los virus de ADN y ARN son penetrar su propia información hereditaria en la célula, llevar a cabo reacciones de replicación de moléculas de ácido nucleico viral y ensamblar partículas de proteína en los ribosomas de la célula huésped. Como resultado, todo el metabolismo celular está completamente subordinado a los parásitos que, al multiplicarse rápidamente, llevan a la célula a la muerte.
Virus de ARN
En virología, se acostumbra dividir estos organismos en varios grupos. Entonces, el primero incluye especies que se denominan ARN monocatenario (+). Su ácido nucleico realiza las mismas funciones que el ARN mensajero de las células eucariotas. Otro grupo incluye los ARN (-) monocatenarios. En primer lugar, se produce la transcripción con sus moléculas, lo que da lugar a la aparición de moléculas de ARN (+) que, a su vez, sirven como plantilla para ensamblar proteínas virales.
Con base en lo anterior, para todos los organismos, incluidos los virus, las funciones del ADN y el ARN se caracterizan brevemente de la siguiente manera: almacenamiento de las características y propiedades hereditarias del organismo y su posterior transmisión a la descendencia.
