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Estrutura e função do DNA e ARN (Tabela)

Sabe-se que todas as formas de matéria viva, desde vírus até animais altamente organizados (inclusive humanos), possuem um aparelho hereditário exclusivo. É representada por moléculas de dois tipos de ácidos nucleicos: desoxirribonucleico e ribonucleico. Nessas substâncias orgânicas, a informação que é transmitida do pai para a prole durante a reprodução é codificada. Neste trabalho, estudaremos a estrutura e as funções do DNA e do RNA em uma célula, e também consideramos os mecanismos subjacentes aos processos de transferência das propriedades hereditárias da matéria viva.

Como se verificou, as propriedades dos ácidos nucleicos, embora tenham algumas características comuns, no entanto, diferem em muitos aspectos. Portanto, comparamos as funções de DNA e RNA, realizadas por esses biopolímeros nas células de diferentes grupos de organismos. A tabela apresentada no documento ajudará a entender qual é a sua diferença fundamental.

Ácidos nucleicos – biopolímeros complexos

As descobertas no campo da biologia molecular que ocorreram no início do século XX, em particular, a decodificação da estrutura do ácido desoxirribonucléico, serviram como um ímpeto para o desenvolvimento de citologia moderna, genética, biotecnologia e engenharia genética. Do ponto de vista da química orgânica, o DNA e o ARN são substâncias de alto teor molecular, que consistem em unidades que repetem repetidamente – monómeros, também chamados nucleotídeos. Sabe-se que eles estão conectados uns aos outros, formando cadeias capazes de auto-organização espacial.

Tais macromoléculas de DNA geralmente se ligam a proteínas especiais que possuem propriedades especiais chamadas histonas. Os complexos de nucleoproteínas formam estruturas especiais – os nucleossomos, que, por sua vez, fazem parte dos cromossomos. Os ácidos nucleicos podem ser encontrados tanto no núcleo quanto no citoplasma da célula, estando presente em algumas das suas organelas, por exemplo, mitocôndrias ou cloroplastos.

Estrutura espacial da substância da hereditariedade

Para entender as funções de DNA e RNA, você precisa entender completamente os recursos de sua estrutura. Como proteínas, ácidos nucleicos, vários níveis de organização de macromoléculas são inerentes. A estrutura primária é representada por cadeias polinucleotídicas, as configurações secundárias e terciárias autocontratadas devido ao tipo de ligação covalente emergente. Um papel especial na manutenção da forma espacial das moléculas pertence às ligações de hidrogênio, bem como às forças de interação de van der Waals. Como resultado, uma estrutura compacta de DNA é formada, chamada super-enrolamento.

Monómeros de ácidos nucleicos

A estrutura e funções de DNA, RNA, proteínas e outros polímeros orgânicos dependem tanto da composição qualitativa quanto quantitativa de suas macromoléculas. Ambos os tipos de ácidos nucleicos consistem em elementos estruturais chamados nucleotídeos. Como é sabido no curso de química, a estrutura de uma substância afeta necessariamente sua função. DNA e RNA não são exceção. Acontece que o tipo de ácido em si e seu papel na célula dependem da composição de nucleotídeos. Cada monómero contém três partes: uma base nitrogenada, um hidrato de carbono e um resíduo de ácido ortofosfórico. Existem quatro tipos de bases nitrogenadas para DNA: adenina, guanina, timina e citosina. Nas moléculas de RNA, elas serão, respectivamente, adenina, guanina, citosina e uracile. O carboidrato é representado por vários tipos de pentose. No ácido ribonucleico é ribose, e no DNA – é sua forma desoxigenada, chamada desoxirribose.

Características do ácido desoxirribonucleico

Primeiro, analisaremos a estrutura e as funções do DNA. O RNA, que tem uma configuração espacial mais simples, será estudado por nós na próxima seção. Assim, duas cadeias polinucleotídicas são mantidas juntas por repetidas repetições de ligações de hidrogênio formadas entre as bases nitrogenadas. No par de "adenina-timina" existem dois e no par "guanina – citosina" – três ligações de hidrogênio.

A correspondência conservadora de bases de purina e pirimidina foi descoberta por E. Churgaff e foi chamado de princípio de complementaridade. Em uma única cadeia, os nucleótidos são ligados entre si por ligações fosfodiéster formadas entre a pentose e o resíduo de ácido ortofosfórico de uma série de nucleótidos localizados. A forma espiral de ambas as cadeias é mantida por ligações de hidrogênio que surgem entre os átomos de hidrogênio e oxigênio na composição de nucleotídeos. Estrutura superior – terciária (superenrolada) – é típica do DNA nuclear de células eucarióticas. Nesta forma, está presente na cromatina. Contudo, bactérias e vírus contendo DNA possuem ácido desoxirribonucleico, não associado a proteínas. É representado por uma forma anular e é chamado de plasmídeo.

O mesmo tipo possui mitocôndrias de DNA e cloroplastos – organelas de células vegetais e animais. Em seguida, vamos descobrir qual é a diferença entre as funções de DNA e RNA. A tabela abaixo nos mostrará essas diferenças na estrutura e propriedades dos ácidos nucleicos.

Ácido ribonucleico

A molécula de ARN consiste em uma cadeia polinucleotídica (as estruturas de cadeia dupla de alguns vírus são uma exceção), que podem ser encontradas no núcleo e no citoplasma celular. Existem vários tipos de ácidos ribonucleicos, que diferem em estrutura e propriedades. Assim, a informação RNA tem o maior peso molecular. É sintetizado no núcleo de uma célula em um dos genes. A tarefa do mRNA é transferir informações sobre a composição protéica do núcleo para o citoplasma. A forma de transporte de ácido nucleico atribui monómeros de proteínas – aminoácidos – e os entrega ao local da biossíntese.

Finalmente, o ARN ribossômico é formado no nucleolo e participa na síntese protéica. Como você pode ver, as funções de DNA e RNA no metabolismo celular são diversas e muito importantes. Dependerão, em primeiro lugar, das células das quais os organismos são as moléculas da substância da hereditariedade. Assim, em vírus, o ácido ribonucleico pode atuar como portador de informações hereditárias, enquanto que em células de organismos eucarióticos essa habilidade possui apenas ácido desoxirribonucleico.

Funções de DNA e RNA no corpo

Pelo seu valor, os ácidos nucleicos, juntamente com proteínas, são os compostos orgânicos mais importantes. Eles preservam e transmitem propriedades hereditárias e características do pai para a prole. Vamos determinar a diferença entre as funções de DNA e RNA. A tabela abaixo mostra essas diferenças em mais detalhes.

Ver Coloque em uma gaiola Configuração Recurso
DNA Núcleo Superenrolamento Preservação e transferência de informações hereditárias
DNA

Mitocôndrias

Cloroplastos

Anular (plasmídeo) Transferência local de informações hereditárias
MRNA Citoplasma Linear Remoção de informações do gene
TRNA Citoplasma Secundário Transporte de aminoácidos
RRNA Núcleo e citoplasma Linear Formação de ribossomas

Quais são as características da substância da hereditariedade dos vírus?

Os ácidos nucleicos de vírus podem assumir a forma de espirais ou anéis de cadeia simples e dupla. De acordo com a classificação de D. Baltimore, esses objetos do microworld contêm moléculas de DNA consistindo em uma ou duas cadeias. O primeiro grupo inclui herpes patogênicos e adenovírus, e o segundo grupo inclui, por exemplo, parvovírus.

As funções dos vírus de DNA e RNA são para penetrar suas próprias informações hereditárias na célula, realizar reações de replicação de moléculas de ácido nucleico viral e montar partículas de proteína nos ribossomas da célula hospedeira. Como resultado, todo o metabolismo celular é completamente subordinado aos parasitas, que, se multiplicando rapidamente, conduzem a célula até a morte.

Vírus contendo RNA

Na virologia, a divisão desses organismos em vários grupos é aceita. Assim, o primeiro inclui espécies chamadas ARN de cadeia simples (+). O ácido nucleico desempenha as mesmas funções que o ARN de informação de células eucarióticas. O outro grupo inclui ARN de cadeia simples (-). Primeiro, suas moléculas transcrevem, resultando na aparência de moléculas (+) RNA, e elas, por sua vez, servem como matriz para a montagem de proteínas virais.

Com base em todos os itens acima, para todos os organismos, incluindo vírus, as funções de DNA e RNA são brevemente caracterizadas da seguinte forma: armazenamento de características hereditárias e propriedades do organismo e posterior transferência para a sua prole.