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デオキシリボ核酸 (DNA)およびリボ核酸(RNA)は自然界にある2つの核酸です。核酸は、順番に4つの「生命の分子」、つまり生体分子の1つを表します。他は たんぱく質, 炭水化物 そして 脂質。核酸は、代謝されてアデノシン三リン酸(ATP、細胞の「エネルギー通貨」)を生成できない唯一の生体分子です。
DNAとRNAはどちらも、ほぼ同一で論理的に簡単な遺伝コードの形で化学情報を運びます。 DNAは 創始者 そして、それが細胞および生物全体の次の世代に中継される手段。 RNAは コンベア 指導者から組立作業員への。
DNAはメッセンジャーRNA(mRNA)転写と呼ばれるプロセスでの合成では、DNAはRNAに依存して適切に機能し、細胞内のリボソームに指示を伝えます。したがって、核酸DNAとRNAは、生命の使命に等しく重要なそれぞれと相互依存関係を進化させたと言えます。
核酸:概要
核酸は、と呼ばれる個々の要素で構成される長いポリマーです ヌクレオチド。各ヌクレオチドは、それ自身の3つの個別の要素で構成されます:1〜3 リン酸基、 リボースシュガー そして4つの可能性の1つ 窒素塩基.
細胞核のない原核生物では、DNAとRNAの両方が細胞質に遊離しています。細胞核を持ち、多くの特殊なオルガネラも保有する真核生物では、DNAは主に核にあります。しかし、それはまた、ミトコンドリアで、そして植物で、葉緑体の内部で見つけることができます。
一方、真核生物のRNAは核にあります そして 細胞質で。
ヌクレオチドとは?
ヌクレオチドは、他の細胞機能を持つことに加えて、核酸の単量体単位です。ヌクレオチドは 五炭糖 5原子の内部リング形式、1〜3 リン酸基 と 窒素塩基.
DNAには、4つの可能な塩基があります。プリンであるアデニン(A)とグアニン(G)、およびピリミジンであるシトシン(C)とチミン(T)です。 RNAにはA、G、Cも含まれていますが、 チミンのウラシル(U).
核酸では、すべてのヌクレオチドに1つのリン酸基が結合しており、これは核酸鎖の次のヌクレオチドと共有されています。しかし、遊離ヌクレオチドにはそれ以上のものがあります。
有名なことですが、アデノシン二リン酸(ADP)とアデノシン三リン酸(ATP)は、毎秒、あなた自身の体内で無数の代謝反応に関与しています。
DNAとRNAの構造
前述のように、DNAとRNAはそれぞれ2つのプリン窒素塩基と2つのピリミジン窒素塩基を含み、同じプリン塩基(AとG)と同じピリミジン塩基(C)の1つを含みますが、DNAのTは2番目のピリミジン塩基は、RNAにはUがあり、Tのすべての場所はDNAに現れます。
プリンは、ピリミジンよりも大きい 二 窒素含有環を 1 ピリミジンこれは、DNAが自然に存在する物理的形態に影響を与えます。 二本鎖、具体的には二重らせんです。鎖は、隣接するヌクレオチドのピリミジンとプリン塩基によって結合されています。 2つのプリンまたは2つのピリミジンが結合されている場合、間隔はそれぞれ大きすぎるか、または2つ小さくなります。
一方、RNAは一本鎖です。
DNAのリボース糖は デオキシリボース 一方、RNAでは リボース。デオキシリボースは、2炭素位のヒドロキシル(-OH)基が水素原子に置き換わっていることを除いて、リボースと同一です。
核酸の塩基対結合
前述のように、核酸では、プリン塩基はピリミジン塩基に結合して安定した二本鎖(および最終的には二重らせん)分子を形成する必要があります。しかし、実際にはそれよりも具体的です。 プリンAはピリミジンT(またはU)にのみ結合し、プリンGはピリミジンCにのみ結合します。
これは、DNA鎖の塩基配列がわかっている場合、その相補(パートナー)鎖の正確な塩基配列を決定できることを意味します。相補鎖は、お互いの逆、または写真のネガと考えてください。
たとえば、塩基配列がATTGCCATATGのDNA鎖がある場合、対応する相補的DNA鎖には塩基配列TAACGGTATACが必要であると推定できます。
RNA鎖は一本鎖ですが、DNAとは異なり、さまざまな形で提供されます。に加えて mRNA、他の2つの主要なRNAタイプは、リボソームRNA(rRNA)およびトランスファーRNA(tRNA).
タンパク質合成におけるDNAとRNAの役割
DNAとRNAは両方とも遺伝情報を含んでいます。実際、mRNAには、転写中に作成されたDNAと同じ情報が含まれていますが、化学的形態が異なります。
DNAを真核細胞の核内で転写中にmRNAを作成するためのテンプレートとして使用すると、相補的なDNA鎖のRNAアナログである鎖が合成されます。つまり、デオキシリボースではなくリボースが含まれており、TがDNAに存在する場合、Uが代わりに存在します。
転写中に、比較的限定された長さの製品が作成されます。通常、このmRNA鎖には、単一のユニークなタンパク質製品の遺伝情報が含まれています。
mRNAの3つの連続した塩基の各ストリップは、64の異なる方法で変化します。各スポットの4つの異なる塩基の結果は、3つのスポットすべてを説明するために3乗します。それが起こると、細胞がタンパク質を構築する20個のアミノ酸のそれぞれが、mRNA塩基のまさにそのような3つの組によってコード化されます。 トリプレットコドン.
リボソームでの翻訳
mRNAが転写中にDNAによって合成された後、新しい分子は核から細胞質に移動し、核膜を通過して核孔を通過します。次に、リボソームと力を合わせます。リボソームは、1つの大きなサブユニットと小さなサブユニットの2つのサブユニットから集まっています。
リボソームは 翻訳、またはmRNAの情報を使用して、対応するタンパク質を製造します。
翻訳中、mRNA鎖がリボソームに「ドッキング」すると、3つの露出したヌクレオチド塩基に対応するアミノ酸、つまりトリプレットコドンが、tRNAによってその領域に移動します。 tRNAのサブタイプは20のアミノ酸のすべてに存在し、このシャトルプロセスをより秩序立ったものにします。
正しいアミノ酸がリボソームに結合した後、すぐに近くのリボソーム部位に移動します。 ポリペプチド、または各新規追加の到着に先行する成長中のアミノ酸のチェーンは、完成の過程にあります。
リボソーム自体は、タンパク質とrRNAのほぼ等しい混合物で構成されています。 2つのサブユニットは、タンパク質を積極的に合成している場合を除き、個別のエンティティとして存在します。
DNAとRNAのその他の違い
DNA分子はRNA分子よりもかなり長い。実際には、 単一のDNA分子が染色体全体の遺伝物質を構成する、数千の遺伝子を占めています。また、それらが染色体にまったく分離されているという事実は、それらの比較質量の証拠です。
RNAはより謙虚なプロファイルを持っていますが、実際には機能的な観点からは2つの分子の中でより多様です。 tRNA、mRNA、およびrRNAの形態に加えて、RNAは、タンパク質の翻訳中などのいくつかの状況で触媒(反応の促進剤)としても機能します。