BIOLOŠKA INFORMACIJA
DNA, RNA, proteini in nekateri ogljikovi hidrati so informacijske molekule, saj nosijo navodila za uravnavanje bioloških procesov.
To so biopolimeri sestavljeni iz monomerskih enot, povezanih s kovalentnimi vezmi, ki so dovolj močne in stabilne za shranjevanje informacij.
V teh molekulah je informacija zapisana z zaporedjem monomernih enot.
Branje sporočila na ravni makromolekul temelji na vzpostavitvi šibkih nekovalentnih vezimed biomolekulami. Pomembne so predvsem 4 vrste teh vezi:
Primer vodikove vezi :
• vodikove vezi
• van der Waalsove vezi
• ionske interakcije
• hidrofobne interakcije
Celotno količino genetske informacije neke določene celice , ki je shranjena v dolgi in tesno zviti makromolekuli DNA , imenujemo genom.
Genom:
Informacija hranjena v DNA se prenaša in izraža na dva načina:
1. Z natančnim podvojevanjem DNA
2. S sintezo RNA, ki ji potem sledi sinteza proteinov
MOLEKULA DNA
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=qy8dk5iS1f0[/youtube]
• DNA je dolg , nerazvejan heteropolimer, ki ga sestavljajo štiri vrste monomernih nukleotidnih enot ( vsaka je sestavljena iz treh delov: dušikove organske baze, sladkorja deoksiriboze in fosfata.
• DNA je sestavljena iz dveh v vijačno zgradbo povezanih verig.
• Strukturno ogrodje vsake verige je sestavljeno iz OH in fosfatnih skupin, ki so povezane s kovalentnimi fosfodiestrskimi povezavami. Organske baze so obrnjene v notranjost vijačnice. Urejene so kot stopnice v spiralnem stopnišču, kar jim omogoča, da se povežejo z nekovalentnimi interakcijami.
• Baze obeh nasprotnih verig so si dovolj blizu, da lahko nastanejo komplementarni bazni pari v katerih se baze povežejo s specifičnimi vodikovimi vezmi.
• Adenin (A) se poveže s timinom (T), gvanin (G) pa s citozinom (C)
• Informacija je shranjena v obliki zaporedja nukleotidov v DNA (sekvenca DNA)
SEMIKONZERVATIVNO PODVAJANJE DNA
DNA narekuje in usmerja sintezo identične molekule DNA za celice naslednje generacije.
Proces podvajanja imenovan tudi replikacija se začne z odvijanjem krajših segmentov obeh verig. Vsaka od obeh verig predstavlja matrico za nastanek nove komplementarne verige.
V podvojevanje se vključi encim DNA- polimeraza. Podvoji se celotna molekula DNA. Dobimo dve popolnoma identični molekuli DNA. Ta proces se imenuje semikonzervativno podvajanje.
PREPISOVANJE ALI TRANSKRIPCIJA
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=mQClpqDBlSs[/youtube]
Gre za prenos informacije z DNA na RNA. Kot se v procesu podvojevanja prepiše celotna DNA se nasprotno pri transkripciji z molekule DNA na RNA prepiše le del informacije ,ki jo nosi celotna molekula DNA.
Genom je razdeljen na specifične kodirajoče regije, ki jih imenujemo geni.
Glavne razlike med DNA in RNA:
1. DNA ( deoksiribonukleotidi) RNA ( ribonuklotidi) – monomerne gradbene enote
2. DNA ima bazo TIMIN, RNA pa namesto timina URACIL
3. Hibrid DNA: RNA se po končanem prepisovanju razdruži, sprosti se enoverižna matrica , medtem, ko se DNA poveže nazaj v dvojno vijačnico
4. Encim, ki povezuje nukleotide v molekulo RNA imenujemo RNA- polimeraza
TRI VRSTE RNA
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Ml0OqAUzEXU[/youtube]
DNA se prepiše v tri različne vrste RNA:
• Ribosomsko ( rRNA )
• Prenašalno ( tRNA )
• Informacijsko ( mRNA )
Največ nastane ribosomske RNA, ki gradi ribosome.
Najmanjša je prenašalna RNA, ki veže ustrezno aminokislino in jo vključi v rastočo proteinsko verigo.
Za vsako od 20 aminokislin obstaja najmanj ena tRNA, lahko jih je več.
Informacijska RNA nosi sporočilo , kodirano v posameznem genu ali skupini genov.
Zaporedje nukleotidnih baz v mRNA je komplementarno zaporedju baz DNA, ki je služila za matrico.
Na vsaki molekuli mRNA je lahko več ribosomov,ki se pomikajo vzdolž verige, na vsakem od njih pa se sintetizira molekula proteina. To potreka od 5 konca molekule mRNA in se pomika proti 3 koncu.