DNA und RNA: Definition, Eigenschaften, Unterschiede und Diskussion des Prozesses

DNA und RNA: Definition, Eigenschaften, Unterschiede und Diskussion des Prozesses – Was ist die Bedeutung und der Unterschied zwischen DNA und RNA? Bei dieser Gelegenheit Über die Knowledge.co.id Ich werde es besprechen und natürlich auch andere Dinge, die sich damit befassen.

Schauen wir uns die Diskussion im folgenden Artikel gemeinsam an, um sie besser zu verstehen.

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DNA und RNA: Definition, Eigenschaften, Unterschiede und Diskussion des Prozesses

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DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder Desoxyribonukleinsäure (ADN) ist eine Art Biomolekül, das Anweisungen speichert – Die genetischen Anweisungen jedes Organismus und vieler Arten von Viren sind Nukleinsäuren, die sich in den lebenden Zellen befinden Leben. Unterdessen ist RNA (Ribonukleinsäure) oder Ribonukleinsäure ein Polymermolekül, das an verschiedenen biologischen Rollen bei der Dekodierung, Kodierung, Regulierung und Genexpression beteiligt ist.

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DNA-Struktur

DNA ist das genetische Material, das in allen lebenden Zellen und den meisten Viren vorkommt. DNA trägt die für die Proteinsynthese und -replikation notwendigen Informationen.

Struktur der DNA-Doppelhelixkette. Jede Kette ist ein Polynukleotid und besteht aus Nukleotiden, von denen jedes aus drei Einheiten Zucker, Base und Phosphat besteht. Im Inneren des Nukleotids befindet sich ein Nukleosid, bei dem es sich um einen mit einer Base gepaarten Zucker handelt. Jedes Nukleotid in einem Polynukleotid ist durch die gleichen chemischen Bindungen (Basenbindungen) verbunden. Die Nukleotidstruktur besteht aus.

• Ein Zuckermolekül

Es gibt zwei Arten von Zucker, nämlich Ribose (Pentose) und Dioxyribose (Aldopentose).

• Basenpaare

Es gibt zwei Arten von Basenpaaren, nämlich Purine und Pyrimidine. Purine bestehen aus Adenin (A) und Guanin (G) mit Wasserstoff-Einfachbindungen. Pyrimidin besteht hingegen aus Cytosinin (S) und Thymin (T). Basenpaare sind durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden, Purine sind mit Pyrimidin gepaart (A-T mit zwei Wasserstoffbrückenbindungen), wohingegen (G-S mit drei Wasserstoffbrückenbindungen).

• Phosphat

An Pentosezucker gebundene Phosphate bilden eine Bindung, die Phosphodiesterbindung genannt wird.

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Eigenschaften der DNA

DNA hat eine kettenartige Struktur mit einer verdrillten Doppelhelix, die sich selbst replizieren kann. Darüber hinaus gibt es weitere Merkmale der DNA, darunter:

• Die Größe haploider Zellen erreicht 3x 10 9 Basenpaare
• Ein Chromosom ist ± 7 cm lang
• Die Kette kann getrennt werden (Denaturierung durch Alkali und heiße Temperaturen)

Denaturierung kann auftreten, wenn die DNA heißen Bedingungen nahe 1000 Grad Celsius ausgesetzt ist und sich dadurch trennt, insbesondere DNA mit einem Partner A-T-Basen, die nur zwei Wasserstoffbrückenbindungen haben, sind resistenter dagegen, da die G-C-Basenpaare drei Wasserstoffpaare haben heiß. Und kann eine Renaturierung erleben, wenn es in seinen Gesamtzustand zurückkehrt (Temperatur sinkt), wobei intakte RNA wieder mit ihrem geeigneten Partner zusammentrifft.

• Dient als genetisches Material (Charakterträger)

DNA fungiert als genetisches Material bei der Genexpression, DNA reguliert alle Zellaktivitäten und ist in der Lage, von Zellen benötigte Proteinvorlagen zu bilden.

• Repliziert/vervielfacht sich in zwei Teile mit gleicher Zusammensetzung und hat Funktionen bei der Proteinsynthese.

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DNA Replikation

Es ist zu beachten, dass die DNA-Replikation semikonservativ ist, das heißt, beide DNA-Stränge fungieren als Adepten für die Herstellung neuer DNA-Stränge. Dann handelt es sich auch um den Prozess der Vorbereitung des genetischen Materials für die Teilung (Reproduktion). Prokaryontische Zellen replizieren ständig DNA. Bei Eukaryoten ist der Zeitpunkt der DNA-Replikation stark reguliert, nämlich während der Zellzyklusphase, vor der Mitose oder Meiose.

Die Replikationsgeschwindigkeit eukaryotischer Organismen ist zehnmal höher als die von Prokaryoten (da sich die Ribosomen in eukaryotischen Zellen außerhalb des Zellkerns befinden, sodass die mRNA die Kernmembran passieren muss). Mittlerweile dauert die Replikation des menschlichen Genoms 8 Stunden. Die Replikation ist halbkonservativ und erfolgt in zwei Richtungen, der Syntheserichtung von 5 nach 3. Im Folgenden sind die Phasen der DNA-Replikation aufgeführt:

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Phasen der DNA-Replikation

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  Initiationsphasen

Öffnung der Doppelhelixkette mit Hilfe der DNA-Helikase. Helikase wandelt ATP in ADP als Energie um, um einzelne DNA-Kettenzweige zu öffnen und zu verlängern. DNA-Helikase ist ein Protein, das die DNA-Replikationsphase unterstützt und besteht aus:

• • Helikase II/III, die die Vorlage anbringt, deren nachlaufende Kette ('3-5') gerichtet wird ('5-3')
  • Rep-Protein, das an die erste zu synthetisierende Kette bindet und zu „3-5“ umgeleitet wird.

• Die DNA-Replikation beginnt durch DNA-Polymerase III

Unterstützt durch Topoisomerase (DNA-Gyrase), die die Spannung der DNA-Stränge und anschließend der DNA-Stränge verringert Einzelstränge werden durch einzelsträngige Bindungsproteine ​​verbunden, um die Bildung der Doppelhelix zu verhindern zurückkehren.

• Die DNA-Kette wird zu einem neuen einzelnen DNA-Strang verlängert.
  • Führender Strang: neue Stränge in der richtigen Richtung von „5-3“
  • Nacheilender Strang: Neue Stränge, die von „3-5“ ausgerichtet sind, so dass es zu Rissen in den Strängen kommt
• Primäre RNA verfügt über Primase-Enzyme, um primäre RNA zu befestigen. Primase-Enzyme sind in der Lage, Okazaki-Fragmente zu bilden. RNA-Primer beginnen mit der DNA-Synthese nur einmal am führenden Strang, während der nacheilende Strang an jedem Okazaki-Fragment beginnt.
• Das Primase-Enzym kann sich mit anderen Polypeptiden verbinden und zu diesem Zeitpunkt ist das Primosom aktiv, das Primosom Wenn man die Syntheserichtung von „3-5“ auf „5-3“ ändert, erscheint das Primosom nur, wenn die primäre RNA vorhanden ist frei.
• Die RNA-Primer werden später freigesetzt und dann von der zu synthetisierenden DNA-Polymerase I übernommen, bis sie sich den Teilen des Okazaki-Fragments nähert, die ihr vorausgegangen sind. Anschließend wird die Syntheserichtung auf „5-3“ geändert.
  Benachbarte Okazaki-Fragmente werden durch DNA-Ligase verbunden

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DNA-Replikationshypothese

Es gibt drei Hypothesen zur DNA-Replikation, die erklären, wie die Stränge der Doppelhelix der DNA im Prozess der DNA-Replikation Kopien erstellen:

• Der erste Konservative Hypothese, die Stränge der DNA-Doppelhelix bilden in einem Stück neue Stränge
• Dann Halbkonservative Hypothese, öffnen sich die Stränge der DNA-Doppelhelix und bilden dann jeweils einen neuen Strang als Komplement
• Also Ausbreitungshypothese, eine Mischung aus alten und neu gebildeten DNA-Doppelhelixsträngen

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DNA-Reparatur

Bei der DNA-Reparatur handelt es sich um den Prozess der Reparatur beschädigter DNA, unter anderem aufgrund von:

• Basenmodifikation (chemische Veränderungen, Verlust von Basen, kovalente Bindungen zwischen benachbarten Basen)
• Versagen der DNA-Transkription und -Translation
• Schwere DNA-Schäden (DNA-Brüche)

Die DNA-Reparatur lässt sich in drei Kategorien einteilen:

• Schadensanzeige, sofort ersetzt

Dies ist der einfachste Weg, da die DNA nicht geschnitten, sondern nur ersetzt werden muss.

• Schadensbeseitigung, entfernt

Komplizierter, da das Schneiden zum Ersetzen durchgeführt werden muss, und ist unterteilt in:

• • Reparatur der Basisexzision durch einfaches Ersetzen einer beschädigten Basis durch eine andere.
  • Reparatur von Fehlpaarungen durch Ersetzen der nicht übereinstimmenden Base durch Enzyme.
  • Nukleotid-Exzisionsreparatur durch Schneiden eines der beschädigten DNA-Segmente.

Schadenstoleranz, also Fehlertoleranz, wird unterteilt in:

• • Homolonge Rekombination (HR) unter Verwendung von Schwesterchromatiden zur Reparatur von Schäden (ohne Deletionen).
  • Nicht homologe Endverbindung (NHEJ): Wenn der Bruch nicht derselbe ist, wird er zuerst mit dem Exonukleus abgeflacht, dann gibt es ein bestimmtes Enzym, das funktioniert und sich verbindet (mit Deletion).

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RNA-Struktur

RNA ist ein Makromolekül, das als Speicher und Verteiler genetischer Informationen fungiert, die nur in bestimmten Viren vorkommen.

RNA ist eine einzelne Polynukleotidkette oder wird auch einzelne Helix genannt. Jedes Ribonukleotid besteht aus drei Molekülgruppen, nämlich 5 Kohlenstoffatomen, einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe. Im Gegensatz zur DNA bestehen Pyrimidinbasenpaare in der RNA aus Cytosin (S) und Uracil (U). Purinbasenpaare bestehen aus Adenin (A) und Thymin (T).

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RNA-Typ

Es gibt drei Arten von RNA, die bei Bedarf im Prozess der Proteinsynthese gebildet werden, darunter:

• • ribosomale RNA (rRNA). RNAr wird von der DNA im Zellkern eingeprägt. RNAr ist die Hauptstrukturkomponente im Ribosom, die in Untereinheiten angeordnet ist, was die Bindung zwischen dem Codon und dem Anticodon im Ribosom unterstützt.
  • Transfer-RNA (tRNA). Die tRNA hat an einem Ende, dem Anticodon, drei kurze Basensequenzen, die die Säure tragen spezifische Aminosäuren aus dem Zytoplasma, die bei der Proteinsynthese nützlich sind, nämlich die Sequenzierung von Aminosäuren entsprechend ihrer Codonsequenz rRNAd.
  • Messenger-RNA (mRNA), auch bekannt als Messenger-RNA (dRNA). RNAd ist der genetische Code (Codon) vom Kernchromosom bis zum Ribosom. Der genetische Code der RNAd wird dann zu einer Vorlage für die Bestimmung der Aminosäuresequenz in der Polypeptidkette.

• Proteinsynthese

Protein ist der größte organische Bestandteil unserer Körperzellen (10-15 %). Zellproteine ​​sind Marker für bestimmte Stoffwechselerkrankungen. Daher spielt Protein eine wichtige Rolle im Zellstoffwechsel. Enzyme, Vitamine, regulatorische Substanzen und bestimmte Hormone sind ebenfalls Proteine.

• Proteinsynthese in Prokaryoten – Eukaryoten

Die Proteinsynthese ist ein dynamischer Prozess, der sich je nach Umgebung ändern kann. Es gibt Unterschiede im Prozess der Proteinsynthese in prokaryotischen und eukaryotischen Zellen. DNA im Zytoplasma, nämlich:

• • Prokaryoten:
    • DNA im Zytoplasma
    • Die Prozesse der Transkription und Translation finden im Zytoplasma statt
    • Das primäre RNA-Produkt, das aus der DNA-Transkription entsteht, kann sofort funktionieren
  • Eukaryotisch.
    • DNA im Zellkern
    • Der Transkriptionsprozess findet im Zellkern statt, während die Translation im Ribosom stattfindet
    • Primäre RNA muss zuvor einen Reifungsprozess durchlaufen, um zu funktionsfähiger RNA zu werden.

In eukaryotischen Zellen findet der Prozess der Transkription und Reifung dieser primären RNA im Zellkern statt. Die Reifung erfolgt in Form eines Verkappungsprozesses zur Herstellung von Verschlüssen am 5'-Ende mit 7-Methylguanosin. Neben dem Verschließen; Außerdem ist am 3'-Ende ein Polyadenylat-Schwanz hinzugefügt. Die Zugabemenge von Poly A variiert zwischen 100 und 200 Stickstoffbasen.

Darüber hinaus wird die primäre RNA gespleißt (Schneiden/Abbau von Introns durch SnRNA und HnRN-Protein mit Ribosomen, bei denen es sich um Ribonukleinsäureenzyme als Katalysator handelt). Beim Spleißen der RNA entstehen hakenartige Strukturen. Nach Abschluss dieses Prozesses ist die primäre RNA funktionsfähig (wird zur m-RNA-Reifung). Die nächste Phase ist der Transport dieser reifen RNA durch die Kernmembran zu den Ribosomen im Zytoplasma.

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Stufen der Proteinsynthese

Die Proteinsynthese erfolgt in zwei Phasen, nämlich Transkription und Translation.

• Transkription

In diesem Stadium werden die Codons auf den DNA-Strängen in RNA kopiert. m-RNA dient als Bote zwischen DNA und Proteinen, die später synthetisiert werden. Dieser Prozess findet in einem Transkriptionssystem namens Cistron statt. Kopierrichtung der Codons von 5' nach 3' endet

Vom Ort der Einleitung (AUG) zum Ort der Beendigung (UAG, UAA, UGA)
Die RNA-Polymerase bindet an den Promotor des DNA-Strangs und trennt die beiden DNA-Stränge.
Die Nukleotidketten der RNA sind frei beweglich und die Wasserstoffbrücken vervollständigen die Basen der DNA-Ketten.
Die RNA-Polymerase verbindet sich in der 5'-3'-Richtung mit der RNA-Nukleotidkette.
Die gebildete RNA-Kette löst sich von der DNA-Kette.
mRNA wird zum endoplasmatischen Retikulum transportiert.
Dann liest das Ribosom die mRNA-Sequenz. Um mRNA in Proteinform umzuwandeln, wird tRNA zum Lesen von mRNA-Sequenzen verwendet. Ein Lesevorgang übersetzt 3 Nukleotide in eine Aminosäure.

Voraussetzung für die Transkription ist die Wechselwirkung zwischen dem Promotor und dem RNA-Polymerase-Enzym. Der Promotor ist ein Auslöser der Transkription und eine absolute Voraussetzung für die Durchführung der Transkription. Enzym-RNA-Polymerase:

In Prokaryoten gibt es nur eine Art von RNA-Polymerase
In Eukaryoten gibt es 3 Arten von RNA-Polymerasen (I, II, III)

Der erste Polymerase I Kodierung für ribosomale DNA
Zweite Polymerase II kodieren die Gene, die während der Transkription funktionieren: Prä-m-RNA, snu-RNA, m-RNA und ein kleiner Teil der sn-RNA
Finale Polymerase III kodieren t-RNA und kleine RNAs, zum Beispiel sn-RNA

Es gibt drei Phasen, nämlich:

Initiierung: die Entstehung eines Promotors als Folge der Anlagerung der RNA-Polymerase an einen bestimmten DNA-Abschnitt.
Elongation: findet während des Transkriptionsprozesses statt, bis der Promotor am Ende (Terminator) steht.
Termination: Der Promotor stoppt aufgrund des Terminators die Transkription der DNA und produziert den m-RNA-Strang

In einem DNA-Strang gibt es viele RNA-Polymerasen, die entlang bestimmter Abschnitte arbeiten können produzieren m-RNA, sodass Zellen in kurzer Zeit viele Proteine ​​​​des gleichen Typs produzieren können Auch.

• Übersetzung

Unter Translation versteht man den Prozess der Übersetzung von m-RNA-Codons in Polypeptide (Aminosäuresequenzen) im Ribosom. Durch die Translation eines Codons entsteht eine Aminosäure. Es beginnt mit der Übersetzung der Triplett-Codons vom Anfang bis zum Ende.

Die Translationsstufe umfasst r-RNA (Ribosomen-RNA). Ribosomen werden in zwei Typen unterteilt, nämlich kleine Untereinheiten die aus einer m-RNA besteht, während die große Untereinheit aus zwei m-RNA und mehreren Arten von Proteinen besteht innen. Diese beiden Untereinheiten werden sich nicht vereinigen, solange keine Proteinsynthese stattgefunden hat.

Dieser Prozess ist in drei Phasen unterteilt: Initiierung, Verlängerung und Beendigung.

• • Einleitung

Es beginnt mit der Anheftung der kleinen Ribosomeneinheit an das 5'-Ende der RNAd.
Die erste tRNA (Initiator) kommt mit der Aminosäure Methionin mit dem UAC-Anticodon auf RNAd direkt am AUG-Startcodon an der P-Position an.
Der Prozess der Anheftung einer großen Ribosomeinheit an eine kleine Ribosomeinheit.
Das große Einheitsribosom verfügt über drei spezielle tRNA-Anheftungspositionen, nämlich A, P und E. Die Position ganz rechts von A ist der Eintrittspunkt für die tRNA, die Aminosäuren trägt. Dann dient die P-Position in der Mitte als Ort für die Freisetzung von Aminosäuren durch die tRNA. In der E-Position ganz links verlässt die tRNA das Ribosom.

• • Verlängerung

Die Verlängerung beginnt mit der Entstehung einer neuen t-RNA, die eine neue Aminosäure und ein Anti-Codon trägt.
Es kam zu einer Verschiebung der t-RNA mit der öffnenden Aminosäure (AUG-Lock) mit der neuen t-RNA mit anti Codon und neue Aminosäure (große Untereinheit hat drei Seiten oder Stellen, nämlich E-Stelle, P-Stelle und Eine Seite.

Also die Verschiebung von der A-Stelle zur P-Stelle, aber zu Beginn der Öffnung besetzt die Schlüssel-t-RNA sofort die A-Stelle und verschiebt sich, bis sie an der E-Stelle freigesetzt wird)
Neue t-RNA trifft ein und dann kommt es zu einer Verlängerung der Aminosäuresequenz, die dann zu einem Polypeptid angeordnet wird

• • Beendigung
    • Die Polymerase löst sich am Terminator (Terminationscodon)
    • Das Releasing-Faktor-Protein bindet an ein Stoppcodon.
    • Zugabe von Wasser zur Polypeptidkette.
    • Die Translation stoppt, weil das Stoppcodon nicht an eine AminosylRNA binden kann.
    • Die Polypeptidkette löst sich vom Ribosom.
    • Der Prozess endet, wenn das Ribosom die mRNA freisetzt und in die 3'- und 5'-Untereinheiten zerfällt

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Diskussion über DNA

DNA besteht aus einer Nukleinsäure, die aus Polynukleotiden von Dionukleotideinheiten besteht, deren Bausteine ​​Dioxynukleotide sind. Bei diesen genetischen Informationen handelt es sich im Allgemeinen um eine Sammlung von Befehlen, die Zellen dazu bringen, etwas zu tun.

DNA heißt auf Englisch Desoxyribonukleinsäure, während sie auf Indonesisch Desoxyribonukleinsäure heißt. Die chemische Zusammensetzung der DNA ist ein Polymer, das aus langen Nukleotidketten besteht.

• DNA-Funktion

Die Hauptfunktion der DNA besteht darin, genetisches Material zu transportieren. Allerdings ist die Funktion der DNA sehr breit gefächert, nämlich wie folgt:

• • Weitergabe von genetischem Material von Generation zu Generation
  • Kontrolliere das Leben direkt oder indirekt
  • Als Autokatalysator oder selbstreplizierend
  • Als Heterokatalysator oder zur Synthese anderer Verbindungen

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Diskussion über RNA

RNA besteht aus einer Nukleinsäure, die aus Polynukleotiden aus Mononukleotideinheiten besteht. RNA-Polymere bestehen aus alternierenden Bindungen zwischen der Phosphatgruppe eines Nukleotids und der Ribose-Zuckergruppe und einem anderen Nukleotid.

• RNA-Funktion

Für die Funktion der RNA wie folgt.

• • Als Informationsspeicher.
  • Als Vermittler zwischen DNA und Protein im Prozess der genetischen Expression in lebenden Organismen.

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Unterschied zwischen DNA und RNA

• Der Pentoseanteil der DNA ist Ribose, während der Pentoseanteil der RNA Dioxyribose ist.
• Die molekulare Form der DNA ist eine Doppelhelix, während die Form des RNA-Moleküls die Form einer einzelnen gefalteten Kette hat, also einer Doppelkette ähnelt.
• RNA enthält wie DNA die Basen Adenin, Guanin und Cytosin, aber RNA enthält kein Thymin, sondern stattdessen Uracil.
• DNA befindet sich in den Chromosomen, während RNA wie die zweite RNA in den Chromosomen von der Art der RNA abhängt p-RNA- oder t-RNA-Kerne befinden sich im Zytoplasma, während r-RNA (Ribosomen-RNA) im Zytoplasma zu finden ist Ribosom.
• Auf natürliche Weise bildet DNA RNA, während RNA Proteine ​​bildet, die für Lebewesen wie die Bildung von Blutmuskeln, Körperorganen, Hormonen, Enzymen und anderen essentiell sind.

So die Rezension von Über die Knowledge.co.id um DNA und RNA: Definition, Eigenschaften, Unterschiede und Diskussion des Prozesses, Hoffentlich kann ich Ihre Einsichten und Ihr Wissen erweitern. Vielen Dank für Ihren Besuch und vergessen Sie nicht, andere Artikel zu lesen.