DNA と RNA: プロセスの定義、特徴、違い、および考察

DNA と RNA: プロセスの定義、特徴、違い、および考察 – DNAとRNAの意味と違いは何ですか？ この機会に ナレッジ.co.idについて それについて、そしてもちろんそれをカバーする他のことについても説明します。

理解を深めるために、以下の記事でその議論を一緒に見てみましょう。

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DNA と RNA: プロセスの定義、特徴、違い、および考察

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DNA (デオキシリボ核酸) またはデオキシリボ核酸 (ADN) は、命令を保存する生体分子の一種です。 – 各生物および多くの種類のウイルスの遺伝的指示は、生きた細胞内にある核酸です 人生。 一方、RNA (リボ核酸) またはリボ核酸は、解読、コード化、制御、および遺伝子発現におけるさまざまな生物学的役割に関与するポリマー分子です。

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DNA構造

DNA は、すべての生きた細胞とほとんどのウイルスに含まれる遺伝物質です。 DNA はタンパク質の合成と複製に必要な情報を担っています。

DNA二重らせん鎖の構造 各鎖はポリヌクレオチドであり、糖、塩基、リン酸の3単位からなるヌクレオチドから構成されています。 ヌクレオチドの内部には、塩基と対になった糖であるヌクレオシドがあります。 ポリヌクレオチド内の各ヌクレオチドは、同じ化学結合 (塩基結合) によって結合されています。 ヌクレオチド構造は以下から構成されます。

• 1つの糖分子

糖にはリボース（ペントース）とジオキシリボース（アルドペントース）の2種類があります。

• 塩基対

塩基対にはプリンとピリミジンの 2 種類があります。 プリンは、水素単結合を持つアデニン (A) とグアニン (G) で構成されます。 一方、ピリミジンはシトシニン(S)とチミン(T)から構成されます。 塩基対は水素結合によって結合され、プリンはピリミジンと対になります (A-T は 2 つの水素結合を持ちます) が、(G-S は 3 つの水素結合を持ちます)。

• リン酸塩

五炭糖に結合したリン酸は、ホスホジエステル結合と呼ばれる結合を形成します。

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DNAの特徴

DNAは自己複製可能なねじれた二重らせんをもつ鎖のような構造をしています。 さらに、DNA には次のような他の特徴もあります。

• 一倍体細胞のサイズは 3x 10 9 塩基対に達します
• 1本の染色体の長さは±7cm
• 鎖が切れる（アルカリや高温による変性）

DNA が摂氏 1000 度に近い高温条件下にある場合、変性が発生する可能性があるため、DNA、特にパートナーとの DNA が分離してしまいます。 G-C 塩基対には 3 つの水素対があるため、2 つの水素結合しか持たない A-T 塩基は、より耐性になります。 熱い。 そして、完全な RNA が適切なパートナーと再び出会うことで、すべての状態に戻る (温度が下がる) と再生を経験することができます。

• 遺伝物質（キャラクターキャリア）として機能する

遺伝物質としての DNA は、遺伝子発現において機能し、すべての細胞活動を調節し、細胞に必要なタンパク質の鋳型を形成することができます。

• タンパク質の合成において、同じ組成の機能を持つ2つに自分自身を複製・増殖します。

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DNA複製

DNA の複製は半保存的である、つまり、両方の DNA 鎖が新しい DNA 鎖の製造の達人として機能することに注意する必要があります。 そして、それは分裂（生殖）のために遺伝物質を準備するプロセスでもあります。 原核細胞は常に DNA を複製しています。 真核生物では、DNA複製のタイミングは高度に調節されており、つまり有糸分裂または減数分裂の前の細胞周期期にあります。

真核生物の複製速度は原核生物の 10 倍です (真核細胞のリボソームは核の外にあるため、mRNA は核膜を通過する必要があるため)。 一方、ヒトゲノムの複製には8時間かかります。 複製は半保存的で、合成方向 5 から 3 の 2 つの方向で行われます。 DNA 複製の段階は次のとおりです。

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DNA複製の段階

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  開始段階

DNA ヘリカーゼの助けを借りて二重らせん鎖を開きます。 ヘリカーゼは、別々の DNA 鎖の枝を開いて伸ばすためのエネルギーとして ATP を ADP に変換します。 DNA ヘリカーゼは、DNA 複製段階を助けるタンパク質であり、以下で構成されます。

• • Helicase II/III、トレーリングチェーン (「3-5」) が方向性 (「5-3」) になるテンプレートをアタッチします。
  • Rep タンパク質。合成中の最初の鎖に結合し、「3-5」に再ルートされます。

• DNA は DNA ポリメラーゼ III によって複製され始めます。

DNA 鎖の張力を低下させるトポイソメラーゼ (DNA ジャイレース) の働きにより、DNA 鎖が緩みます。 一本鎖は一本鎖結合タンパク質によって結合され、二重らせんの形成を防ぎます。 戻る。

• DNA 鎖が伸長して、新しい単一の DNA 鎖が形成されます。
  • リーディングストランド: 「5-3」からの正しい方向の新しいストランド
  • ラギングストランド: ストランドに亀裂が生じるように「3-5」から方向付けられた新しいストランド
• 一次 RNA には一次 RNA を結合するためのプライマーゼ酵素があり、プライマーゼ酵素は岡崎フラグメントを形成できます。 RNA プライマーはリーディング鎖で 1 回だけ DNA 合成を開始しますが、ラギング鎖は各岡崎フラグメントで開始します。
• プライマーゼ酵素は他のポリペプチドと結合することができ、そのときにプライモソームが活性化されます。 合成の方向を「3-5」から「5-3」に変更すると、プライモソームは一次 RNA が生成されたときにのみ表示されます。 無料。
• RNA プライマーは後で放出され、DNA ポリメラーゼ I によって引き継がれて、その前の岡崎フラグメントの部分に近づくまで合成されます。その後、合成の方向が「5-3」に変更されます。
  隣接する岡崎フラグメントは DNA リガーゼによって結合されます

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DNA複製仮説

DNA 複製の過程で DNA の二重らせんの鎖がどのようにコピーを作成するかを説明する DNA 複製についての 3 つの仮説は次のとおりです。

• 最初 保守的な仮説、DNA二重らせんの鎖が一体となって新しい鎖を形成します。
• それから 半保守的な仮説、DNA二重らせんの鎖が開き、それぞれが相補体として新しい鎖を形成します
• それで 分散仮説、古いものと新しく形成された DNA 二重らせん鎖の混合物

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DNA修復

DNA 修復は、次のような理由で損傷した DNA を修復するプロセスです。

• 塩基修飾（化学変化、塩基の喪失、隣接する塩基間の共有結合）
• DNAの転写と翻訳の失敗
• 重度の DNA 損傷 (DNA の切断)

DNA 修復は 3 つの方法に分類されます。

• 損傷が明らかになり、すぐに交換

これは、DNA を切断する必要がなく、置き換えるだけで済むため、最も簡単な方法です。

• ダメージ除去、除去

交換するには切断する必要があるためさらに複雑で、次のように分かれています。

• • 損傷したベースと別のベースを交換するだけのベース切除修復。
  • ミスマッチ塩基を酵素で置換することによるミスマッチ修復。
  • ヌクレオチド除去修復は、損傷した DNA セグメントの 1 つを切断することによって行われます。

障害に対する許容度であるダメージ トレランスは、次のように分類されます。

• • 相同組換え (HR)、姉妹染色分体を使用して (欠失なしで) 損傷を修復します。
  • 非相同末端結合 (NHEJ)、切断が同じでない場合、最初に外核で平坦化され、その後、機能して (欠失と) 結合する特定の酵素があります。

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RNAの構造

RNA は高分子であり、特定のウイルスにのみ存在する遺伝情報の保存と配布として機能します。

RNA は単一のポリヌクレオチド鎖、または単一らせんとも呼ばれます。 各リボヌクレオチドは、3 つの分子グループ、つまり 5 つの炭素、窒素含有塩基、およびリン酸基から構成されます。 DNA とは対照的に、RNA のピリミジン塩基対はシトシン (S) とウラシル (U) で構成されます。 プリン塩基対は、アデニン (A) とチミン (T) で構成されます。

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RNAの種類

タンパク質合成の過程で必要に応じて形成される RNA には、次の 3 種類があります。

• • リボソームRNA（rRNA）。 RNAr は DNA によって核にインプリントされます。 RNAr はリボソームの主要な構造成分であり、サブユニットに配置され、リボソーム内のコドンとアンチコドン間の結合を助けます。
  • トランスファー RNA (tRNA)。 tRNA は、一端にアンチコドンと呼ばれる 3 つの短い塩基配列を持ち、酸を運ぶ タンパク質合成に役立つ細胞質からの特定のアミノ酸、すなわちコドン配列に従ったアミノ酸の配列決定 rRNAd。
  • メッセンジャー RNA (mRNA)、メッセンジャー RNA (dRNA) とも呼ばれます。 RNAd は、コア染色体からリボソームまでの遺伝暗号 (コドン) です。 RNAd 遺伝暗号は、ポリペプチド鎖のアミノ酸配列を決定するためのテンプレートになります。

• タンパク質合成

タンパク質は、私たちの体の細胞内で最大の有機成分です (10 ～ 15%)。 細胞タンパク質は、特定の代謝性疾患のマーカーです。 したがって、タンパク質は細胞の代謝において重要な役割を果たします。 酵素、ビタミン、調節物質、特定のホルモンもタンパク質です。

• 原核生物 – 真核生物におけるタンパク質合成

タンパク質合成は動的なプロセスであり、環境に応じて変化する可能性があります。 原核細胞と真核細胞の細胞質内の DNA におけるタンパク質合成のプロセスには違いがあります。つまり、次のとおりです。

• • 原核生物:
    • 細胞質内のDNA
    • 転写と翻訳のプロセスは細胞質で起こります
    • DNA の転写から生じる一次 RNA 産物はすぐに機能します。
  • 真核生物。
    • 核の中のDNA
    • 転写のプロセスは核で起こり、翻訳はリボソームで起こります。
    • 一次 RNA が機能的な RNA になるには、事前に成熟プロセスを経る必要があります。

真核細胞では、この一次 RNA の転写と成熟のプロセスが細胞核で起こります。 成熟は、7-メチル-グアノシンで5'末端にキャップを作るキャッピングプロセスの形式で行われます。 キャッピング以外にも; 3' 末端にはポリアデニレート尾部が追加されています。 ポリ A の添加量は 100 ～ 200 窒素塩基の範囲で変化します。

さらに、一次RNAはスプライシング（リボ核酸酵素であるリボソームを触媒として、SnRNAやHnRNタンパク質によるイントロンの切断・枯渇）を受けます。 RNA スプライシングが起こると、フック状の構造が形成されます。 このプロセスが完了すると、一次 RNA が機能するようになります (m-RNA が成熟します)。 次の段階は、この成熟 RNA が核膜を通って細胞質内のリボソームに輸送される段階です。

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タンパク質合成段階

タンパク質の合成は、転写と翻訳の 2 段階で行われます。

• 転写

この段階で、DNA 鎖上のコドンが RNA にコピーされます。 m-RNAは、DNAと後で合成されるタンパク質の間のメッセンジャーとして機能します。 このプロセスは、シストロンと呼ばれる転写システムで行われます。 5'末端から3'末端へのコドンのコピー方向

開始場所 (AUG) から終了場所 (UAG、UAA、UGA) まで
RNA ポリメラーゼは DNA 鎖のプロモーターに結合し、2 本の DNA 鎖を分離します。
RNA のヌクレオチド鎖は自由に動き、水素結合によって DNA 鎖の塩基が完成します。
RNA ポリメラーゼは 5' から 3' の方向に RNA ヌクレオチド鎖に結合します。
形成されたRNA鎖はDNA鎖から切り離されます。
mRNAは小胞体に輸送されます。
次に、リボソームが mRNA 配列を読み取ります。 mRNA をタンパク質の形に変換するには、tRNA を使用して mRNA 配列を読み取ります。 1 つのリードで 3 つのヌクレオチドが 1 つのアミノ酸に翻訳されます。

転写が起こるために必要なのは、プロモーターと RNA ポリメラーゼ酵素の間の相互作用です。 プロモーターは転写のトリガーであり、転写が起こるための絶対的な要件です。 酵素 RNA ポリメラーゼ:

原核生物には1種類のRNAポリメラーゼしかありません
真核生物には 3 種類の RNA ポリメラーゼ (I、II、III) があります。

最初 ポリメラーゼI リボソームDNAのコーディング
2番 ポリメラーゼ II 転写中に機能する遺伝子、pre m-RNA、snu-RNA、m-RNA、および sn-RNA の一部をコードする
最後の ポリメラーゼIII t-RNA および低分子 RNA (sn-RNA など) をコード化します。

次の 3 つの段階があります。

開始: RNA ポリメラーゼが DNA の特定の部分に結合した結果としてプロモーターが出現すること。
伸長: プロモーターが最後 (ターミネーター) に到達するまで、転写プロセス中に発生します。
ターミネーション: プロモーターはターミネーターにより DNA の転写を停止し、m-RNA 鎖を生成します。

1 本の DNA 鎖には、特定のセクションに沿って機能することができる RNA ポリメラーゼが多数存在します。 m-RNAを生成するため、細胞は同じ種類のタンパク質を短時間で多く生成できるようになります。 また。

• 翻訳

翻訳は、リボソーム内で m-RNA コドンをポリペプチド (アミノ酸配列) に翻訳するプロセスです。 1 つのコドンが翻訳されると 1 つのアミノ酸が生成されます。 それはトリプレット コドンの最初から最後までの翻訳から始まります。

翻訳段階にはr-RNA（リボソームRNA）が含まれ、リボソームは小さなサブユニットの2種類に分けられます。 大きなサブユニットは 2 つの m-RNA と数種類のタンパク質から構成されます。 内部。 これら 2 つのサブユニットは、タンパク質合成が起こらない限り結合しません。

このプロセスは、開始、伸長、終了の 3 つの段階に分かれています。

• • イニシエーション

それは、小さなリボソーム単位が RNAd の 5' 末端に結合することから始まります。
最初の tRNA (イニシエーター) は、RNAd 上の P 位置の AUG 開始コドンの右に UAC アンチコドンを持つアミノ酸 メチオニンを持って到着します。
大きな単位のリボソームを小さな単位のリボソームに結合するプロセス。
大きな単位のリボソームには、A、P、E という 3 つの特別な tRNA 結合位置があります。 A の右端はアミノ酸を運ぶ tRNA の入り口です。 次に、tRNAがアミノ酸を放出する場所として中央のPの位置。 一方、一番左の E 位置は、tRNA がリボソームから出る場所です。

• • 伸長

伸長は、新しいアミノ酸とアンチコドンを運ぶ新しい t-RNA の出現から始まります。
開始アミノ酸 (AUG ロック) を持つ t-RNA と、抗アミノ酸を持つ新しい t-RNA でシフトが発生しました。 コドンと新しいアミノ酸 (大きなサブユニットには 3 つの側面または場所があります。すなわち、E サイト、P サイト、および サイト。

したがって、A サイトから P サイトへのシフトですが、鍵となる t-RNA は、開口の開始時にすぐに A サイトを占有し、E サイトで解放されるまでシフトします)。
新しい t-RNA が到着し、アミノ酸配列が伸長してポリペプチドに配列されます。

• • 終了
    • ポリメラーゼはターミネーター（終止コドン）で切り離されます。
    • 放出因子タンパク質は終止コドンに結合します。
    • ポリペプチド鎖に水を加える。
    • 終止コドンがアミノシルRNAに結合できないため、翻訳は停止します。
    • ポリペプチド鎖がリボソームから切り離されます。
    • このプロセスは、リボソームが mRNA を放出し、3' サブユニットと 5' サブユニットに解離すると終了します。

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DNAに関するディスカッション

DNAは、構成要素がジオキシヌクレオチドであるジオキシヌクレオチド単位のポリヌクレオチドからなる核酸を持っています。 この遺伝情報は通常、細胞が何かをするように制御するコマンドの集合です。

英語ではDNAをデオキシリボ核酸、インドネシア語ではデオキシリボ核酸といいます。 DNA の化学組成は、ヌクレオチドの長鎖からなるポリマーです。

• DNA機能

DNA の主な機能は、遺伝物質を運ぶことです。 しかし、DNA の機能は非常に幅広く、以下のとおりです。

• • 遺伝物質を世代から世代へと伝える
  • 直接的または間接的に生命をコントロールする
  • 自動触媒または自己複製として
  • ヘテロ触媒として、または他の化合物の合成を実行

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RNAに関するディスカッション

RNAはモノヌクレオチド単位のポリヌクレオチドからなる核酸を持っています。 RNAポリマーは、1つのヌクレオチドのリン酸基とリボース糖基および別のヌクレオチドの間の交互の結合で構成されています。

• RNAの機能

RNAの機能については以下の通り。

• • 情報の保管庫として。
  • 生物に適用される遺伝子発現の過程において、DNA とタンパク質の間の仲介者として。

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DNAとRNAの違い

• DNA のペントース部分はリボースですが、RNA のペントース部分はジオキシリボースです。
• DNAの分子の形は二重らせんですが、RNAの分子の形は一本鎖が折りたたまれた形をしているため、二重鎖に似ています。
• RNAにはDNAと同様にアデニン、グアニン、シトシンという塩基が含まれていますが、RNAにはチミンは含まれず、代わりにウラシルが含まれています。
• DNA は染色体の中にありますが、RNA は 2 番目の RNA のように RNA の種類に依存します。 p RNAまたはt RNA核は細胞質に存在し、r RNA（リボソームRNA）は細胞質に存在します。 リボソーム。
• 当然のことながら、DNAはRNAを形成し、RNAは血液、筋肉、体の器官、ホルモン、酵素などの形成など、生物にとって不可欠なタンパク質を形成します。

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