Естественные науки

Помогите по биологии пожалуйста

1)Как объяснить, что маленькая одноцепочечная молекула РНК выполняет больше функций, чем огромная двойная спираль ДНК?
2)Какими уникальными особенностями нуклеиновых кислот объясняется их способность выполнять функцию хранения наследственной информации?
Евгений Пакшин
Евгений Пакшин
68 703
1)Как объяснить, что маленькая одноцепочечная молекула РНК выполняет больше функций, чем огромная двойная спираль ДНК?

В нашей биосфере носителями информации являются полинуклеотиды: ДНК и РНК. При этом ДНК выполняет функции хранения информации и передачи потомкам, РНК участвует в биосинтезе белков (трансляции и транскрипции) .
Преимущества ДНК состоят в том, что эти полинуклеотиды более приспособлены к хранению генетической информации и комплиментарной авторепродукции. Преимущества РНК состоят в том, что молекулы РНК могут выполнить некоторые каталитические функции (хотя функции хранения и авторепродукции выполняют несколько хуже) .
Молекулы ДНК более устойчивы, чем РНК, и потому являются более надежными хранителями наследственной информации. В РНК во 2-м положении рибозных остатков имеются свободные гидроксильные группы, которые сильно влияют на конформацию полимера. Отсутствие 2-ОН-группы в дезоксирибозе делает ДНК более устойчивой к щелочной деградации.

Платой за стабильность стала неспособность молекул ДНК сворачиваться в глобулы и выполнять какие-либо активные действия. Изначально ДНК, скорее всего, была чем-то вроде покоящейся фазы в жизненном цикле самовоспроизводящихся колоний РНК, и лишь много позднее она стала основным носителем наследственной информации.

В живых организмах практически все процессы происходят в основном благодаря ферментам белковой природы. Белки, однако, не могут самореплицироваться и синтезируются в клетке de novo на основании информации, заложенной в ДНК. Но и удвоение ДНК происходит только благодаря участию белков и РНК. Образуется замкнутый круг, из-за которого, в рамках теории самозарождения жизни приходилось признать необходимость не только абиогенного синтеза обоих классов молекул, но и спонтанного возникновения сложной системы их взаимосвязи, вероятность чего крайне мала.

В начале 1980-х годов в лаборатории Т. Чека и С. Олтмана в США была открыта каталитическая способность РНК. По аналогии с ферментами (англ. enzyme) РНК-катализаторы были названы рибозимами, за их открытие Томасу Чеку в 1989 году была присуждена Нобелевская премия по химии. Более того, оказалось, что активный центр рибосом содержит большое количество рРНК. Также РНК способны создавать двойную цепочку и самореплицироваться.
Таким образом, РНК могли существовать полностью автономно, катализируя «метаболические» реакции, например, синтеза новых рибонуклеотидов и самовоспроизводясь, сохраняя из «поколения» в «поколение» каталитические свойства. С другой стороны возникли специализированные хранилища генетической информации — ДНК.
Концепция "Мир РНК"

2)Какими уникальными особенностями нуклеиновых кислот объясняется их способность выполнять функцию хранения наследственной информации?

Это свойства двуцепочечности (в ДНК) , комплементарности азотистых оснований, антипараллельности (разнонаплавленности полинуклеотидных цепей ДНК, способности к репликации (самоудвоению, самокопированию) .

Гликозидные связи в ДНК более лабильны, чем в РНК. Пуриновые нуклеотиды гидролизуются легче, чем пиримидиновые. И все же, несмотря на легкость, с которой деградируют нуклеиновые кислоты под действием кислот и щелочей, ковалентная структура этих молекул сравнительно устойчива, что предопределяет их способность служить генетическим материалом.
Молекулы ДНК (как и РНК) способны к самокопированию, правда, для этого нужны катализаторы – белки или рибозимы. Наследственная информация, хранящаяся в ДНК в виде последовательности нуклеотидов, может "переписываться" на РНК (так создаются информационные РНК) и обратно. Точность копирования обеспечивается в значительной мере автоматически, благодаря особому свойству нуклеотидов: против каждого нуклеотида исходной молекулы (матрицы) в синтезируемой копии (реплике) может встать только один строго определенный нуклеотид из четырех возможных (например, напротив гуанина – только цитозин) . Когда на этой реплике синтезируется новая реплика, она окажется точной копией исходной молекулы.
Стас Бураканов
Стас Бураканов
69 392
Лучший ответ