Komplementarumas DNR ir RNR: bazių porų principas ir pavyzdžiai

Komplementarumas DNR ir RNR: supraskite bazių poravimo principą, A–T ir C–G taisykles, replikaciją ir pavyzdžius, paaiškinančius genetinės informacijos perdavimą.

Molekulinėje biologijoje komplementarumas yra nukleino rūgščių, pavyzdžiui, DNR ir RNR, savybė — gebėjimas formuoti konkrečias bazių poras. Kiekvienas nukleotidas turi azotinę bazę, ir tam tikros bazės nekovalentiškai susijungia tarpusavyje per vandenilinius ryšius, todėl galima nustatyti, kuri bazė yra komplementari kuriai.

Kaip tai veikia

Komplementarios bazių poros reiškia, kad kiekvienai bazei yra tik viena “normaliai” poruojanti partnerė. Dėl to fermentai gali sintezuoti antroji grandinę pagal jau esančią grandinę — tai būtina DNR replikacijai ir informacijos perdavimui tarp DNR ir RNR (transkripcija). Grandinės yra antiparalelinės — viena eina 5'→3' kryptimi, kita priešinga (3'→5'), todėl komplementarių bazių tvarka yra atvirkštinė.

Bazių poros DNR ir RNR

Standartinės Watson–Crick poros DNR yra šios:

• A su T
• C su G

Konkrečios savybės:

• A–T pora susidaro per du vandenilinius ryšius.
• C–G pora susidaro per tris vandenilinius ryšius, todėl C–G poros yra termiškai stabilesnės (daugiau C–G reiškia didesnį tirpimo temperatūros tašką).
• RNR vietoje T turi U (uracilą), todėl DNR–RNR poravime A poruojasi su U.
• RNR taip pat gali formuoti nekanonines poras, pavyzdžiui, G–U “wobble”, svarbias baltymų sintezėje ir RNR struktūrose.

Pavyzdžiai

Pavyzdžiui, jeigu DNR vienos grandinės seka (rašyta 5'→3' kryptimi) yra:

5'–A G T C A T G–3'

jos komplementarioji grandinė bus antiparalelė ir sudaryta iš komplementarių bazių:

3'–T C A G T A C–5'

Jeigu norime užrašyti komplementarią grandinę taip pat 5'→3' kryptimi, ją reikia apversti:

5'–C A T G A C T–3'

Transkripcijos pavyzdys: jeigu DNR šablono grandinė yra 3'–T C A G T A C–5', tai sintezuota mRNR (5'→3') bus:

5'–A G U C A U G–3' (čia T pakeičia U).

Praktinė reikšmė

Komplementarumas yra kertinė molekulinės biologijos sąvoka. Jis paaiškina:

• kaip vyksta DNR replikacija (DNA polimerazės sintezuoja naują grandinę pagal esamą);
• kaip vyksta transkripcija (mRNR sintezė pagal DNR šabloną) ir kaip mRNR nuneša informaciją baltymų sintezei;
• biotechnologines metodikas, pvz., PCR, hibridizacijos sondas, sekoskaitą ir genų diagnostiką, kurios remiasi specifiniu komplementariumu;
• kaip bazių sudėtis (GC kiekis) veikia DNR stabilumą ir organizmų genomų savybes.

Trumpai tariant, komplementarumas leidžia tiksliai kopijuoti ir perduoti genetinę informaciją bei suteikia biologijai mechanizmų tikslumui ir patikimumui užtikrinti. Ne tik klasikinis A–T ir C–G poravimasis, bet ir RNR ypatumai (pvz., G–U) turi didelę reikšmę genų ekspresijos reguliavimui ir molekulinių mechanizmų veikimui.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra papildomumas molekulinėje biologijoje?

K: Kaip azotinės bazės papildo viena kitą?

K: Kodėl komplementarumas svarbus DNR replikacijai?

Klausimas: Kokios yra DNR ir RNR komplementarios bazių poros?

Klausimas: Ar bet kuri azotinė bazė gali sudaryti porą su bet kuria kita azotine baze?

K: Kokia yra DNR sekos A G T C A T G papildomosios grandinės azotinių bazių seka?

K: Kaip DNR ir RNR yra sujungtos komplementarios bazių poros?

Paieška pagal raidę