නියුක්ලික් අම්ල: DNA, RNA හා ATP
ඒකකය 2 · ජීවයේ රසායනික හා සෛලීය පදනම
නියුක්ලියෝටයිඩයක ව්‍යුහය, DNA ද්විත්ව හෙලික්සය, RNA වර්ග සහ සෛලයේ ශක්ති මුදල ලෙස ATP.
නියුක්ලියෝටයිඩය
නියුක්ලික් අම්ල යනු නියුක්ලියෝටයිඩ වල බහුඅවයවික ය. සෑම නියුක්ලියෝටයිඩයකම කොටස් තුනක් ඇත:
- පෙන්ටෝස් සීනියක් (DNA හි ඩිඔක්සිරයිබෝස්, RNA හි රයිබෝස්);
- ෆොස්ෆේට් කාණ්ඩයක් (සීනියේ 5′ කාබනයට බැඳේ);
- නයිට්‍රජන් භෂ්මයක් (1′ කාබනයට බැඳේ).
භෂ්ම වර්ග දෙකකි. පියුරීන (ඇඩිනීන් A, ගුවානීන් G) හි ද්විත්ව වළල්ලක් ඇත. පිරිමිඩීන (සයිටොසීන් C, තයිමීන් T, යුරැසිල් U) හි තනි වළල්ලක් ඇත. DNA හි A, G, C හා T ඇති අතර RNA හි A, G, C හා U ඇත.
එක් නියුක්ලියෝටයිඩයක ෆොස්ෆේට් හා ඊළඟ නියුක්ලියෝටයිඩයේ සීනියේ 3′ හයිඩ්‍රොක්සිල් කාණ්ඩය අතර සංක්ෂේපන ප්‍රතික්‍රියාවෙන් ෆොස්ෆොඩයිඑස්ටර් බන්ධනයක් සෑදේ. භෂ්ම එයින් පිටතට නෙරා ඇති දිගු සීනි-ෆොස්ෆේට් කොඳු නාරටියක් ඇති වේ. දාමයක එක් කෙළවරක නිදහස් 5′ ෆොස්ෆේට් කාණ්ඩයක්ද අනෙක් කෙළවරේ නිදහස් 3′ හයිඩ්‍රොක්සිල් කාණ්ඩයක්ද ඇති බැවින් එයට දිශාවක් ඇත.
DNA: ද්විත්ව හෙලික්සය
වොට්සන් සහ ක්‍රික් (1953) ෆ්‍රෑන්ක්ලින් හා විල්කින්ස්ගේ X-කිරණ අපවර්තන දත්ත භාවිතයෙන් DNA ද්විත්ව හෙලික්සයක් බව යෝජනා කළහ:
- පොලිනියුක්ලියෝටයිඩ සූත්‍රිකා දෙකක් එකිනෙක වටා ඔතා ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවලට (ප්‍රති-සමාන්තරව: එකක් 5′→3′ අනෙක 3′→5′) ඇත;
- සීනි-ෆොස්ෆේට් කොඳු නාරටි පිටතින් ඇති අතර භෂ්ම ඇතුළට යොමු වී ඇත;
- භෂ්ම අනුපූරක භෂ්ම යුගල වීමෙන් යුගල වේ: A, T සමඟ හයිඩ්‍රජන් බන්ධන දෙකකින් ද G, C සමඟ තුනකින් ද යුගල වේ (සැමවිටම පියුරීනයක් පිරිමිඩීනයක් සමඟ බැවින් පළල නියත වේ);
- සම්පූර්ණ වටයක් $3.4\ \text{nm}$ (භෂ්ම යුගල 10ක්) වන අතර විෂ්කම්භය $2\ \text{nm}$ වේ.
අනුපූරක යුගල වීම නිසා ඕනෑම DNA අණුවක %A = %T හා %G = %C වේ (චාර්ගාෆ්ගේ රීතිය). හයිඩ්‍රජන් බන්ධන සංඛ්‍යාව නිසා G-C බහුල DNA, A-T බහුල DNA වලට වඩා ස්ථායී ය.
කෘත්‍ය: DNA භෂ්ම අනුක්‍රමය ලෙස ජාන තොරතුරු ගබඩා කරයි. ජාන යනු පොලිපෙප්ටයිඩ කේතනය කරන භෂ්ම අනුක්‍රම වේ. අණුව ස්ථායී ය (ශක්තිමත් සහසංයුජ කොඳු නාරටිය, ආරක්ෂිත භෂ්ම) සහ නිවැරදිව පිටපත් කළ හැකිය.
ද්විගුණනය අර්ධ-සංරක්ෂිත ය: හෙලික්සය විවෘත වී සෑම සූත්‍රිකාවක්ම නව අනුපූරක සූත්‍රිකාවක් සඳහා අච්චුවක් වන අතර සෑම දුහිතෘ අණුවකම පැරණි හා අලුත් සූත්‍රිකා එක බැගින් ඇත (මෙසල්සන් හා ස්ටාල්, 1958). එය සෛල චක්‍රයේ S අවධියේදී සිදු වේ.
RNA
RNA, DNA වලින් වෙනස් වන්නේ රයිබෝස් ඇති වීම, තයිමීන් වෙනුවට යුරැසිල් ඇති වීම සහ සාමාන්‍යයෙන් එක් සූත්‍රිකාවක් පමණක් ඇති වීමෙනි.
| වර්ගය | කාර්යභාරය |
|---|---|
| පණිවිඩකාර RNA (mRNA) | ජානයක පිටපතක්; න්‍යෂ්ටියේ සිට රයිබසෝමයකට ගෙන යයි; එහි කෝඩෝන (ත්‍රිත්ව) ඇමයිනෝ අම්ල නිශ්චිත කරයි |
| පරිවහන RNA (tRNA) | ක්ලෝවර් පත්‍ර හැඩයට නැමී ඇත; නිශ්චිත ඇමයිනෝ අම්ලයක් ගෙන යයි; mRNA කෝඩෝනයක් සමඟ යුගල වන ප්‍රති-කෝඩෝනයක් ඇත |
| රයිබසෝමීය RNA (rRNA) | ප්‍රෝටීන් සමඟ රයිබසෝම සාදයි |
ATP, ශක්ති මුදල
ATP (ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිෆොස්ෆේට්) යනු නියුක්ලියෝටයිඩයකි: ඇඩිනීන්, රයිබෝස් හා ෆොස්ෆේට් කාණ්ඩ තුනක්. අන්ත ෆොස්ෆේට් බන්ධනය ජල විච්ඡේදනය වී ADP + Pi ලබා දෙමින් $30.6\ \text{kJ mol}^{-1}$ පමණ මුදාහරී. මෙය එක් පියවරකින් සිදු වන අතර සෛලවලට එය ශක්තිය අවශ්‍ය ප්‍රතික්‍රියා (ක්‍රියාකාරී පරිවහනය, මාංශ පේශි හැකිලීම, ජෛව සංශ්ලේෂණය) සමඟ කෙලින්ම සම්බන්ධ කළ හැකිය. ATP, ADP හා Pi වලින් ශ්වසනයේදී (උපස්තර මට්ටමේ හා ඔක්සිකාරක ෆොස්ෆොරිලීකරණය) සහ ප්‍රභාසංශ්ලේෂණයේදී (ප්‍රභා ෆොස්ෆොරිලීකරණය) නැවත සංශ්ලේෂණය වේ. සෛලයක ඇත්තේ ATP කුඩා ප්‍රමාණයක් පමණක් වන අතර එය මිනිත්තුවකට පමණ වරක් පරිවර්තනය වේ; එබැවින් ATP ගබඩාවක් නොව ශක්තිය මාරු කිරීමේ මාධ්‍යයකි.
දේශප්‍රිය සෙනෙවිරත්න. පේරාදෙණිය විශ්වවිද්‍යාලයේ ජීව විද්‍යා විශේෂවේදී උපාධිය (B.Sc. (Hons) Bio.Sp) පන්ති සාමාර්ථයක් සහිතව. Paadama හි උසස් පෙළ ජීව විද්‍යා අන්තර්ගතය සහ පාඩම් සියල්ල සමාලෝචනය කරන්නේ දේශප්‍රිය සෙනෙවිරත්න මහතායි. පාඩම් උගන්වන්නේත් එතුමායි.