Вопрос о том, какие органические вещества хранят и передают наследственную информацию, является одним из фундаментальных в биологии. Особенно часто этот вопрос возникает у школьников при подготовке к экзаменам. Давайте разберемся раз и навсегда: являются ли углеводы носителями наследственной информации или нет?
Короткий ответ: НЕТ
Углеводы не являются носителями наследственной информации. Это распространенное заблуждение. Углеводы выполняют в клетке множество других жизненно важных функций, но хранение генетического кода к ним не относится.
Что же является настоящим носителем?
Истинным материальным носителем наследственной информации в клетке являются нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК.
- ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это главный носитель наследственной информации как у эукариотов (растений, животных, грибов), так и у прокариотов (бактерий). Именно в последовательности ее нуклеотидов закодирована генетическая программа развития и функционирования живого организма.
- РНК (рибонуклеиновая кислота) — у большинства организмов она не хранит информацию, а участвует в ее реализации (биосинтезе белка: иРНК переносит информацию из ядра, тРНК подносит аминокислоты). Однако стоит отметить важное исключение: у некоторых вирусов (например, ВИЧ или вирус гриппа) носителем наследственной информации выступает именно РНК, а не ДНК.
Почему возникает путаница с углеводами?
Ошибочное мнение о том, что углеводы могут хранить наследственную информацию, часто возникает из-за непонимания строения нуклеиновых кислот. Дело в том, что в состав каждой молекулы ДНК и РНК входит сахар (углевод):
- В ДНК это дезоксирибоза
- В РНК это рибоза
Однако этот углевод является лишь структурным компонентом «каркаса» молекулы (скелетом), а сама наследственная информация записана в последовательности азотистых оснований (аденина, тимина/урацила, гуанина и цитозина). Таким образом, углевод — это лишь «строительный материал» для носителя, а не сам носитель информации.
Какие функции выполняют углеводы?
Если углеводы не хранят генетический код, то в чем их реальная роль в организме? Углеводы, это основа энергетического и структурного обмена:
- Энергетическая. Глюкоза и другие простые сахара служат главным и наиболее быстрым источником энергии для клеток.
- Запасающая. В виде сложных углеводов (крахмал у растений, гликоген у животных) клетки запасают энергию на будущее.
- Строительная (структурная). Целлюлоза (клетчатка) образует прочные стенки растительных клеток, а хитин является основой экзоскелета членистоногих.
Что именно кодирует ДНК?
Поскольку мы выяснили, что наследственную информацию несет ДНК, важно понимать, что именно она кодирует. В ДНК закодирована информация о первичной структуре белков (последовательности аминокислот в их молекулах). И уже белки, формируя клетки и выполняя в них функции, определяют индивидуальность и специфику всего организма. ДНК также контролирует синтез различных видов РНК, которые, в свою очередь, управляют процессом сборки белков.
Резюме
Углеводы играют важнейшую роль в жизни любой клетки, обеспечивая ее энергией и структурной поддержкой. Но ответ на вопрос рубрики однозначен: нет, углеводы не являются носителями наследственной информации. Эта прерогатива принадлежит исключительно нуклеиновым кислотам, ДНК (у всех клеточных организмов и большинства вирусов) и РНК (у некоторых вирусов).