Нуцлеиц Ацидс

општост

Нуклеинске киселине су велики биолошки молекули ДНК и РНК, чије присуство и правилно функционисање, унутар живих ћелија, су фундаментални за опстанак потоњих.

Генеричка нуклеинска киселина потиче од уједињења, у линеарним ланцима, великог броја нуклеотида.

Слика: ДНК молекул.

Нуклеотиди су мали молекули, у које су укључена три елемента: фосфатна група, азотна база и шећер са 5 атома угљеника.

Нуклеинске киселине су виталне за опстанак организма, јер сарађују у синтези протеина, есенцијалних молекула за исправну реализацију ћелијских механизама.

ДНК и РНК се разликују у неким аспектима.

На пример, ДНК има два ланца антипаралелних нуклеотида и има, као и шећер са 5 атома угљеника, дезоксирибозу. РНА, с друге стране, обично представља један ланац нуклеотида и поседује, као што је шећер са 5 атома угљеника, рибозу.

Шта су нуклеинске киселине?

Нуклеинске киселине су биолошки макромолекули ДНК и РНК, чије присуство, унутар ћелија живих бића, је фундаментално за опстанак и исправан развој потоњих.

Према другој дефиницији, нуклеинске киселине су биополимери који настају у јединству, у дугим линеарним ланцима, великог броја нуклеотида .

Биополимер, или природни полимер, је велико биолошко једињење састављено од идентичних молекуларних јединица, које се називају мономери .

НУКЛЕКНЕ КИСЕЛИНЕ: КО ЈЕ У ПОСЕБНОСТИ?

Нуклеинске киселине се налазе не само у ћелијама еукариотских и прокариотских организама, већ иу ћелијским облицима живота, као што су вируси, и у ћелијским органелама, као што су митохондрије и хлоропласти .

Генерал струцтуре

На основу горњих дефиниција, нуклеотиди су молекуларне јединице које чине ДНК и РНК нуклеинских киселина.

Стога ће они представљати главну тему овог поглавља, посвећену структури нуклеинских киселина.

СТРУКТУРА ГЕНЕРИЧКОГ НУКЛЕОТИДА

Генерички нуклеотид је једињење органске природе, резултат уједињења три елемента:

1. Фосфатна група, која је дериват фосфорне киселине;
Пентоза, која је шећер са 5 атома угљеника ;
Азотна база, која је ароматична хетероциклична молекула.

Пентоза је централни елемент нуклеотида, јер се на њега везују фосфатна група и азотна база.

Слика: Елементи који чине генерички нуклеотид нуклеинске киселине. Као што се може видети, фосфатна група и азотна база везани су за шећер.

Хемијска веза која држи пентозну и фосфатну групу заједно је фосфодиестерска веза, док је хемијска веза која обједињује пентозу и азотну базу Н-гликозидна веза .

КАКО ПЕНТОСО УЛАЗИ У РАЗНОВРСНЕ ОБВЕЗНИЦЕ СА ДРУГИМ ЕЛЕМЕНТИМА?

Премиса: хемичари су мислили да нумеришу угљеве који чине органске молекуле на такав начин да поједноставе њихово проучавање и опис. Овде, дакле, да 5 угља пентозе постану: угљеник 1, угљеник 2, угљеник 3, угљеник 4 и угљеник 5.

Критеријум за додјељивање бројева је прилично сложен, стога сматрамо да је прикладно изоставити објашњење.

Од 5 угљена који формирају пентозу нуклеотида, они који су укључени у везе са азотном базом и фосфатном групом су, редом, угљеник 1 и угљеник 5 .

Пентозни угљеник 1 → Н-гликозидна веза → азотна база
Пентоза угљеник 5 → фосфодиестерска веза → фосфатна група

КАКВА ВРСТА КЕМИЈСКИХ ОБЛОГА НУКЛЕОТИДНИХ КИСЕЛИНА НУКЛИЧНИХ КИСЕЛИНА?

Слика: Структура пентозе, нумерација њених саставних угљеника и везе са азотном базом и фосфатном групом.

У састављању нуклеинских киселина, нуклеотиди се организују у дуге линеарне ланце, познатији као филаменти .

Сваки нуклеотид који формира ове дуге нити се везује за следећи нуклеотид, помоћу фосфодиестерске везе између угљеника 3 његове пентозе и фосфатне групе одмах следећег нуклеотида.

ТХЕ ЕНДС

Нуклеотидни филаменти (или полинуклеотидни филаменти ), који сачињавају нуклеинске киселине, имају два краја, позната као 5 'крај (прво се чита "врх 5") и крај 3' (прво се чита "тип три први"). По договору, биолози и генетичари су утврдили да 5 ' крај представља главу филамента који формира нуклеинску киселину, док 3' крај представља његов реп .

Са хемијске тачке гледишта, 5 'крај нуклеинских киселина се поклапа са фосфатном групом првог нуклеотида ланца, док 3' крај нуклеинских киселина подудара са хидроксилном групом (ОХ) смештеном на угљенику 3 последњег нуклеотида .

На основу ове организације, у књигама генетике и молекуларне биологије, нуклеотидни ланци нуклеинске киселине су описани на следећи начин: П-5 '→ 3'-ОХ.

* Напомена: слово П означава атом фосфора групе фосфата.

Применом концепата 5 'крајева и 3' крајева на један нуклеотид, 5 'крај ове последње је фосфатна група везана за угљеник 5, док је њен 3' крај хидроксилна група комбинована са угљеником 3.

У оба случаја, читаоц је позван да обрати пажњу на бројчану рецидиву: 5 'крај - фосфатну групу на угљенику 5 и 3' крај - хидроксилну групу на угљенику 3.

Општа функција

Нуклеинске киселине садрже, преносе, дешифрују и изражавају генетичку информацију у протеинима .

Састављене од аминокиселина, протеини су биолошки макромолекули, који играју основну улогу у регулисању станичних механизама живог организма.

Генетска информација зависи од секвенце нуклеотида, који чине низове нуклеинских киселина.

Хинтс оф хистори

Заслуга открића нуклеинских киселина, која се догодила 1869. године, припада швицарском лијечнику и биологу Фриедрицху Миесцхеру .

Миесцхер је дошао до својих налаза док је проучавао језгра леукоцита, са намером да боље разуме унутрашњу композицију.

Миесцхерови експерименти представљали су прекретницу у области молекуларне биологије и генетике, јер су покренули низ студија које су довеле до идентификације структуре ДНК (Ватсон и Црицк, 1953) и РНК, до знања о механизми генетског наслеђивања и идентификација прецизних процеса синтезе протеина.

ПОРЕКЛО ИМЕ

Нуклеинске киселине имају ово име, јер их је Миесцхер идентификовао у језгру леукоцита (нуклеуса) и открили да садрже фосфатну групу, дериват фосфорне киселине (дериват фосфорне киселине - киселине).

ДНА

Међу познатим нуклеинским киселинама, ДНК је најпознатији, јер представља складиште генетичких информација (или гена ) које служе за усмеравање развоја и раста ћелија у живом организму.

Скраћеница ДНА означава деоксирибонуклеинску киселину или деоксирибонуклеинску киселину .

ДОУБЛЕ ПРОПЕЛЛЕР

1953. године, да би објаснили структуру ДНК нуклеинске киселине, биолози Јамес Ватсон и Францис Црицк предложили су модел - који се касније показао као исправан - такозваног " двоструког хеликса ".

На основу модела "двоструке хеликса", ДНК је велики молекул, који је резултат спајања два дуга ланца антипаралелних нуклеотида и намотан један у други.

Термин "антипаралелни" означава да два влакна имају супротну оријентацију, тј. Глава и реп филамента интерагују, респективно, са репом и крајем друге нити.

Према другој важној тачки модела "двоструке хеликса", нуклеотиди ДНК нуклеинске киселине имају диспозицију такву да су азотне базе оријентисане према централној оси сваке спирале, док пентозе и групе фосфата формирају скелу спољне.

ШТА ЈЕ ДНК ПЕНТОСО?

Пентоза која чини нуклеотиде ДНА нуклеинске киселине је дезоксирибоза .

Овај шећер са 5 атома угљеника дугује своје име недостатку атома кисеоника на угљенику 2. Штавише, деоксирибоза значи "без кисеоника".

Фигура: деоксирибоза.

Због присуства дезоксирибозе, нуклеотиди ДНК нуклеинске киселине се називају деоксирибонуклеотиди .

ВРСТЕ НУКЛЕОТИДА И АЗОТНИХ БАЗА

ДНА нуклеинске киселине има 4 различита типа деоксирибонуклеотида .

Разликовати 4 различита типа деоксирибонуклеотида је искључиво азотна база, везана за формирање пентозно-фосфатних група (које за разлику од азотне базе никада не варирају).

Из очигледних разлога, дакле, постоје 4 азотне базе ДНК, конкретно: аденин (А), гванин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т).

Аденин и гванин спадају у класу пурина, двоструко прстенастих ароматичних хетероцикличних једињења.

Цитозин и тимин, с друге стране, спадају у категорију пиримидина, ароматичних хетероцикличних једињења са једним прстеном.

Са моделом "двоструке спирале" Ватсон и Црицк су такође објаснили организацију азотних база унутар ДНК:

Свака азотна база филамента се спаја, помоћу водоничних веза, са азотном базом присутном на антипаралелној нити, ефикасно формирајући пар, упаривање база.
Упаривање између азотних база двеју линија је веома специфично. У ствари, аденин се придружује само тимину, док се цитозин веже само за гванин.
Ово важно откриће навело је молекуларне биологе и генетичаре да уоквирују термине " комплементарност између азотних база " и " комплементарног упаривања између азотних база ", да би указали на једнозначност везивања аденина са тимином и цитозином са гванином. .

ГДЈЕ СЕ ПРЕСТАВЉА У ЖИВОТИЊАМА?

Код еукариотских организама (животиње, биљке, гљивице и протисти), ДНК нуклеинске киселине се налази у језгру свих ћелија које имају ову ћелијску структуру.

У прокариотским организмима (бактерије и архебактерије), уместо тога, ДНК нуклеинске киселине се налази у цитоплазми, јер прокариотске ћелије немају језгро.

РНК

Међу две природно настале нуклеинске киселине, РНК представља биолошку макромолекулу која преводи нуклеотиде ДНК у амино киселине које чине протеине (процес синтезе протеина ).

У ствари, РНК нуклеинска киселина је упоредива са рјечником генетских информација, који је објављен на ДНК нуклеинске киселине.

Акроним РНА означава рибонуклеинску киселину .

РАЗЛИКОВИ КОЈИ РАЗЛИКУЈУ ОД ДНК

РНК нуклеинска киселина има неколико разлика у односу на ДНК:

РНК је мања биолошка молекула од ДНК, која се обично формира из једног ланца нуклеотида .
Пентоза која чини нуклеотиде рибонуклеинске киселине је рибоза . За разлику од дезоксирибозе, рибоза има атом кисеоника на угљенику 2.
То је због присуства рибоза шећера које су биолози и хемичари доделили РНК имену рибонуклеинске киселине.
Нуклеотиди нуклеинске киселине РНК су такође познати као рибонуклеотиди .
РНК нуклеинске киселине деле само 3 од 4 азотне базе са ДНК. Уместо тимина, он заправо представља урацил азотну базу.
РНК може да се налази у различитим деловима ћелије, од језгра до цитоплазме.

ТИПОВИ РНК

Слика: рибоза.

У живим ћелијама, РНК нуклеинске киселине постоји у четири главне форме: транспортна РНК (или преносна РНК или тРНА ), РНК (или РНК гласник или мРНА ), рибосомска РНК (или рибозомална) РНА или рРНА ) и мале нуклеарне РНК (или мале нуклеарне РНА или снРНА ).

Иако покривају различите специфичне улоге, четири горе поменуте форме РНК сарађују у циљу заједничког циља: синтезе протеина, почевши од нуклеотидних секвенци присутних у ДНК.