Nukleinsyrer lagrer og overfører genetisk informasjon som vi arver fra våre forfedre. Hvis du har barn, vil den genetiske informasjonen din i genomet bli rekombinert og kombinert med partnerens genetiske informasjon. Ditt eget genom dupliseres hver gang hver celle deler seg. I tillegg inneholder nukleinsyrer visse segmenter k alt gener som er ansvarlige for syntesen av alle proteiner i cellene. Egenskapene til gener styrer de biologiske egenskapene til kroppen din.
Generell informasjon
Det er to klasser av nukleinsyrer: deoksyribonukleinsyre (bedre kjent som DNA) og ribonukleinsyre (bedre kjent som RNA).
DNA er en trådlignende kjede av gener som er nødvendig for vekst, utvikling, liv og reproduksjon av alle kjente levende organismer og de fleste virus.
Endringer i DNA til flercellede organismer vil føre til endringer i påfølgende generasjoner.
DNA er et biogenetisk substrat,finnes i alle eksisterende levende ting, fra de enkleste levende organismer til høyt organiserte pattedyr.
Mange virale partikler (virioner) inneholder RNA i kjernen som genetisk materiale. Imidlertid bør det nevnes at virus ligger på grensen mellom livlig og livløs natur, siden de uten vertens cellulære apparat forblir inaktive.
Historisk bakgrunn
I 1869 isolerte Friedrich Miescher kjerner fra hvite blodceller og fant ut at de inneholdt et fosforrikt stoff han k alte nuklein.
Hermann Fischer oppdaget purin- og pyrimidinbaser i nukleinsyrer på 1880-tallet.
I 1884 foreslo R. Hertwig at nukleiner er ansvarlige for overføring av arvelige egenskaper.
I 1899 laget Richard Altmann begrepet "kjernesyre".
Og senere, på 40-tallet av det 20. århundre, oppdaget forskerne Kaspersson og Brachet en kobling mellom nukleinsyrer med proteinsyntese.
Nukleotider
Polynukleotider er bygget av mange nukleotider - monomerer koblet sammen i kjeder.
I strukturen til nukleinsyrer isoleres nukleotider som hver inneholder:
- Nitrogenbase.
- Pentosesukker.
- Fosfatgruppe.
Hvert nukleotid inneholder en nitrogenholdig aromatisk base festet til et pentose (fem-karbon) sakkarid, som igjen er festet til en fosforsyrerest. Slike monomerer, når de kombineres med hverandre, danner polymerekjeder. De er forbundet med kovalente hydrogenbindinger som oppstår mellom fosforresten i den ene kjeden og pentosesukkeret i den andre kjeden. Disse bindingene kalles fosfodiesterbindinger. Fosfodiesterbindinger danner fosfat-karbohydrat-ryggraden (skjelettet) av både DNA og RNA.
Deoksyribonukleotid
La oss vurdere egenskapene til nukleinsyrer som ligger i kjernen. DNA danner kromosomapparatet i cellekjernen våre. DNA inneholder "programvareinstruksjonene" for normal funksjon av cellen. Når en celle reproduserer sin egen type, blir disse instruksjonene gitt videre til den nye cellen under mitose. DNA ser ut som et dobbelttrådet makromolekyl vridd inn i en dobbel spiralformet tråd.
Nukleinsyren inneholder et fosfat-deoksyribosesakkaridskjelett og fire nitrogenholdige baser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T). I en dobbelttrådet helix, adenin pares med tymin (A-T), guanin pares med cytosin (G-C).
I 1953 ble James D. Watson og Francis H. K. Crick foreslo en tredimensjonal struktur av DNA basert på lavoppløsnings røntgenkrystallografiske data. De refererte også til biolog Erwin Chargaffs funn om at i DNA er mengden tymin ekvivalent med mengden adenin, og mengden guanin tilsvarer mengden cytosin. Watson og Crick, som vant Nobelprisen i 1962 for sine bidrag til vitenskapen, postulerte at to tråder av polynukleotider danner en dobbel helix. Trådene, selv om de er identiske, vrir seg i motsatte retninger.veibeskrivelse. Fosfat-karbonkjedene er plassert på utsiden av helixen, mens basene ligger på innsiden, hvor de binder seg til baser på den andre kjeden via kovalente bindinger.
Ribonukleotider
RNA-molekylet eksisterer som en enkelttrådet spir altråd. Strukturen til RNA inneholder et fosfat-ribose-karbohydratskjelett og nitratbaser: adenin, guanin, cytosin og uracil (U). Når RNA lages på DNA-malen under transkripsjon, pares guanin med cytosin (G-C) og adenin med uracil (A-U).
RNA-fragmenter brukes til å reprodusere proteiner i alle levende celler, noe som sikrer deres kontinuerlige vekst og deling.
Det er to hovedfunksjoner til nukleinsyrer. For det første hjelper de DNA ved å tjene som mellomledd som overfører nødvendig arvelig informasjon til de utallige ribosomer i kroppen vår. Den andre hovedfunksjonen til RNA er å levere den riktige aminosyren som hvert ribosom trenger for å lage et nytt protein. Det finnes flere forskjellige klasser av RNA.
Meldings-RNA (mRNA, eller mRNA - mal) er en kopi av den grunnleggende sekvensen til et DNA-segment oppnådd som et resultat av transkripsjon. Messenger RNA fungerer som et mellomledd mellom DNA og ribosomer - celleorganeller som aksepterer aminosyrer fra overføre RNA og bruker dem til å bygge en polypeptidkjede.
Transfer RNA (tRNA) aktiverer lesing av arvelige data fra messenger-RNA, noe som resulterer i oversettelsesprosessenribonukleinsyre - proteinsyntese. Den transporterer også de riktige aminosyrene til der proteinet syntetiseres.
Ribosom alt RNA (rRNA) er hovedbyggesteinen i ribosomer. Den binder mal-ribonukleotidet på et bestemt sted der det er mulig å lese informasjonen, og starter dermed oversettelsesprosessen.
MiRNA er små RNA-molekyler som fungerer som regulatorer av mange gener.
Funksjonene til nukleinsyrer er ekstremt viktige for livet generelt og for hver celle spesielt. Nesten alle funksjonene som en celle utfører, reguleres av proteiner syntetisert ved hjelp av RNA og DNA. Enzymer, proteinprodukter, katalyserer alle vitale prosesser: respirasjon, fordøyelse, alle typer metabolisme.
Forskjeller mellom strukturen til nukleinsyrer
| Dezoskiribonukleotid | Ribonukleotid | |
| Function | Langtidslagring og overføring av arvedata | Transformasjon av informasjon lagret i DNA til proteiner; transport av aminosyrer. Lagring av arvelige data fra enkelte virus. |
| monosakkarid | Deoxyribose | Ribose |
| Structure | Dobbeltrådet spiralform | Enkeltråds spiralform |
| Nitratbaser | T, C, A, G | U, C, G, A |
Særpregede egenskaper til nukleinsyrebaser
Adenin og guanin avderes egenskaper er puriner. Dette betyr at deres molekylære struktur inkluderer to sammensmeltede benzenringer. Cytosin og tymin tilhører på sin side pyrimidiner, og har én benzenring. RNA-monomerer bygger sine kjeder ved å bruke adenin-, guanin- og cytosinbaser, og i stedet for tymin tilsetter de uracil (U). Hver av pyrimidin- og purinbasene har sin egen unike struktur og egenskaper, sitt eget sett med funksjonelle grupper knyttet til benzenringen.
I molekylærbiologi brukes spesielle enbokstavsforkortelser for å betegne nitrogenholdige baser: A, T, G, C eller U.
Pentosesukker
I tillegg til et annet sett med nitrogenholdige baser, er DNA- og RNA-monomerer forskjellige i pentosesukkeret. Fematomets karbohydrat i DNA er deoksyribose, mens det i RNA er ribose. De er nesten identiske i struktur, med bare én forskjell: ribose legger til en hydroksylgruppe, mens den i deoksyribose er erstattet av et hydrogenatom.
Konklusjoner
I utviklingen av biologiske arter og livets kontinuitet kan ikke nukleinsyrenes rolle overvurderes. Som en integrert del av alle kjernene til levende celler, er de ansvarlige for aktiveringen av alle vitale prosesser som skjer i cellene.
