Kwasy nukleinowe i DNA

Kwasy nukleinowe są związkami chemicznymi o dużym znaczeniu biologicznym; wszystkie żywe organizmy zawierają kwasy nukleinowe w postaci DNA i RNA (odpowiednio kwas dezoksyrybonukleinowy i kwas rybonukleinowy). Kwasy nukleinowe są bardzo ważnymi cząsteczkami, ponieważ wywierają pierwotną kontrolę nad żywotnymi procesami życiowymi u wszystkich organizmów.

Wszystko wskazuje na to, że kwasy nukleinowe odgrywają identyczną rolę od pierwszych form prymitywnego życia, które mogą przetrwać (jak bakterie).

W komórkach organizmów żywych DNA występuje przede wszystkim w chromosomach (w dzielących się komórkach) i w chromatynie (w komórkach intercetycznych).

Występuje także poza jądrem (w szczególności w mitochondriach i plastydach, gdzie pełni swoją funkcję centrum informacji dla syntezy części lub całości organelli).

Zamiast tego RNA jest obecny zarówno w jądrze, jak iw cytoplazmie: w jądrze jest bardziej skoncentrowany w jąderku; w cytoplazmie jest bardziej skoncentrowany w polisomach.

Struktura chemiczna kwasów nukleinowych jest dość złożona; są one utworzone przez nukleotydy, z których każdy (jak widzieliśmy) składa się z trzech składników: hydratu węgla (pentozy), zasady azotu (puryna lub pirymidyna) i kwasu fosforowego.

Kwasy nukleinowe są zatem długimi polinukleotydami, wynikającymi z połączenia jednostek zwanych nukleotydami. Różnica między DNA a RNA leży w pentozie i podstawie. Istnieją dwa rodzaje pentozy, po jednym dla każdego rodzaju kwasu nukleinowego:

1) Ryboza w RNA;

2) Dessosiribosio w DNA.

Również w odniesieniu do podstaw musimy powtórzyć rozróżnienie; zasady pirymidynowe obejmują:

1) Cytozyna;

2) tymina, obecna tylko w DNA;

3) Uracyl, obecny tylko w RNA.

Podstawy purynowe składają się z:

1) Adenina

2) Guanina.

Podsumowując, w DNA znajdujemy: Cytozyna - Adenina - Guanina - Timina (CAGT); podczas gdy w RNA mamy: Cytozynę - Adeninę - Guaninę - Uracyl (CAGU).

Wszystkie kwasy nukleinowe mają strukturę łańcucha liniowego polinukleotydu; specyfika informacji wynika z innej sekwencji zasad.

Struktura DNA

Nukleotydy łańcucha DNA są połączone razem z estrem między kwasem fosforowym i pentozą; kwas jest związany z węglem 3 pentozy nukleotydowej i węglem 5 następnego; w tych wiązaniach wykorzystuje dwie z trzech grup kwasowych; pozostała grupa kwasowa nadaje cząsteczce charakter kwasowy i pozwala tworzyć wiązania z białkami podstawowymi.

DNA ma strukturę podwójnej helisy: dwa komplementarne łańcuchy, z których jeden „schodzi w dół”, a drugi „idzie w górę”. Ta koncepcja odpowiada koncepcji łańcuchów „antyrównoległych”, to znaczy równoległych, ale w przeciwnych kierunkach. Zaczynając od jednej strony, jeden z łańcuchów zaczyna się wiązaniem między kwasem fosforowym a węglem 5 pentozy i kończy się wolnym węglem 3; podczas gdy kierunek łańcucha komplementarnego jest odwrotny. Widzimy również, że wiązania wodorowe między tymi dwoma łańcuchami występują tylko między zasadą purynową i zasadą pirymidynową i odwrotnie, tj. Między Adeniną i Timiną oraz między Cytozyną i Guaniną i odwrotnie; są dwa wiązania wodorowe w parze AT, podczas gdy w parze GC są trzy wiązania. Oznacza to, że druga para ma większą stabilność.

Redukcja DNA

Jak już wspomniano w związku z jądrem intercinetycznym, DNA można znaleźć w fazach „autosyntetycznych” i „allosyntetycznych”, tj. Odpowiednio zaangażowanych w syntezę par własnych (autosynteza) lub innej substancji (RNA: allosynteza). pod tym względem dzieli się na trzy fazy, zwane G1, S, G2 . W fazie G1 (gdzie G można uznać za początkowy wzrost, wzrost) komórka syntetyzuje, pod kontrolą jądrowego DNA, wszystko, co jest niezbędne do metabolizmu. W fazie S (gdzie S oznacza syntezę, tj. Syntezę nowego jądrowego DNA) następuje duplikacja DNA. W fazie G2 komórka wznawia wzrost, przygotowując się do następnego podziału.

POWINIENEM ZOBACZYĆ ZJAWISKA W ETAPIE S

Przede wszystkim możemy reprezentować dwa łańcuchy antyrównoległe, jakby były już „zdesperowane”. Zaczynając od jednego końca wiązania między parami podstawowymi (A - T i G - C) zostają przerwane, a dwa komplementarne łańcuchy odsuwają się (odpowiednie jest porównanie otwarcia „błyskawicy”). W tym momencie enzym ( polimeraza DNA ) „płynie” wzdłuż każdego pojedynczego łańcucha, sprzyjając tworzeniu się wiązań między tworzącymi go nukleotydami i nowymi nukleotydami (uprzednio „aktywowanymi” energią podaną przez ATP) rozpowszechnionymi w karioplazmie. Nowa timina jest koniecznie związana z każdą adeniną itd., Tworząc za każdym razem nowy podwójny łańcuch.

Wydaje się, że DNA polimerów działa in vivo obojętnie na dwa łańcuchy, niezależnie od „kierunku” (od 3 do 5 lub odwrotnie), w ten sposób, gdy cały oryginalny łańcuch podwójnego DNA zostanie przemieszczony, będzie obecność dwóch podwójne łańcuchy, dokładnie równe oryginałowi. Terminem, który definiuje to zjawisko, jest „semikonserwatywna reduplikacja”, gdzie „reduplikacja” koncentruje znaczenia ilościowego i dokładnego podwojenia kopii, podczas gdy „półkonserwatywny” przypomina fakt, że dla każdego nowego podwójnego łańcucha DNA, pojedynczy łańcuch to neosítetico.

DNA zawiera informację genetyczną, którą przekazuje RNA; ten drugi z kolei przekazuje go do białek, regulując w ten sposób funkcje metaboliczne komórki. W konsekwencji cały metabolizm jest bezpośrednio lub pośrednio pod kontrolą jądra.

Dziedzictwo genetyczne, które znajdujemy w DNA, ma na celu nadanie komórkom specyficznych białek.

Jeśli weźmiemy je parami, cztery podstawy dadzą 16 możliwych kombinacji, tj. 16 liter, niewystarczające dla wszystkich aminokwasów. Jeśli zamiast tego weźmiemy je w trojaczki, pojawi się 64 kombinacji, które mogą wydawać się zbyt wiele, ale które w rzeczywistości są w użyciu, ponieważ nauka odkryła, że różne aminokwasy są kodowane przez więcej niż jedną trójkę. Tak więc istnieje translacja z 4 liter nukleotydowych zasad azotowych do 21 aminokwasów; jednak przed „tłumaczeniem” znajduje się „transkrypcja”, wciąż w kontekście czterech liter, czyli przejścia informacji genetycznej z 4 liter DNA do 4 liter RNA, z uwzględnieniem tego, zamiast bojaźliwy (DNA), jest uracyl (RNA).

Proces transkrypcji zachodzi, gdy w obecności rybonukleotydów, enzymów (polimerazy RNA) i energii zawartych w cząsteczkach ATP, łańcuch DNA jest otwierany i syntetyzowany jest RNA, co jest wierną reprodukcją informacji genetycznej zawarte w tym odcinku otwartego łańcucha.

Istnieją trzy główne typy RNA i wszystkie pochodzą z jądrowego DNA: