Structură și proprietăți
Nucleic acizi sunt biomolecule care se găsesc în toate viețuitoarele de pe Pământ. Se face distincția între acidul ribonucleic (ARN, ARN, acid ribonucleic) și acidul dezoxiribonucleic (ADN, ADN, acid dezoxiribonucleic). Nucleic acizi sunt polimeri compuși din așa-numitele nucleotide. Fiecare nucleotidă constă din următoarele trei unități:
- Zahar (carbohidrați, monozaharide, pentoză): riboza în ARN, 2`-dezoxiriboză în ADN.
- Fosfat anorganic (acid fosforic, După cum ester).
- Nucleic organic Baze de: Baze purinice: adenină, guanină; baze pirimidinice: Citozină, Timină (în ADN) și Uracil (în ARN).
Prin legătură fosfodiesterică, nucleică acizi uneori formează lanțuri liniare extrem de lungi. Coloana vertebrală este compusă alternativ din unități de fosfat și zahăr. Diferitul Baze de sunt atașate de zaharuri. Suvitele se termină la capătul 5 ′ (fosfat) și la capătul 3 ′ (gruparea hidroxil) și, prin urmare, au o singură direcție (5′3 ′ sau invers). Acizii nucleici sunt sintetizați de polimeraze precum ADN polimeraza (ADN) sau ARN polimeraza (ARN). Compusul unui zahăr cu o bază se numește nucleozidă în absența fosfatului. Se face distincția între ribonucleozide și dezoxiribonucleozide. De exemplu, baza se numește adenină, nucleozida adenozină și deoxinucleozidul deoxiadenozină. Nucleotidele sau nucleozidele fosforilate au alte funcții în organism, de exemplu, ca purtători de energie (adenozină trifosfat) sau pentru transducția semnalului (guanozin monofosfat ciclic, cGMP).
Acid dezoxiribonucleic (ADN).
Acidul dezoxiribonucleic (ADN) este de obicei dublu catenar și are o structură dublă elicoidală și antiparalelă. Aceasta înseamnă că cele două fire se desfășoară în direcția opusă. Următoarele patru baze se găsesc în ADN:
- Purine: adenină (A), guanină (G).
- Pirimidine: timina (T), citozina (C)
Baze de dintre cele două fire formează așa-numitele perechi de baze via hidrogen legături. Fie între adenină și timină (A = T), fie între guanină și citozină (G≡C).
Acid ribonucleic (ARN)
Acidul ribonucleic (ARN), spre deosebire de ADN, este de obicei monocatenar și conține uracil (U) în loc de timină. Mai mult, zahărul este riboza în loc de 2`-dezoxiriboză din ADN. Aceste două zaharuri diferă numai într-o singură grupă hidroxi, care lipsește în 2`-dezoxiriboză (deoxi = fără oxigen). ARN-ul poate asuma structuri foarte diferite în spațiu. Există diferite tipuri cu sarcini diferite:
- ARN Messenger (ARNm): transcriere.
- ARN ribozomal (ARNr): Împreună cu proteine, o componentă a ribozomi.
- ARN de transfer (ARNt): sinteza proteinelor.
In viruși, ARN-ul poate prelua funcția ADN-ului ca purtător de informații genetice, de exemplu, în influenţa viruși or hepatită C viruși. Acestea sunt denumite virusuri ARN.
Cod genetic, transcriere și traducere.
Trei baze consecutive în fiecare cod ADN sau ARNm (codon) pentru un aminoacid, elementele constitutive ale proteine. Secțiunile de ADN sunt transcrise mai întâi în ARNm (ARN mesager) în timpul transcrierii. Formarea proteine din ARNm la ribozom se numește traducere.
Funcția și importanța
Acizii nucleici au o importanță fundamentală ca magazine de informații. ADN-ul conține informațiile necesare formării, dezvoltării și homeostaziei fiecărei ființe vii. Aceasta este în primul rând secvența aminoacizi în proteine. Secvența ARNt și ARNr este, de asemenea, „stocată” în ADN. Sarcinile acizilor ribonucleici (ARN) sunt mai largi. La fel ca ADN-ul, sunt purtători de informații, dar au și funcții structurale și catalitice și funcții de recunoaștere. Acizii nucleici dezvăluie că organismele vii de pe pământ sunt legate între ele și descend de la un strămoș comun care a existat acum mai bine de 3.5 miliarde de ani. Genetica oferă astfel răspunsuri la întrebări fundamentale despre viață.
Acizi nucleici din produse farmaceutice (exemple).
Analogi nucleozidici precum aciclovirul or penciclovir sunt administrate pentru tratamentul infecțiilor virale. Sunt derivați ai nucleozidelor care duc la terminarea lanțului după fosforilare și încorporare în ADN-ul viral deoarece fragmentul de zahăr este incomplet. Sunt substraturi false care interferează cu replicarea ADN-ului. Altele antivirale medicamente exercită, de asemenea, efectele lor la nivelul acidului nucleic. citostaticelor sau antimetaboliții au o funcție similară. Sunt folosite pentru cancer terapie. Acestea inhibă diviziunea celulară și conduc la moartea celulară a cancer celule. Se utilizează diferite terapii genetice pentru a modifica segmentele ADN, de exemplu cu CRISPR-Cas9 metodă. Acest lucru se face, de exemplu, cu scopul de a corecta o mutație care provoacă o boală. În terapia genică, acizii nucleici pot fi, de asemenea, introduși în celule care nu sunt integrate în genom. Acestea sunt situate în exterior, dar sunt utilizate și pentru sinteza proteinelor (de exemplu, onasemnogen abeparvovec). ARN-ul interferent mic (siARN) sunt fragmente de ARN scurte care duc la degradarea selectivă a ARNm complementar din organism. În acest fel, acestea previn în mod expres expresia genelor și formarea proteinelor. Mai mult, multe medicamente interacționează cu acizii nucleici și influențează expresia genelor. Exemple tipice sunt glucocorticoizi, estrogeni, androgeni și retinoizi. Se leagă de receptorii din interiorul celulei, care ulterior se leagă de ADN și influențează sinteza proteinelor. În plus, acizii nucleici joacă un rol foarte important în diagnostic, descoperirea medicamentelor și producerea de Biologics (de exemplu, insuline, anticorpi), printre alte aplicații.
