Acizi nucleici sunt compuse dintr-un șir de nucleotide individuale pentru a forma macromolecule și, ca principală componentă a genelor din nucleele celulare, sunt purtători de informații ereditare și catalizează multe reacții biochimice. Nucleotidele individuale constau fiecare din a fosfat și o porțiune de bază nucleică, precum și molecula inelului pentozei riboza sau dezoxiriboză. Eficacitatea biochimică a acizi nucleici se bazează nu numai pe compoziția lor chimică, ci și pe structura lor secundară, dispunerea lor tridimensională.
Ce sunt acizii nucleici?
Blocurile de construcție ale acizi nucleici sunt nucleotide individuale, fiecare compusă din a fosfat reziduu, monozaharida riboza sau dezoxiriboză, fiecare cu 5 atomi de C aranjați într-un inel și unul dintre cei cinci nucleici posibili Baze de. Cele cinci nucleice posibile Baze de sunt adenina (A), guanina (G), citozina (C), timina (T) și uracil (U). Nucleotide care conțin dezoxiriboză ca a zahăr componentele sunt strânse împreună pentru a forma dezoxiribonucleic acizi (ADN) și nucleotide care conțin riboza ca o zahăr componentele sunt asamblate pentru a forma ribonucleic acizi (ARN). Uracilul ca bază nucleică apare exclusiv în ARN. Acolo, uracilul înlocuiește timina, care se găsește exclusiv în ADN. Aceasta înseamnă că doar 4 nucleotide diferite sunt disponibile pentru construcția ADN-ului și ARN-ului. În utilizarea în limba engleză și internațională, precum și în lucrările tehnice germane, abrevierile DNA (acidul dezoxiribonucleic) în loc de ADN și ARN (Acid ribonucleic) în loc de ARN se folosesc de obicei. Pe lângă nucleicele naturale acizi sub formă de ADN sau ARN, acizii nucleici sintetici sunt dezvoltați în chimie pentru a acționa ca catalizatori pentru anumite procese chimice.
Anatomie și structură
Acizii nucleici constau într-o concatenare a unui număr mare de nucleotide. O nucleotidă este întotdeauna compusă din monoxid de deziriboză în formă de inel în cazul ADN-ului sau ribozei în cazul ARN-ului, plus un fosfat reziduu și o porțiune de bază nucleică. Riboză și dezoxiriboză diferă doar prin faptul că, în cazul dezoxiribozei, o grupare OH se transformă într-un ion H prin reducere, adică prin adăugarea unui electron și astfel devine chimic mai stabilă. Pornind de la riboză sau dezoxiriboză în formă de inel, fiecare cu 5 atomi de C, grupul de bază nucleic din fiecare nucleotidă este conectat la același atom de C printr-o legătură N-glicozidică. N-glicozidic înseamnă că atomul de C corespunzător al zahăr este legat de grupul NH2 al bazei nucleice. Dacă atomul C cu legătura glicozidică este numit nr. 1, atunci - în sensul acelor de ceasornic - atomul C cu numărul 3 este conectat la gruparea fosfat a următoarei nucleotide printr-o legătură fosfodiesterică, iar atomul C cu numărul 5 este esterificat la „propriul” său grup fosfat. Ambii acizi nucleici, ADN și ARN sunt compuși fiecare din nucleotide pure. Aceasta înseamnă că zahărul central molecule nucleotidelor ADN sunt întotdeauna fabricate din dezoxiriboză, iar cele ale ARN sunt întotdeauna fabricate din riboză. Nucleotidele unui anumit acid nucleic diferă numai în ordinea celor 4 nucleici posibili Baze de in fiecare caz. ADN-ul poate fi considerat a fi panglici subțiri care sunt înfășurate în interiorul lor și completate de un omolog complementar, astfel încât ADN-ul există în mod normal ca o dublă helix. În acest caz, perechile de baze adenină și timină și guanină și citozină sunt întotdeauna opuse.
Funcția și sarcinile
ADN-ul și ARN-ul îndeplinesc sarcini și funcții diferite. În timp ce ADN-ul nu îndeplinește sarcini funcționale, ARN intervine în diferite procese metabolice. ADN servește ca locație centrală de stocare a informațiilor genetice pentru fiecare celulă. Conține instrucțiunile de construcție ale întregului organism și le pune la dispoziție atunci când este necesar. Structura tuturor proteine este stocat în ADN sub formă de secvențe de aminoacizi. În termeni practici, informația codificată a ADN-ului este mai întâi „transcrisă” prin procesul transcripției și tradusă (transcrisă) în secvența de aminoacizi corespunzătoare. Toate aceste funcții de lucru complexe necesare sunt realizate de acizi ribonucleici speciali. ARN-ul își asumă astfel sarcinile de a forma o singură catenă complementară ADN-ului din nucleul celular și de a-l transporta ca ARN ribozomal prin porii nucleari din nucleul celulei în citoplasmă către ribozomi în scopul asamblării și sintetizării specifice aminoacizi în intenționat proteineO sarcină importantă este realizată de ARNt (ARN de transfer), care constă din lanțuri relativ scurte de aproximativ 70 până la 95 nucleotide. ARNt are o structură asemănătoare trifoiului. Sarcina sa este de a prelua aminoacizi furnizate conform codificării de către ADN și pentru a le pune la dispoziția ribozomi pentru sinteza proteinelor. Unele ARNt sunt specializate pentru anumite aminoacizi; cu toate acestea, alți ARNt sunt responsabili pentru mai mulți aminoacizi simultan.
Boli
Procesele complexe asociate cu diviziunea celulară, adică replicarea cromozomi iar traducerea codului genetic în secvențe de aminoacizi, poate duce la o serie de disfuncții, cu o gamă largă de efecte posibile de la letale (nu viabile) la abia vizibile. În rare cazuri excepționale, defecțiunile aleatorii pot, de asemenea conduce adaptarea îmbunătățită a individului la condițiile de mediu și, în consecință, la efectele benefice. În timpul replicării ADN-ului, pot apărea modificări spontane (mutații) la gene individuale (genă mutație) sau poate apărea o eroare în distribuire of cromozomi printre celule (mutația genomului). Un exemplu binecunoscut de mutație genomică este trisomia 21 - cunoscută și sub numele de Sindromul Down. Condiții de mediu nefavorabile sub forma unui dietă scăzut în enzime, situații stresante prelungite, expunere excesivă la Radiație UV facilitează deteriorarea ADN-ului, care poate conduce la o slăbire a sistemului imunitar și promovează formarea cancer celule. Substanțele toxice pot afecta, de asemenea, funcția diversă a ARN și conduce la depreciere semnificativă.
