Нуклеинске киселине

Нуклеинске киселине Састоји се од низа појединачних нуклеотида који формирају макромолекуле и, као главна компонента гена у ћелијским језграма, су носиоци генетичких информација и катализирају многе биохемијске реакције.

Сваки појединачни нуклеотид састоји се од фосфата и компоненте нуклеобазе, као и молекуле пентозног прстена рибозе или деоксирибозе. Биохемијска ефикасност нуклеинских киселина не заснива се само на њиховом хемијском саставу, већ и на њиховој секундарној структури, њиховом тродимензионалном распореду.

Шта су нуклеинске киселине?

Грађевни блокови нуклеинских киселина су појединачни нуклеотиди, сваки састављен од фосфатног остатка, моносахаридне рибозе или деоксирибозе, сваки са 5 Ц атома распоређених у прстену и једну од пет могућих нуклеобаза. Пет могућих нуклеобаза су аденин (А), гванин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У).

Нуклеотиди који садрже деоксирибозу као компоненту шећера су спојени да формирају деоксирибонуклеинске киселине (ДНК), а нуклеотиди са рибозом као компонентом шећера уграђени су у рибонуклеинске киселине (РНА). Урацил као нуклеарна база јавља се искључиво у РНА. Урацил тамо замењује тимин који се налази само у ДНК. То значи да су за структуру ДНК и РНК на располагању само 4 различита нуклеотида.

У енглеској и међународној употреби, као и у немачким техничким чланцима, скраћенице ДНК (десоксирибонуклеинска киселина) се обично користе уместо ДНС и РНА (рибонуклеинска киселина) уместо РНА. Поред нуклеинских киселина које се јављају у природи у облику ДНК или РНК, у хемији се развијају и синтетичке нуклеинске киселине које као катализатори омогућавају одређене хемијске процесе.

Анатомија и структура

Нуклеинске киселине састоје се од ланца огромног броја нуклеотида. Нуклеотид је увек састављен од прстенасте моносугар деоксирибозе у случају ДНК или рибозе у случају РНК, као и фосфатног остатка и дела нуклеобазе. Рибоза и деоксирибоза се разликују само по томе што се у деоксирибози ОХ група претвара у Х-јон редукцијом, тј. Додавањем електрона и тако постаје хемијски стабилнија.

Полазећи од рибозе или деоксирибозе присутне у облику прстена, сваки са 5 атома угљеника, нуклеобазна група је повезана са истим атомом угљеника за сваки нуклеотид преко Н-гликозидне везе. Н-гликозидни значи да је одговарајући угљеников атом шећера повезан са НХ2 групом нуклеобазе. Ако Ц атом са гликозидном везом означите као бр. 1, тада - гледајући у смеру казаљке на сату - Ц атом са бројем 3 повезан је с фосфатном групом следећег нуклеотида преко фосфодиестерске везе, а Ц атом са бр. 5 Естерификовано својом „сопственом“ фосфатном групом. Обе нуклеинске киселине, ДНК и РНА су састављене од чистих нуклеотида.

То значи да се централни молекули шећера из ДНК нуклеотида увек састоје од деоксирибозе, а они из РНК увек се састоје од рибозе. Нуклеотиди одређене нуклеинске киселине разликују се само по редоследу 4 могуће нуклеинске базе. ДНК се може замислити као танке врпце које су заплетене около и комплетиране комплементарним колегом, тако да је ДНК обично присутан као двострука спирала. Основни парови аденин и тимин као и гванин и цитозин су увек насупрот једни другима.

Функција и задаци

ДНС и РНС имају различите задатке и функције. Док ДНК не преузима ниједан функционални задатак, РНА интервенише у различитим метаболичким процесима. ДНК служи као централно место складиштења генетских информација у свакој ћелији. Садржи упутства за изградњу целог организма и по потреби их ставља на располагање.

Структура свих протеина се чува у ДНК у облику аминокиселинских секвенци. У практичној примени, кодиране информације ДНК се прво „копирају“ процесом транскрипције и преводе у одговарајућу секвенцу аминокиселина (преписано). Све ове сложене радне функције обављају посебне рибонуклеинске киселине. РНА тако преузима задатак да формира комплементарни појединачни ланац ДНК у ћелијском језгру и транспортује га као рибосомалну РНК кроз нуклеарне поре из ћелијског језгра у цитоплазму у рибосоме, како би се сакупили и синтетизовали одређене аминокиселине у предвиђене протеине.

ТРНА (трансфер РНА), која се састоји од релативно кратких ланаца од око 70 до 95 нуклеотида, преузима важну улогу. ТРНА има структуру сличну детелини. Њихов задатак је да преузму аминокиселине добијене према кодирању од стране ДНК и да их учине доступним рибосомима за синтезу протеина. Неки тРНА су специјализовани за одређене аминокиселине, али су друге тРНА одговорне за више аминокиселина истовремено.

Болести

Сложени процеси у вези са ћелијском поделом, тј. Репликација хромозома и превођење генетског кода у аминокиселинске секвенце могу довести до низа кварова који се манифестују у широком распону могућих ефеката од смртоносних (неживих) до једва приметних.

У ретким изузетним случајевима, насумични кварови могу такође довести до побољшаног прилагођавања појединца условима животне средине и, сходно томе, довести до позитивних ефеката. Репликација ДНК може довести до спонтаних промена (мутација) у појединим генима (мутација гена) или може доћи до грешке у расподели хромозома по ћелијама (мутација генома). Добро познат пример мутације генома је трисомија 21 - такође позната као Довнов синдром.

Неповољни услови у околини у облику дијета са мало ензима, сталне стресне ситуације, прекомерно излагање УВ зрачењу олакшавају оштећење ДНК, што може довести до слабљења имунолошког система и поспешити стварање ћелија рака. Токсичне материје такође могу да наруше различите функције РНА и доведу до значајних оштећења.