Nukleinsyror lagrar och överför genetisk information som vi ärver från våra förfäder. Om du har barn kommer din genetiska information i deras arvsmassa att rekombineras och kombineras med din partners genetiska information. Ditt eget genom dupliceras varje gång varje cell delar sig. Dessutom innehåller nukleinsyror vissa segment som kallas gener som är ansvariga för syntesen av alla proteiner i celler. Genernas egenskaper styr de biologiska egenskaperna hos din kropp.
Allmän information
Det finns två klasser av nukleinsyror: deoxiribonukleinsyra (bättre känd som DNA) och ribonukleinsyra (bättre känd som RNA).
DNA är en trådliknande kedja av gener som är nödvändig för tillväxt, utveckling, liv och reproduktion av alla kända levande organismer och de flesta virus.
Förändringar i DNA hos flercelliga organismer kommer att leda till förändringar i efterföljande generationer.
DNA är ett biogenetiskt substrat,finns i alla existerande levande varelser, från de enklaste levande organismerna till välorganiserade däggdjur.
Många viruspartiklar (virioner) innehåller RNA i kärnan som genetiskt material. Det bör dock nämnas att virus ligger på gränsen mellan livlig och livlös natur, eftersom de utan värdens cellulära apparat förblir inaktiva.
Historisk bakgrund
År 1869 isolerade Friedrich Miescher kärnor från vita blodkroppar och fann att de innehöll ett fosforrikt ämne som han kallade nuklein.
Hermann Fischer upptäckte purin- och pyrimidinbaser i nukleinsyror på 1880-talet.
År 1884 föreslog R. Hertwig att nukleiner är ansvariga för överföringen av ärftliga egenskaper.
År 1899 myntade Richard Altmann termen "kärnsyra".
Och senare, på 40-talet av 1900-talet, upptäckte forskarna Kaspersson och Brachet en koppling mellan nukleinsyror och proteinsyntes.
Nukleotider
Polynukleotider är byggda av många nukleotider - monomerer kopplade samman i kedjor.
I strukturen av nukleinsyror isoleras nukleotider, som var och en innehåller:
- Kvävebas.
- Pentossocker.
- Fosfatgrupp.
Varje nukleotid innehåller en kväveinnehållande aromatisk bas bunden till en pentossackarid (fem kol), som i sin tur är bunden till en fosforsyrarest. Sådana monomerer bildar, när de kombineras med varandra, polymerakedjor. De är förbundna med kovalenta vätebindningar som uppstår mellan fosforresten i en kedja och pentossockret i den andra kedjan. Dessa bindningar kallas fosfodiesterbindningar. Fosfodiesterbindningar bildar fosfat-kolhydratryggraden (skelett) i både DNA och RNA.
Deoxiribonukleotid
Låt oss överväga egenskaperna hos nukleinsyror som finns i kärnan. DNA bildar kromosomapparaten i kärnan i våra celler. DNA innehåller "mjukvaruinstruktionerna" för cellens normala funktion. När en cell reproducerar sin egen typ, skickas dessa instruktioner vidare till den nya cellen under mitos. DNA ser ut som en dubbelsträngad makromolekyl tvinnad till en dubbel spiralformad tråd.
Nukleinsyran innehåller ett fosfat-deoxiribossackaridskelett och fyra kväveh altiga baser: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). I en dubbelsträngad helix parar adenin med tymin (A-T), guanin parar med cytosin (G-C).
1953, James D. Watson och Francis H. K. Crick föreslog en tredimensionell struktur av DNA baserad på lågupplösta röntgenkristallografiska data. De hänvisade också till biologen Erwin Chargaffs fynd att i DNA är mängden tymin ekvivalent med mängden adenin och mängden guanin motsvarar mängden cytosin. Watson och Crick, som vann Nobelpriset 1962 för sina bidrag till vetenskapen, postulerade att två strängar av polynukleotider bildar en dubbel helix. Trådarna, även om de är identiska, vrider sig i motsatta riktningar.vägbeskrivningar. Fosfat-kolkedjorna sitter på utsidan av helixen, medan baserna ligger på insidan, där de binder till baser på den andra kedjan via kovalenta bindningar.
Ribonukleotider
RNA-molekylen existerar som en enkelsträngad spir altråd. Strukturen av RNA innehåller ett fosfat-ribos kolhydratskelett och nitratbaser: adenin, guanin, cytosin och uracil (U). När RNA skapas på DNA-mallen under transkription, paras guanin med cytosin (G-C) och adenin med uracil (A-U).
RNA-fragment används för att reproducera proteiner i alla levande celler, vilket säkerställer deras kontinuerliga tillväxt och delning.
Nukleinsyror har två huvudfunktioner. För det första hjälper de DNA genom att fungera som mellanhänder som överför den nödvändiga ärftliga informationen till de otaliga ribosomerna i vår kropp. Den andra huvudfunktionen hos RNA är att leverera den korrekta aminosyran som varje ribosom behöver för att göra ett nytt protein. Det finns flera olika klasser av RNA.
Meddelande-RNA (mRNA, eller mRNA - mall) är en kopia av grundsekvensen för ett DNA-segment som erhålls som ett resultat av transkription. Messenger-RNA fungerar som en mellanhand mellan DNA och ribosomer - cellorganeller som accepterar aminosyror från överförings-RNA och använder dem för att bygga en polypeptidkedja.
Transfer RNA (tRNA) aktiverar läsningen av ärftlig data från budbärar-RNA, vilket resulterar i översättningsprocessenribonukleinsyra - proteinsyntes. Den transporterar också de rätta aminosyrorna dit proteinet syntetiseras.
Ribosom alt RNA (rRNA) är den huvudsakliga byggstenen i ribosomer. Den binder mallens ribonukleotid på en viss plats där det är möjligt att läsa dess information och startar därigenom översättningsprocessen.
MiRNA är små RNA-molekyler som fungerar som regulatorer av många gener.
Nukleinsyrornas funktioner är extremt viktiga för livet i allmänhet och för varje cell i synnerhet. Nästan alla funktioner som en cell utför regleras av proteiner som syntetiseras med hjälp av RNA och DNA. Enzymer, proteinprodukter, katalyserar alla vitala processer: andning, matsmältning, alla typer av metabolism.
Skillnader mellan strukturen för nukleinsyror
| Dezoskiribonukleotid | Ribonukleotid | |
| Function | Långtidslagring och överföring av ärftlig data | Omvandling av information lagrad i DNA till proteiner; transport av aminosyror. Lagring av ärftlig data från vissa virus. |
| monosackarid | Deoxiribose | Ribose |
| Structure | Dubbelsträngad spiralform | Spiralform med enkel tråd |
| Nitratbaser | T, C, A, G | U, C, G, A |
Särskiljande egenskaper hos nukleinsyrabaser
Adenin och guanin avderas egenskaper är puriner. Detta betyder att deras molekylära struktur inkluderar två smälta bensenringar. Cytosin och tymin tillhör i sin tur pyrimidiner och har en bensenring. RNA-monomerer bygger sina kedjor med hjälp av adenin-, guanin- och cytosinbaser, och istället för tymin lägger de till uracil (U). Var och en av pyrimidin- och purinbaserna har sin egen unika struktur och egenskaper, sin egen uppsättning funktionella grupper kopplade till bensenringen.
Inom molekylärbiologi används speciella enbokstavsförkortningar för att beteckna kväveh altiga baser: A, T, G, C eller U.
Pentossocker
Förutom en annan uppsättning kväveh altiga baser skiljer sig DNA- och RNA-monomerer i sitt pentosocker. Fematomskolhydraten i DNA är deoxiribos, medan det i RNA är ribos. De är nästan identiska till sin struktur, med bara en skillnad: ribos lägger till en hydroxylgrupp, medan den i deoxiribos ersätts av en väteatom.
slutsatser
I utvecklingen av biologiska arter och livets kontinuitet kan nukleinsyrornas roll inte överskattas. Som en integrerad del av alla kärnor i levande celler är de ansvariga för aktiveringen av alla vitala processer som förekommer i celler.
