Nukleino rūgštys

bendrumas

Nukleino rūgštys yra didelės biologinės molekulės DNR ir RNR, kurių buvimas ir tinkamas veikimas gyvų ląstelių viduje yra esminiai pastarųjų išlikimui.

Bendroji nukleino rūgštis kyla iš daugelio nukleotidų sąryšio linijinėse grandinėse.

Paveikslas: DNR molekulė.

Nukleotidai yra mažos molekulės, kuriose dalyvauja trys elementai: fosfato grupė, azoto bazė ir 5 anglies atomų cukrus.

Nukleino rūgštys yra gyvybiškai svarbios organizmo išlikimui, nes jos bendradarbiauja baltymų sintezėje, molekulėse, būtinose teisingai realizuoti ląstelių mechanizmus.

DNR ir RNR kai kuriais atžvilgiais skiriasi.

Pavyzdžiui, DNR turi dvi antiparalelines nukleotidų grandines ir, kaip ir 5-anglies cukrus, turi deoksiribozę. Kita vertus, RNR paprastai turi vieną nukleotidų grandinę ir turi ribozę, kaip 5-anglies cukrų.

Kas yra nukleino rūgštys?

Nukleino rūgštys yra biologinės makromolekulių DNR ir RNR, kurių buvimas gyvų būtybių ląstelėse yra esminis pastarųjų išlikimui ir teisingam vystymuisi.

Pagal kitą apibrėžimą, nukleorūgštys yra biopolimerai, atsirandantys dėl daugelio nukleotidų ilgos linijinės grandinės sąjungos.

Biopolimeras arba natūralus polimeras yra didelis biologinis junginys, sudarytas iš visų tų pačių molekulinių vienetų, kurie vadinami monomerais .

BRANDUOLINIAI RŪGŠIAI: KAS YRA PADĖTIS?

Nukleino rūgštys gyvena ne tik eukariotinių ir prokariotinių organizmų ląstelėse, bet ir ląstelių gyvybės formose, pavyzdžiui, virusuose, ir ląstelių organeliuose, pvz., Mitochondrijose ir chloroplastuose .

Bendra struktūra

Remiantis ankstesnėmis apibrėžtimis, nukleotidai yra molekuliniai vienetai, sudaryti iš DNR ir RNR nukleino rūgščių.

Todėl jie bus pagrindinė šio skyriaus tema, skirta nukleino rūgščių struktūrai.

GENERINIO NUKLEIDO STRUKTŪRA

Bendrasis nukleotidas yra organinio pobūdžio junginys, kurį sudaro trijų elementų sąjunga:

Fosfato grupė, kuri yra fosforo rūgšties darinys;
Pentozė, ty cukrus, turintis 5 anglies atomus ;
Azoto bazė, kuri yra aromatinė heterociklinė molekulė.

Pentozė yra centrinis nukleotidų elementas, nes jis yra susijęs su fosfato grupe ir azoto baze.

Figūra: Elementai, kurie sudaro nukleino rūgšties bendrąjį nukleotidą. Kaip matyti, fosfatų grupė ir azoto bazė yra susietos su cukrumi.

Cheminė jungtis, kuri sulaiko pentozę ir fosfato grupę, yra fosfodiesterio jungtis, o cheminė jungtis, jungianti pentozę ir azoto bazę, yra N-glikozidinė jungtis .

KAIP DALYVAUJA PENTOSIJĄ ĮVAIRIOSE BANKUOSE SU KITOMIS ELEMENTAIS?

Pratarmė: chemikai galvojo apie anglių, sudarančių organines molekules, numeravimą taip, kad būtų supaprastintas jų tyrimas ir aprašymas. Taigi čia, kad 5 pentoso anglis tampa: anglis 1, anglis 2, anglis 3, anglis 4 ir anglis 5.

Skaičių paskirstymo kriterijus yra gana sudėtingas, todėl manome, kad tikslinga palikti paaiškinimą.

Iš 5 angliavandenių, kurie sudaro nukleotidų pentozę, tie, kurie yra susiję su azoto baze ir fosfato grupe, yra atitinkamai anglies 1 ir anglies 5 .

Pentozės anglies dioksidas → N-glikozidinė jungtis → azoto bazė
Pentozės → fosfodiesterio junginio → fosfato grupės anglies 5

KAS YRA CHEMINĖS SĄSAJOS TIPAS, KURIOS NUKLEINĖS RŪGŠČIAI NUKLEINIŲ RŪGŠČIŲ?

Pentozės struktūra, jo sudedamųjų anglių numeracija ir ryšiai su azoto baze ir fosfatų grupe.

Sudarant nukleorūgštis, nukleotidai yra suskirstyti į ilgas linijines grandines, geriau žinomas kaip gijos .

Kiekvienas šių ilgų juostų sudarantis nukleotidas jungiasi prie kito nukleotido, naudojant fosfodiesterio ryšį tarp jo pentozės anglies 3 ir iš karto po nukleotido fosfato grupės.

IŠORĖS

Nukleotidų (arba polinukleotidų gijų ), sudarančių nukleino rūgštis, gijos turi dvi galūnes, žinomas kaip 5 'galai (mes skaitome "penktas galas pirmiausia") ir 3' pabaigą ' (mes skaitome "pirmasis galas"). Pagal konvenciją biologai ir genetikai nustatė, kad 5 ' galas yra nukleino rūgšties gijų galva, o 3' galas - jo uodega .

Cheminiu požiūriu, nukleino rūgščių 5 'galas sutampa su pirmosios grandinės nukleotido fosfato grupe, o nukleorūgščių 3' galas sutampa su hidroksilo grupe (OH), patalpinta ant paskutinio nukleotido anglies 3.,

Ši organizacija remiasi tuo, kad genetinėse ir molekulinėse biologinėse knygose nukleino rūgšties nukleotidų gijos aprašytos taip: P-5 '→ 3'-OH.

* Pastaba: raidė P rodo fosfato grupės fosforo atomą.

Taikant 5 'ir 3' galų sąvokas į vieną nukleotidą, pastarojo 5 'galas yra fosfatų grupė, prijungta prie anglies 5, o jo galas 3' yra hidroksilo grupė, sujungta su anglies 3.

Abiem atvejais skaitytojas kviečiamas atkreipti dėmesį į skaitinį įvykį: 5 '- fosfatų grupė ant anglies 5 ir 3' - hidroksilo grupės ant anglies 3.

Bendra funkcija

Nukleino rūgštys turi, transportuoja, iššifruoja ir išreiškia genetinę informaciją baltymuose .

Sudėtyje yra amino rūgščių, baltymai yra biologinės makromolekulės, kurios atlieka esminį vaidmenį reguliuojant gyvo organizmo ląstelių mechanizmus.

Genetinė informacija priklauso nuo nukleotidų sekos, sudarančios nukleino rūgščių gijų.

Istorija

Nukleinų rūgščių atradimo, atsiradusio 1869 m., Privalumas priklauso Šveicarijos gydytojui ir biologui Friedrichui Miescheriui .

Miescher padarė išvadas, kai jis mokėsi leukocitų ląstelių branduolio, siekdamas geriau suprasti vidinę sudėtį.

Miescherio eksperimentai buvo molekulinės biologijos ir genetikos srities posūkio taškas, nes jie inicijavo tyrimus, kurie leido nustatyti DNR struktūrą (Watson ir Crick, 1953 m.) Ir RNR, kad būtų žinoma: genetinių paveldėjimo mechanizmų ir tikslių baltymų sintezės procesų nustatymas.

PAVADINIMO KILMĖ

Nukleino rūgštys turi šį pavadinimą, nes Miescher juos nustatė leukocitų (branduolio - nukleino) branduolyje ir nustatė, kad jose yra fosfato grupės, fosforo rūgšties darinio (fosforo rūgšties darinių rūgščių).

DNR

Tarp žinomų nukleorūgščių DNR yra labiausiai žinoma, nes ji yra genetinės informacijos (arba genų ) saugykla , skirta nukreipti gyvo organizmo ląstelių vystymąsi ir augimą.

Akronimas DNR reiškia deoksiribonukleino rūgštį arba deoksiribonukleino rūgštį .

DOUBLE ELICA

1953 m., Paaiškindamas nukleorūgšties DNR struktūrą, biologai Jamesas Watsonas ir Francis Crickas pasiūlė modelį, kuris vėliau buvo atskleistas teisingai, vadinamąjį „ dvigubą spiralę “.

Remiantis „dvigubo spiralės“ modeliu, DNR yra didelė molekulė, atsirandanti dėl dviejų ilgų antiparalelinių nukleotidų sričių jungties ir susuktos viena į kitą.

Terminas "antiparalelinis" rodo, kad abu gijiniai yra priešinga orientacija, ty: kaitinamosios siūlės galvos ir uodegos sąveikauja atitinkamai su uodegos ir kito kaitinamojo siūlo galvu.

Pagal kitą svarbų „dvigubo spiralės“ modelio punktą nukleorūgšties DNR nukleorūgštys turi tokį išdėstymą, kad azoto bazės yra orientuotos į kiekvienos spiralės centrinę ašį, o pentozės ir fosfatų grupės sudaro pastolius pastarasis.

KAS YRA DNR PENTOSE?

Pentozė, kuri yra nukleino rūgšties DNR nukleotidai, yra deoksiribozė .

Šis cukrus, turintis 5 anglies atomus, turi savo pavadinimą deguonies atomų trūkumui ant anglies 2. Galų gale, deoksiribozė reiškia "be deguonies".

Paveikslas: deoksiribozė.

Dėl dezoksiribozės nukleino rūgščių DNR nukleino rūgštys vadinamos deoksiribonukleotidais .

NUCLEOTIDES IR NITROGENŲ PAGRINDAS

DNR nukleorūgštyje yra 4 skirtingi deoksiribonukleotidų tipai .

Siekiant išskirti 4 skirtingus deoksiribonukleotidų tipus, yra tik azotas, susietas su pentozės-fosfato grupės formavimu (skirtingai nei azoto bazėje niekada nesikeičia).

Dėl akivaizdžių priežasčių DNR azoto bazės yra 4, konkrečiai: adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C) ir timinas (T).

Adeninas ir guaninas priklauso purino, dvigubo žiedo aromatinių heterociklinių junginių klasei.

Kita vertus, citozinas ir timinas patenka į pirimidinų, vieno žiedo aromatinių heterociklinių junginių kategoriją.

Su „dvigubo spiralės“ modeliu Watson ir Crick taip pat paaiškino, kas yra azoto bazių organizavimas DNR:

Kiekviena filamento azoto bazė vandenilio jungtimis sujungia su azoto pagrindu, esančiu antparalelinėje gijoje, faktiškai formuodama bazių porą, porą .
Dviejų grandinių azoto bazių susiejimas yra labai specifinis. Tiesą sakant, adeninas prisijungia tik prie timino, o citozinas jungiasi tik su guaninu.
Šis svarbus atradimas paskatino molekulinius biologus ir genetikus, kad jie būtų suprantami kaip „ azoto bazių komplementarumo “ ir „ papildomo azoto bazių poravimo “ terminai, siekiant nurodyti adenino surišimo su timinu ir citozinu su guaninu unikalumą.,

KUR JŲ REZERVUOTI GYVENTIEMS KELIUOSE?

Eukariotiniuose organizmuose (gyvūnai, augalai, grybai ir protistai) DNR nukleorūgštis yra visų ląstelių, turinčių šią ląstelių struktūrą, branduolyje .

Prokariotiniuose organizmuose (bakterijose ir archeologiniuose tyrimuose) nukleino rūgšties DNR yra citoplazmoje, nes prokariotinėms ląstelėms trūksta branduolio.

RNR

Tarp dviejų natūraliai pasitaikančių nukleorūgščių RNR reiškia biologinę makromolekulę, kuri DNR nukleotidus paverčia aminorūgštimis, sudarančiomis baltymus ( baltymų sintezės procesas).

Iš tiesų, nukleorūgšties RNR yra panaši į genetinės informacijos žodyną , apie kurį pranešta nukleino rūgšties DNR.

Akronimas RNR reiškia ribonukleino rūgštį .

NURODYMAI, KURIUOS NUSTATYTI IT iš DNR

Nukleino rūgšties RNR turi skirtingus skirtumus, palyginti su DNR:

RNR yra biologinė molekulė, mažesnė už DNR, paprastai suformuota iš vienos nukleotidinės grandinės .
Pentozė, kuri sudaro ribonukleino rūgšties nukleotidus, yra ribozė . Skirtingai nuo deoksiribozės, ribozė turi deguonies atomą ant anglies 2.
Būtent dėl ribozės cukraus buvimo biologai ir chemikai paskyrė RNR ribonukleino rūgšties pavadinimą.
RNR nukleino rūgšties nukleotidai taip pat žinomi kaip ribonukleotidai .
RNR nukleino rūgštis dalijasi su DNR tik 3 azoto bazėmis iš 4 . Vietoj timino, iš tikrųjų, pateikiama uracilo azoto bazė.
RNR gali gyventi įvairiuose ląstelių skyriuose, nuo branduolio iki citoplazmos.

RNŲ TIPAI

Paveikslas: ribozė.

Gyvų ląstelių viduje nukleino rūgšties RNR yra keturiose pagrindinėse formose: transporto RNR (arba RNR perdavimas arba tRNR ), pasiuntinio RNR (arba RNR pranešėjas arba mRNR ), ribosominė RNR (arba ribosominė) RNR arba rRNR ) ir maža branduolinė RNR (arba maža branduolinė RNR arba snRNA ).

Nors jie apima skirtingus specifinius vaidmenis, keturios minėtos RNR formos bendradarbiauja siekdamos bendro tikslo: baltymų sintezės, pradedant nuo DNR esančių nukleotidų sekų.