Nukleové kyseliny a DNA

Nukleové kyseliny sú chemické zlúčeniny veľkého biologického významu; všetky živé organizmy obsahujú nukleové kyseliny vo forme DNA a RNA (deoxyribonukleová kyselina, respektíve ribonukleová kyselina). Nukleové kyseliny sú veľmi dôležité molekuly, pretože vykonávajú primárnu kontrolu nad základnými životnými procesmi vo všetkých organizmoch.
Všetko nasvedčuje tomu, že nukleové kyseliny hrali rovnakú úlohu od prvých foriem primitívneho života, ktoré dokázali prežiť (napríklad baktérie).
V bunkách živých organizmov je DNA prítomná hlavne v chromozómoch (v deliacich sa bunkách) a v chromatíne (v intercynetických bunkách).
Je prítomný aj mimo jadra (najmä v mitochondriách a plastidoch, kde plní svoju funkciu informačného centra pre syntézu časti alebo celej organely).
Na druhej strane je RNA prítomná v jadre aj v cytoplazme: v jadre je koncentrovanejšia v jadre; v cytoplazme je koncentrovanejšia v polysómoch.
Chemická štruktúra nukleových kyselín je dosť zložitá; sú tvorené nukleotidmi, z ktorých každý (ako sme videli) tvoria tri zložky: hydrát uhlíka (pentóza), dusičná báza (purín alebo pyrimidín) a kyselina fosforečná.
Nukleové kyseliny sú teda dlhé polynukleotidy, ktoré sú výsledkom spájania jednotiek nazývaných nukleotidy. Rozdiel medzi DNA a RNA spočíva v pentóze a základni. Existujú dva typy pentózy, jeden pre každý typ nukleovej kyseliny:

1) ribóza v RNA;
2) Dezosiribóza v DNA.

Pokiaľ ide o základy, musíme rozlišovanie zopakovať; pyrimidínové bázy zahŕňajú:

1) Cytozín;
2) tymín, prítomný iba v DNA;
3) Uracil, prítomný iba v RNA.

Purinové bázy na druhej strane pozostávajú z:

1) adenín

2) Guanín.

V súhrne v DNA nájdeme: Cytosín - adenín - guanín - tymín (C -A -G -T); zatiaľ čo v RNA máme: Cytozín - adenín - Guanín - Uracil (C -A -G -U).
Všetky nukleové kyseliny majú polynukleotidovú lineárnu reťazcovú štruktúru; špecifickosť informácie je daná odlišnou postupnosťou báz.

Štruktúra DNA

Nukleotidy reťazca DNA sú spojené esterovou väzbou medzi kyselinou fosforečnou a pentózou; kyselina je viazaná na uhlík 3 nukleotidovej pentózy a na uhlík 5 ďalšej; v týchto väzbách používa dve zo svojich troch kyslých skupín; zvyšná kyslá skupina dáva molekule kyslý charakter a umožňuje jej vytvárať väzby so zásaditými proteínmi .
DNA má štruktúru dvojitej špirály: dva komplementárne reťazce, z ktorých jeden „klesá“ a „druhý“ stúpa. „Tomuto usporiadaniu zodpovedá koncept„ antiparalelných “reťazcov, to znamená paralelných, ale s opačnými smermi. Vychádzajúc z na jednej strane jeden z reťazcov začína väzbou medzi kyselinou fosforečnou a uhlíkom 5 pentózy a končí voľným uhlíkom 3; pričom smer komplementárneho reťazca je opačný. Vidíme tiež, že medzi týmito dvoma reťazcami dochádza k vodíkovým väzbám iba medzi purínovou bázou a pyrimidínom a naopak, tj. medzi adenínom a tymínom a medzi cytozínom a guanínom a naopak; v páre AT sú dve vodíkové väzby, zatiaľ čo v páre GC sú tri väzby. To znamená, že druhý pár má väčšiu stabilitu.

Reduplikácia DNA

Ako už bolo spomenuté s ohľadom na intercynetické jadro, DNA môže byť v „autosyntetickej“ a „alosyntetickej“ fáze, to znamená, že sa zaoberá syntézou jej párov (autosyntéza) alebo „inej látky (RNA: alosyntéza). V tomto vzhľadom na to je rozdelený do troch fáz, nazývaných G1, S, G2. Vo fáze G1 (v ktorej možno G považovať za počiatočný rast) bunka syntetizuje pod kontrolou jadrovej DNA všetko, čo je potrebné pre jej metabolizmus. Vo fáze S (kde S znamená syntézu, tj. Syntézu novej jadrovej DNA) dochádza k duplikácii DNA. Vo fáze G2 bunka obnoví rast a pripraví sa na ďalšie delenie.

Poďme sa stručne pozrieť na FENOMÉNY, KTORÉ SA UMIESTŇUJÚ FÁZOU S

V prvom rade môžeme reprezentovať dva antiparalelné reťazce, ako keby už boli „despiralizované“. Začínajúc od jedného extrému, väzby medzi pármi báz (A - T a G - C) sa prerušia a dva komplementárne reťazce sa od seba vzdialia (vhodné je porovnanie otvorenia „záblesku“). V tomto mieste enzým ( DNA-polymeráza) „preteká“ každým jednotlivým reťazcom, pričom podporuje vytváranie väzieb medzi nukleotidmi, ktoré ho tvoria, a novými nukleotidmi (predtým „aktivovanými“ energiou uvoľňovanou „ATP“) prevládajúcimi v karyoplazme. S každým adenínom je nevyhnutne spojená nová timína a podobne, z každého jedného reťazca sa postupne vytvára nový dvojitý reťazec.
Zdá sa, že DNA polymeráza pôsobí in vivo ľahostajne na dva reťazce bez ohľadu na „smer“ (od 3 do 5 alebo naopak). Týmto spôsobom, keď bol pokrytý celý pôvodný dvojitý reťazec DNA, dva dvojité reťazce, presne termín, ktorý definuje tento jav, je „semikonzervatívna duplikácia“, kde „reduplikácia“ sústreďuje významy kvantitatívneho zdvojenia a presnej kópie, zatiaľ čo „semikonzervatív“ pripomína skutočnosť, že pre každý nový dvojitý reťazec DNA platí iba jeden reťazec je neointetický.
DNA obsahuje genetické informácie, ktoré prenáša do RNA; ten ho naopak prenáša na proteíny, čím reguluje metabolické funkcie bunky.V dôsledku toho je celý metabolizmus priamo alebo nepriamo pod kontrolou jadra.
Genetické dedičstvo, ktoré nachádzame v DNA, je určené na to, aby poskytlo bunke špecifické proteíny.
Ak ich vezmeme do párov, štyri bázy poskytnú 16 možných kombinácií, to je 16 písmen, čo nestačí na všetky aminokyseliny. Ak ich namiesto toho vezmeme v trojiciach, bude existovať 64 kombinácií, ktoré sa môžu zdať príliš veľa, ale ktoré sa v skutočnosti všetky používajú, pretože veda zistila, že rôzne aminokyseliny sú kódované viac ako jednou trojicou. Máme teda preklad zo 4 písmen dusíkatých báz nukleotidov do 21 aminokyselín; avšak pred „prekladom“ je „c“ „transkripcia“, stále v kontexte „štyroch písmen“, to znamená prechod genetickej informácie zo 4 písmen DNA na 4 písmená RNA, pričom vezmite do úvahy, že namiesto plachého (DNA), c „je“ uracil (RNA).
Transkripčný proces nastáva, keď sa v prítomnosti ribonukleotidov, enzýmov (RNA-polymerázy) a energie obsiahnutej v molekulách ATP otvorí reťazec DNA a syntetizuje sa RNA, čo je verná reprodukcia genetických informácií. otvorený reťazec.
Existujú tri hlavné typy RNA a všetky pochádzajú z jadrovej DNA: