Нуклеинови киселини и ДНК

Нуклеиновите киселини са химични съединения с голямо биологично значение; всички живи организми съдържат нуклеинови киселини под формата на ДНК и РНК (съответно дезоксирибонуклеинова киселина и рибонуклеинова киселина). Нуклеиновите киселини са много важни молекули, защото упражняват първичен контрол върху основните жизнени процеси във всички организми.
Всичко подсказва, че нуклеиновите киселини са играли идентична роля от първите форми на примитивен живот, които са били в състояние да оцелеят (като бактерии).
В клетките на живите организми ДНК присъства главно в хромозоми (в разделящи се клетки) и в хроматин (в интерцинетични клетки).
Той присъства и извън ядрото (по -специално в митохондриите и пластидите, където изпълнява функцията си на информационен център за синтеза на част или на цялата органела).
РНК, от друга страна, присъства както в ядрото, така и в цитоплазмата: в ядрото е по -концентрирано в ядрото; в цитоплазмата е по -концентрирано в полизомите.
Химическата структура на нуклеиновите киселини е доста сложна; те се образуват от нуклеотиди, всеки от които (както видяхме) е образуван от три компонента: въглероден хидрат (пентоза), азотна основа (пурин или пиримидин) и фосфорна киселина.
Следователно нуклеиновите киселини са дълги полинуклеотиди, получени в резултат на конкатенацията на единици, наречени нуклеотиди. Разликата между ДНК и РНК се крие в пентозата и основата. Има два вида пентоза, по една за всеки тип нуклеинова киселина:

1) Рибоза в РНК;
2) Десосирибоза в ДНК.

Що се отнася до основите, трябва да повторим разграничението; пиримидиновите основи включват:

1) цитозин;
2) Тимин, присъстващ само в ДНК;
3) Урацил, присъстващ само в РНК.

Пуриновите основи, от друга страна, се състоят от:

1) Аденин

2) Гуанин.

В обобщение, в ДНК откриваме: цитозин - аденин - гуанин - тимин (C -A -G -T); докато в РНК имаме: цитозин - аденин - гуанин - урацил (C -A -G -U).
Всички нуклеинови киселини имат полинуклеотидна линейна верижна структура; специфичността на информацията се дава от различната последователност на основите.

ДНК структура

Нуклеотидите на ДНК веригата са свързани с естерна връзка между фосфорна киселина и пентоза; киселината е свързана с въглерод 3 на нуклеотидната пентоза и с въглерод 5 на следващата; в тези връзки тя използва две от трите си киселинни групи; останалата киселинна група придава на молекулата киселинен характер и й позволява да образува връзки с основни протеини .
ДНК има структура с двойна спирала: две допълващи се вериги, едната от които "слиза надолу", а "другата" се издига нагоре. "На тази подредба съответства концепцията за" антипаралелни "вериги, тоест паралелни, но с противоположни посоки. Започвайки от от едната страна, една от веригите започва с връзка между фосфорна киселина и въглерод 5 на пентозата и завършва със свободен въглерод 3; докато посоката на комплементарната верига е противоположна. Също така виждаме, че водородните връзки между тези две вериги възникват само между пуринова основа и пиримидин и обратно, т.е. между аденин и тимин и между цитозин и гуанин и обратно; има две водородни връзки в двойката АТ, докато в двойката GC има три връзки. Това означава, че втората двойка има по -голяма стабилност.

ДНК редупликация

Както вече беше споменато по отношение на интерцинетичното ядро, ДНК може да бъде в "автосинтетичната" и "алосинтетичната" фаза, тоест съответно да участва в синтеза на двойки от себе си (автосинтеза) или "друго вещество (РНК: алосинтеза). от гледна точка тя е разделена на три фази, наречени G1, S, G2. Във фаза G1 (в която G може да се приеме като първоначален растеж) клетката синтезира, под контрола на ядрената ДНК, всичко необходимо за нейния метаболизъм. Във фаза S (където S означава синтез, т.е. синтез на нова ядрена ДНК) се извършва редупликация на ДНК. Във фаза G2 клетката възобновява растежа си, подготвяйки се за следващото делене.

НЕКА НА КРАТКО ВИДЕМ ФЕНОМЕНИТЕ, СТАНАЛИ В ЕТАП S

На първо място можем да представим двете антипаралелни вериги, сякаш те вече са "деспирализирани". Започвайки от едната крайност, връзките между базовите двойки (A - T и G - C) се скъсват и двете комплементарни вериги се раздалечават (сравнението на отварянето на „светкавица“ е подходящо). В този момент ензим ( ДНК-полимераза) "тече" по всяка отделна верига, благоприятствайки образуването на връзки между нуклеотидите, които я съставят, и новите нуклеотиди (преди това "активирани" с енергия, отделена от "АТФ), преобладаващи в кариоплазмата. Нова тимина е задължително свързана с всеки аденин и т.н., като постепенно образува нова двойна верига от всяка отделна верига.
ДНК-полимеразата изглежда действа in vivo безразлично върху двете вериги, независимо от "посоката" (от 3 до 5 или обратно). По този начин, когато цялата оригинална двойна ДНК верига е покрита, две двойни вериги, точно същото като оригинала. Терминът, който определя това явление, е „полуконсервативна редупликация“, където „редупликация“ концентрира значенията на количествено удвояване и точно копие, докато „полуконсервативен“ припомня факта, че за всяка нова двойна верига от ДНК само една верига е неоинтетична.
ДНК съдържа генетична информация, която предава на РНК; последният от своя страна го предава на протеини, като по този начин регулира метаболитните функции на клетката.Следствие на това целият метаболизъм е пряко или косвено под контрола на ядрото.
Генетичното наследство, което откриваме в ДНК, е предназначено да даде специфични протеини на клетката.
Ако ги вземем по двойки, четирите основи ще дадат 16 възможни комбинации, тоест 16 букви, недостатъчни за всички аминокиселини. Ако вместо това ги вземем в тройки, ще има 64 комбинации, които може да изглеждат твърде много, но които в действителност всички се използват, тъй като науката е открила, че различните аминокиселини се кодират от повече от един триплет. Следователно имаме превод от четирите букви на азотните основи на нуклеотидите към 21 от аминокиселините; обаче, преди "превода", c "е" транскрипцията ", все още в рамките на" четирибуквения "контекст, тоест преминаването на генетичната информация от 4-те букви на ДНК до 4-те букви на РНК, като се взема има предвид, че вместо срамежливата (ДНК), c "е" урацил (РНК).
Процесът на транскрипция възниква, когато в присъствието на рибонуклеотиди, ензими (РНК-полимераза) и енергия, съдържаща се в молекулите на АТФ, ДНК веригата се отваря и се синтезира РНК, което е вярно възпроизвеждане на генетичната информация. отворена верига.
Има три основни типа РНК и всички те произхождат от ядрена ДНК: