Nukleorūgštys

Nukleorūgštys yra sudaryti iš atskirų nukleotidų, sudarančių makromolekules, ir, kaip pagrindinis genų komponentas ląstelių branduoliuose, yra genetinės informacijos nešėjai, ir jie katalizuoja daugelį biocheminių reakcijų.

Atskiri nukleotidai susideda iš fosfato ir nukleobazės komponento, taip pat pentozės žiedo molekulės ribozės arba dezoksiribozės. Biocheminis nukleorūgščių efektyvumas grindžiamas ne tik jų chemine sudėtimi, bet ir jų antrine struktūra, jų trimačiu išdėstymu.

Kas yra nukleorūgštys?

Nukleorūgščių statybiniai blokai yra atskiri nukleotidai, kurių kiekvienas sudarytas iš fosfato liekanų, monosacharido ribozės arba dezoksiribozės, kiekviename iš kurių yra 5 žiede išdėstyti anglies atomai ir viena iš penkių galimų nukleobazių. Penkios galimos nukleobazės yra adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C), timinas (T) ir uracilis (U).

Nukleotidai, kurių sudėtyje yra dezoksiribozės kaip cukraus komponentas, sudedami kartu, kad susidarytų dezoksiribonukleorūgštys (DNR), o nukleotidai, kuriuose ribozė yra cukraus komponentas, yra sudedami į ribonukleorūgštis (RNR). Uracilis kaip branduolinė bazė atsiranda tik RNR. Uracilas ten pakeičia tirminą, kuris randamas tik DNR. Tai reiškia, kad DNR ir RNR struktūrai yra tik 4 skirtingi nukleotidai.

Anglų ir tarptautiniu mastu, taip pat kaip ir vokiečių techniniuose straipsniuose, vietoje DNS ir RNR dažniausiai naudojami sutrumpinimai DNA (dezoksiribonukleino rūgštis), o vietoj RNR - RNR (ribonukleino rūgštis). Be natūraliai esančių nukleorūgščių, esančių DNR ar RNR pavidalu, chemijoje kuriamos sintetinės nukleino rūgštys, kurios kaip katalizatoriai įgalina tam tikrus cheminius procesus.

Anatomija ir struktūra

Nukleorūgštys susideda iš daugybės nukleotidų grandinės. Nukleotidą visada sudaro žiedo pavidalo monosukrido dezoksiribozė, jei yra DNR, arba ribozė, jei yra RNR, taip pat fosfato liekanos ir nukleobazės dalis. Ribozė ir dezoksiribozė skiriasi tik tuo, kad deoksiribozėje OH grupė virsta H jonu redukuojant, t.y., pridedant elektroną, todėl ji tampa chemiškai stabilesnė.

Pradėjus nuo ribozės arba dezoksiribozės, esančios žiedo pavidalu, kiekviename iš jų yra 5 anglies atomai, nukleobazės grupė yra sujungta su tuo pačiu anglies atomu kiekvienam nukleotidui per N-glikozidinę jungtį. N-glikozidinis reiškia, kad atitinkamas cukraus anglies atomas yra prijungtas prie nukleobazės NH2 grupės. Jei C atomą su glikozidiniu ryšiu nurodysite kaip Nr. 1, tada žiūrint pagal laikrodžio rodyklę, C atomas su Nr. 3 yra sujungtas su kito nukleotido fosfato grupe per fosfodiesterinį ryšį, o C atomas - Nr. 5 Esterifikuota su „sava“ fosfatų grupe. Tiek nukleorūgštys, tiek DNR, tiek RNR yra sudaryti iš grynų nukleotidų.

Tai reiškia, kad DNR nukleotidų centrinės cukraus molekulės visada susideda iš dezoksiribozės, o RNR - visada iš ribozės. Tam tikros nukleorūgšties nukleotidai skiriasi tik 4 galimų nukleorūgščių tvarka. Galima manyti, kad DNR yra plonos juostos, susuktos aplink ir užpildytos viena kitą papildančia dalimi, taigi DNR paprastai būna kaip dviguba spiralė. Bazinės poros adeninas ir timinas, taip pat guaninas ir citozinas visada yra priešingos viena kitai.

Funkcija ir užduotys

DNS ir RNS turi skirtingas užduotis ir funkcijas. Nors DNR neprisiima jokių funkcinių užduočių, RNR įsikiša į įvairius metabolinius procesus. DNR yra centrinė genetinės informacijos saugojimo vieta kiekvienoje ląstelėje. Jame yra viso organizmo statybos instrukcijos ir prireikus jos pateikiamos.

Visų baltymų struktūra yra saugoma DNR aminorūgščių sekų pavidalu. Įgyvendinant praktiką, užkoduota DNR informacija pirmiausia „nukopijuojama“ per transkripcijos procesą ir paverčiama į atitinkamą aminorūgščių seką (perrašytą). Visas šias būtinas sudėtingas darbo funkcijas atlieka specialios ribonukleino rūgštys. Taigi RNR imasi užduoties suformuoti papildomą vieną grandinę prie DNR ląstelės branduolyje ir pernešti ją kaip ribosominę RNR per branduolio poras iš ląstelės branduolio į citoplazmą iki ribosomų, kad surinktų ir susintetintų tam tikras aminorūgštis į numatomus baltymus.

TRNR (pernešančioji RNR), susidedanti iš santykinai trumpų maždaug 70–95 nukleotidų grandinių, vaidina svarbų vaidmenį. TRNR turi dobilų pavidalo struktūrą. Jų užduotis yra absorbuoti aminorūgštis, kurias koduoja DNR, ir suteikti joms ribosomas baltymų sintezei. Kai kurios tRNR specializuojasi tam tikrose amino rūgštyse, tačiau kitos tRNR yra atsakingos už keletą amino rūgščių tuo pačiu metu.

Ligos

Sudėtingi procesai, susiję su ląstelių dalijimusi, t. Y. Chromosomų replikacija ir genetinio kodo vertimas į aminorūgščių sekas, gali sukelti daugybę sutrikimų, pasireiškiančių daugybe galimų padarinių: nuo mirtino (negyvybingo) iki vos pastebimo.

Retais išimtiniais atvejais atsitiktiniai gedimai taip pat gali padėti geriau prisitaikyti prie aplinkos sąlygų ir atitinkamai sukelti teigiamą poveikį. DNR replikacija gali sukelti spontaninius atskirų genų pokyčius (mutacijas) (genų mutacijas) arba chromosomų pasiskirstymo ląstelėse klaidą (genomo mutacija). Gerai žinomas genomo mutacijos pavyzdys yra 21-oji trisomija - dar vadinama Dauno sindromu.

Nepalankios aplinkos sąlygos dėl mažai fermentų turinčios dietos, nuolatinės stresinės situacijos, per didelis ultravioletinių spindulių poveikis palengvina DNR pažeidimą, kuris gali susilpninti imuninę sistemą ir paskatinti vėžio ląstelių susidarymą. Toksiškos medžiagos taip pat gali pakenkti įvairioms RNR funkcijoms ir sukelti didelį sutrikimą.