Asid nukleik dan DNA

Asam nukleat adalah sebatian kimia yang penting dalam biologi; Semua organisma hidup mengandungi asid nukleat dalam bentuk DNA dan RNA (masing-masing asid deoksiribonukleik dan asid ribonukleik). Asid nukleik adalah molekul yang sangat penting kerana mereka mengendalikan kawalan utama terhadap proses vital penting dalam semua organisma.

Segala-galanya mencadangkan bahawa asid nukleik memainkan peranan yang sama sejak bentuk kehidupan primitif yang dapat bertahan (seperti bakteria).

Dalam sel-sel organisma hidup, DNA ada di atas semua dalam kromosom (dalam membahagikan sel) dan di chromatin (dalam sel-sel intercinetik).

Ia juga hadir di luar nukleus (terutamanya di mitokondria dan di plastids, di mana ia berfungsi sebagai pusat maklumat untuk sintesis sebahagian atau semua organelle).

RNA, sebaliknya, hadir dalam nukleus dan dalam sitoplasma: dalam nukleus ia lebih tertumpu di nukleolus; dalam sitoplasma ia lebih tertumpu di polysomes.

Struktur kimia asid nukleik agak kompleks; Mereka dibentuk oleh nukleotida, masing-masing (seperti yang kita lihat) terdiri daripada tiga komponen: hidrat karbon (pentose), asas nitrogen (purine atau pyrimidine) dan asid fosforik.

Oleh itu, asid nukleik adalah polynukleotida yang panjang, hasil daripada penggabungan unit-unit yang dipanggil nukleotida. Perbezaan antara DNA dan RNA terletak pada pentosa dan pangkalannya. Terdapat dua jenis pentose, satu untuk setiap jenis asid nukleik:

1) Ribose dalam RNA;

2) Dessosiribosio dalam DNA.

Juga berkenaan dengan pangkalan-pangkalan kita mesti mengulangi perbezaannya; asas pyrimidine termasuk:

1) Cytosine;

2) Thymine, sekarang hanya dalam DNA;

3) Uracil, kini hanya dalam RNA.

Asas purine adalah, sebaliknya, terdiri daripada:

1) Adenine

2) Guanina.

Ringkasnya, dalam DNA kita dapati: Cytosine - Adenine - Guanina - Timina (CAGT); semasa dalam RNA kita ada: Cytosine - Adenine - Guanine - Uracil (CAGU).

Semua asid nukleik mempunyai struktur rantai linear polynucleotide; kekhususan maklumat diberikan oleh urutan asas yang berlainan.

Struktur DNA

Nukleotida rantai DNA terikat bersama ester antara asid fosfat dan pentose; asid didapati terikat pada karbon 3 pentosina nukleotida dan karbon 5 seterusnya; dalam bon ini ia menggunakan dua daripada tiga kumpulan asid; kumpulan asid yang tersisa memberikan watak asid kepada molekul dan membolehkan membentuk ikatan dengan protein asas.

DNA mempunyai struktur heliks ganda: dua rantai pelengkap, salah satunya "turun" dan yang lain "naik". Konsep ini sepadan dengan konsep "antiparallel" rantai, iaitu, selari tetapi dalam arah yang bertentangan. Bermula dari satu sisi, salah satu rantai bermula dengan ikatan antara asid fosforik dan karbon 5 pentos dan berakhir dengan karbon bebas 3; manakala arah rantai pelengkap adalah bertentangan. Kami juga melihat bahawa ikatan hidrogen di antara dua rantai ini hanya berlaku di antara asas purine dan asas pyrimidine dan sebaliknya, iaitu antara Adenina dan Timina dan antara Cytosine dan Guanine, dan sebaliknya; terdapat dua ikatan hidrogen dalam pasangan AT, manakala dalam pasangan GC terdapat tiga ikatan. Ini bermakna pasangan kedua mempunyai kestabilan yang lebih besar.

Penggandaan DNA

Seperti yang telah disebutkan berhubung dengan nukleus intercinetik, DNA boleh didapati dalam fasa "autosynthetic" dan "allosynthetic", iaitu masing-masing komited untuk mensintesis pasangannya sendiri (autosynthesis) atau bahan lain (RNA: allosynthesis). dalam hal ini ia dibahagikan kepada tiga fasa, yang dipanggil G1, S, G2 . Dalam fasa G1 (di mana G boleh diambil sebagai pertumbuhan awal, pertumbuhan) sel mensintesis, di bawah kawalan DNA nuklear, semua yang diperlukan untuk metabolisme seseorang. Dalam fasa S (di mana S bermaksud sintesis, iaitu sintesis DNA nuklear baru) pengulangan DNA berlaku. Dalam fasa G2, sel akan menyambung semula pertumbuhan, bersiap untuk bahagian seterusnya.

KAMI HARUS MELIHAT FENOMENA DI SISI S

Pertama sekali kita boleh mewakili dua rantaian antiparallel seolah-olah mereka sudah "diketepikan". Bermula dari satu hujung ikatan di antara pasang asas (A - T dan G - C) dipecahkan, dan kedua rantai pelengkap bergerak (perbandingan pembukaan "petir" sesuai). Pada masa ini enzim ( DNA-polimerase ) "mengalir" di sepanjang setiap rantaian tunggal, memihak kepada pembentukan ikatan antara nukleotida yang menyusunnya dan nukleotida baru (sebelumnya "diaktifkan" dengan tenaga yang diberikan oleh ATP) yang lazim dalam karyoplasma. Tim yang baru semestinya terikat kepada setiap adenin, dan sebagainya, membentuk setiap rantaian double baru.

DNA polimer seolah-olah bertindak secara vivo secara tidak langsung pada kedua-dua rantai, sama ada "arah" (dari 3 hingga 5 atau sebaliknya). Dengan cara ini, apabila semua rangkaian DNA asal asal telah dilalui, akan ada kehadiran dua rantai berganda, sama dengan yang asal. Istilah yang mentakrifkan fenomena ini adalah "semikonservativ reduplication", di mana "reduplication" menumpukan makna kuantitatif dan tepat menggandakan salinan, sementara "semi konservatif" mengingatkan fakta bahawa, untuk setiap rantaian double baru DNA, rantaian tunggal adalah neosítetico.

DNA mengandungi maklumat genetik, yang dihantar kepada RNA; yang kemudiannya memancarkannya kepada protein, dengan itu mengawal selia fungsi metabolik sel. Akibatnya metabolisme keseluruhan secara langsung atau tidak langsung di bawah kawalan nukleus.

Warisan genetik yang kami dapati dalam DNA bertujuan untuk memberi protein spesifik ke dalam sel.

Sekiranya kita mengambilnya secara berpasangan, empat pangkalan akan memberikan 16 kombinasi yang mungkin, iaitu 16 huruf, tidak cukup untuk semua asid amino. Kalau sebaliknya, kita akan mengambilnya dalam tiga kali ganda, akan ada 64 kombinasi, yang mungkin kelihatan terlalu banyak, tetapi yang sebenarnya digunakan semua kerana sains mendapati bahawa asid amino berbeza dikodkan oleh lebih daripada satu triplet. Oleh itu, terdapat terjemahan dari 4 huruf asas nukleotida nitrogen dengan 21 asid amino; Walau bagaimanapun, sebelum «penterjemahan», ada «transkripsi», masih dalam konteks empat huruf, iaitu perletakan maklumat genetik dari 4 huruf DNA ke 4 huruf RNA, dengan mengambil kira itu, bukannya malu (DNA), ada uracil (RNA).

Proses transkripsi berlaku apabila, di hadapan ribonukleotida, enzim (RNA-polimerase) dan tenaga yang terkandung dalam molekul ATP, rantai DNA dibuka dan RNA disintesis, yang merupakan penyebaran maklumat genetik yang setia terkandung dalam rantai terbuka itu.

Terdapat tiga jenis utama RNA dan semuanya berasal dari DNA nuklear: