Asid nukleik

Asid nukleik terdiri daripada rentetan nukleotida individu untuk membentuk makromolekul dan, sebagai komponen utama gen dalam inti sel, adalah pembawa maklumat genetik dan mereka memangkinkan banyak reaksi biokimia.

Nukleotida individu masing-masing terdiri daripada fosfat dan komponen nukleobase serta molekul pentosa cincin ribosa atau deoksiribosa. Keberkesanan biokimia asid nukleik tidak hanya berdasarkan komposisi kimianya, tetapi juga pada struktur sekundernya, pada susunan tiga dimensi mereka.

Apakah asid nukleik?

Blok asas asid nukleik adalah nukleotida individu, masing-masing terdiri daripada residu fosfat, ribos monosakarida atau deoksiribosa, masing-masing dengan 5 atom karbon disusun dalam cincin dan satu daripada lima kemungkinan nukleobase. Lima kemungkinan nukleobase adalah adenin (A), guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan urasil (U).

Nukleotida yang mengandungi deoksiribosa sebagai komponen gula dijalin bersama untuk membentuk asid deoksiribonukleik (DNA) dan nukleotida dengan ribosa sebagai komponen gula terbentuk menjadi asid ribonukleik (RNA). Uracil sebagai asas nukleik berlaku secara eksklusif dalam RNA. Uracil menggantikan timin di sana, yang hanya terdapat dalam DNA. Ini bermaksud bahawa hanya 4 nukleotida berbeza yang tersedia untuk struktur DNA dan RNA.

Dalam bahasa Inggeris dan antarabangsa, serta dalam artikel teknikal Jerman, singkatan DNA (asid desoksiribonukleik) biasanya digunakan sebagai ganti DNS dan RNA (asid ribonukleat) dan bukan RNA. Sebagai tambahan kepada asid nukleik yang wujud secara semula jadi dalam bentuk DNA atau RNA, asid nukleik sintetik sedang dikembangkan dalam kimia yang, sebagai pemangkin, memungkinkan proses kimia tertentu.

Anatomi & struktur

Asid nukleik terdiri daripada sebilangan besar nukleotida yang dirantai bersama. Nukleotida selalu terdiri daripada deoksiribosa monosugar berbentuk cincin dalam kes DNA atau ribosa dalam kes RNA serta residu fosfat dan bahagian nukleobase. Ribose dan deoxyribose hanya berbeza dalam deoxyribose satu kumpulan OH diubah menjadi ion H dengan pengurangan, iaitu dengan menambahkan elektron, dan dengan itu menjadi lebih stabil secara kimia.

Bermula dari ribosa atau deoksiribosa yang terdapat dalam bentuk cincin, masing-masing dengan 5 atom karbon, kumpulan nukleobase dihubungkan dengan atom karbon yang sama untuk setiap nukleotida melalui ikatan N-glikosidik. N-glikosidik bermaksud atom karbon gula yang berkaitan disambungkan ke kumpulan nukleobase NH2. Sekiranya anda menetapkan atom C dengan ikatan glikosidik sebagai No. 1, maka - melihat searah jarum jam - atom C dengan No. 3 disambungkan ke kumpulan fosfat nukleotida seterusnya melalui ikatan fosfodiester, dan atom C dengan No. 5 Diasingkan dengan kumpulan fosfatnya sendiri. Kedua-dua asid nukleik, DNA dan RNA masing-masing terdiri daripada nukleotida asli.

Ini bermakna molekul gula pusat nukleotida DNA selalu terdiri daripada deoksiribosa dan molekul RNA selalu terdiri daripada ribosa. Nukleotida asid nukleik tertentu hanya berbeza mengikut urutan 4 kemungkinan asas nukleik.DNA boleh dianggap sebagai pita nipis yang dipusingkan dan diselesaikan oleh rakan sejawat, sehingga DNA biasanya wujud sebagai heliks berganda. Pasangan asas adenin dan timin serta guanin dan sitosin selalu saling bertentangan.

Fungsi & tugas

DNS dan RNS mempunyai tugas dan fungsi yang berbeza. Walaupun DNA tidak melakukan tugas fungsional, RNA campur tangan dalam pelbagai proses metabolik. DNA berfungsi sebagai lokasi penyimpanan pusat untuk maklumat genetik di setiap sel. Ini mengandungi arahan pembinaan untuk seluruh organisma dan menjadikannya tersedia apabila diperlukan.

Struktur semua protein disimpan dalam DNA dalam bentuk urutan asid amino. Dalam pelaksanaan praktikal, maklumat yang dikodkan DNA pertama kali "disalin" melalui proses transkripsi dan diterjemahkan ke dalam urutan asid amino yang sesuai (ditranskrip). Semua fungsi kerja kompleks yang diperlukan ini dilakukan oleh asid ribonukleik khas. Oleh itu, RNA mengambil tugas untuk membentuk satu helai pelengkap ke DNA dalam nukleus sel dan mengangkutnya sebagai RNA ribosom melalui pori-pori nuklear keluar dari nukleus sel ke sitoplasma ke ribosom, untuk mengumpulkan dan mensintesis asid amino tertentu ke dalam protein yang dimaksudkan.

TRNA (transfer RNA), yang terdiri daripada rantai pendek sekitar 70 hingga 95 nukleotida, mengambil tugas penting. TRNA mempunyai struktur seperti semanggi. Tugas mereka adalah untuk mengambil asam amino yang disediakan mengikut pengekodan oleh DNA dan membuatnya tersedia untuk ribosom untuk sintesis protein. Beberapa tRNA mengkhusus dalam asid amino tertentu, tetapi tRNA lain bertanggungjawab untuk beberapa asid amino pada masa yang sama.

Penyakit

Proses kompleks yang berkaitan dengan pembelahan sel, iaitu replikasi kromosom dan terjemahan kod genetik menjadi urutan asid amino, dapat menyebabkan sejumlah kerusakan, yang menampakkan diri dalam pelbagai kemungkinan kesan dari mematikan (tidak layak) hingga hampir tidak dapat dilihat.

Dalam kes-kes luar biasa yang jarang berlaku, kerusakan secara rawak juga boleh menyebabkan peningkatan penyesuaian individu terhadap keadaan persekitaran dan seterusnya membawa kepada kesan positif. Replikasi DNA boleh menyebabkan perubahan spontan (mutasi) pada gen individu (mutasi gen) atau ada kesalahan dalam penyebaran kromosom dalam sel (mutasi genom). Contoh mutasi genom yang terkenal adalah trisomi 21 - juga dikenali sebagai sindrom Down.

Keadaan persekitaran yang tidak baik dalam bentuk diet rendah enzim, situasi tekanan yang berterusan, pendedahan berlebihan terhadap sinaran UV memudahkan kerosakan pada DNA, yang dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh dan mendorong pembentukan sel barah. Bahan beracun juga boleh merosakkan pelbagai fungsi RNA dan menyebabkan kerosakan yang besar.