Nükleik asitler, atalarımızdan miras aldığımız genetik bilgileri depolar ve iletir. Çocuklarınız varsa, onların genomlarındaki genetik bilgileriniz yeniden birleştirilir ve eşinizin genetik bilgileriyle birleştirilir. Her hücre bölündüğünde kendi genomunuz kopyalanır. Ek olarak, nükleik asitler, hücrelerdeki tüm proteinlerin sentezinden sorumlu olan ve gen adı verilen belirli segmentleri içerir. Genlerin özellikleri vücudunuzun biyolojik özelliklerini kontrol eder.
Genel bilgi
İki nükleik asit sınıfı vardır: deoksiribonükleik asit (DNA olarak bilinir) ve ribonükleik asit (RNA olarak bilinir).
DNA, bilinen tüm canlı organizmaların ve çoğu virüsün büyümesi, gelişmesi, yaşamı ve üremesi için gerekli olan ipliksi bir gen zinciridir.
Çok hücreli organizmaların DNA'sındaki değişiklikler sonraki nesillerde değişikliklere yol açacaktır.
DNA, biyogenetik bir substrattır,en basit canlı organizmalardan son derece organize memelilere kadar mevcut tüm canlılarda bulunur.
Birçok viral partikül (virion), çekirdekte genetik materyal olarak RNA içerir. Bununla birlikte, virüslerin canlı ve cansız doğanın sınırında yer aldığından bahsetmek gerekir, çünkü konakçının hücresel aparatı olmadan hareketsiz kalırlar.
Tarihsel arka plan
1869'da Friedrich Miescher, beyaz kan hücrelerinden çekirdekleri izole etti ve bunların nüklein adını verdiği fosfor açısından zengin bir madde içerdiğini buldu.
Hermann Fischer, 1880'lerde nükleik asitlerdeki pürin ve pirimidin bazlarını keşfetti.
1884'te R. Hertwig, kalıtsal özelliklerin iletilmesinden nükleinlerin sorumlu olduğunu öne sürdü.
1899'da Richard Altmann "çekirdek asit" terimini ortaya attı.
Ve daha sonra, 20. yüzyılın 40'lı yıllarında, bilim adamları Kaspersson ve Brachet, nükleik asitler ile protein sentezi arasında bir bağlantı keşfettiler.
Nükleotidler
Polinükleo titler, birçok nükleotitten oluşur - zincirler halinde birbirine bağlı monomerler.
Nükleik asitlerin yapısında, nükleotidler izole edilmiştir ve bunların her biri:
- Azot bazı.
- Pentoz şekeri.
- Fosfat grubu.
Her nükleotit, bir pentoz (beş karbonlu) sakkaride bağlı nitrojen içeren aromatik bir baz içerir, bu da bir fosforik asit tortusuna bağlanır. Bu tür monomerler birbirleriyle birleştiklerinde polimerik oluştururlar.zincirler. Bir zincirin fosfor kalıntısı ile diğer zincirin pentoz şekeri arasında oluşan kovalent hidrojen bağları ile bağlanırlar. Bu bağlara fosfodiester bağları denir. Fosfodiester bağları hem DNA hem de RNA'nın fosfat-karbonhidrat omurgasını (iskeletini) oluşturur.
Deoksiribonükleotit
Çekirdekte bulunan nükleik asitlerin özelliklerini ele alalım. DNA, hücrelerimizin çekirdeğinin kromozom aparatını oluşturur. DNA, hücrenin normal işleyişi için "yazılım talimatlarını" içerir. Bir hücre kendi türünü çoğ alttığında, bu talimatlar mitoz sırasında yeni hücreye iletilir. DNA, çift sarmal bir iplik halinde bükülmüş çift sarmallı bir makromolekül görünümündedir.
Nükleik asit, bir fosfat-deoksiriboz sakarit iskeleti ve dört azotlu baz içerir: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T). Çift sarmallı bir sarmalda, adenin timinle (A-T), guanin sitozinle (G-C) eşleşir.
1953'te James D. Watson ve Francis H. K. Crick, düşük çözünürlüklü X-ışını kristalografik verilerine dayanan üç boyutlu bir DNA yapısı önerdi. Ayrıca biyolog Erwin Chargaff'ın DNA'daki timin miktarının adenin miktarına, guanin miktarının da sitozin miktarına eşdeğer olduğuna dair bulgularına atıfta bulundular. Bilime katkılarından dolayı 1962'de Nobel Ödülü'nü kazanan Watson ve Crick, iki polinükleotit dizisinin bir çift sarmal oluşturduğunu öne sürdüler. İplikler aynı olmasına rağmen zıt yönlerde bükülür.talimatlar. Fosfat-karbon zincirleri sarmalın dış tarafında bulunurken bazlar iç kısımda bulunur ve diğer zincirdeki bazlara kovalent bağlarla bağlanırlar.
Ribonükleotidler
RNA molekülü, tek sarmallı bir spiral iplik olarak bulunur. RNA'nın yapısı bir fosfat-riboz karbonhidrat iskeleti ve nitrat bazları içerir: adenin, guanin, sitozin ve urasil (U). Transkripsiyon sırasında DNA şablonu üzerinde RNA oluşturulduğunda, guanin sitozin (G-C) ile ve adenin ile urasil (A-U) eşleşir.
RNA fragmanları, sürekli büyümelerini ve bölünmelerini sağlayan tüm canlı hücrelerdeki proteinleri yeniden üretmek için kullanılır.
Nükleik asitlerin iki ana işlevi vardır. Birincisi, vücudumuzdaki sayısız ribozoma gerekli kalıtsal bilgiyi ileten aracılar olarak hizmet ederek DNA'ya yardım ederler. RNA'nın diğer ana işlevi, her ribozomun yeni bir protein yapması için ihtiyaç duyduğu doğru amino asidi teslim etmektir. Birkaç farklı RNA sınıfı vardır.
Mesajlaşma RNA'sı (mRNA veya mRNA - şablon), transkripsiyon sonucunda elde edilen bir DNA segmentinin temel dizisinin bir kopyasıdır. Messenger RNA, DNA ve ribozomlar - transfer RNA'dan amino asitleri kabul eden ve bunları bir polipeptit zinciri oluşturmak için kullanan hücre organelleri arasında bir aracı görevi görür.
Transfer RNA (tRNA), haberci RNA'dan gelen kalıtsal verilerin okunmasını etkinleştirir ve çeviri işlemine neden olurribonükleik asit - protein sentezi. Ayrıca doğru amino asitleri proteinin sentezlendiği yere taşır.
Ribozomal RNA (rRNA), ribozomların ana yapı taşıdır. Şablon ribonükleotidi, bilgilerini okumanın mümkün olduğu belirli bir yerde bağlar ve böylece çeviri sürecini başlatır.
MiRNA'lar, birçok genin düzenleyicisi olarak hareket eden küçük RNA molekülleridir.
Nükleik asitlerin işlevleri genel olarak yaşam ve özelde her hücre için son derece önemlidir. Bir hücrenin gerçekleştirdiği hemen hemen tüm işlevler, RNA ve DNA kullanılarak sentezlenen proteinler tarafından düzenlenir. Enzimler, protein ürünleri, tüm hayati süreçleri katalize eder: solunum, sindirim, her türlü metabolizma.
Nükleik asitlerin yapısı arasındaki farklar
| Dezoskiribonükleotid | Ribonükleotid | |
| İşlev | Kalıtsal verilerin uzun süreli saklanması ve iletilmesi | DNA'da depolanan bilgilerin proteinlere dönüştürülmesi; amino asitlerin taşınması. Bazı virüslerin kalıtsal verilerinin depolanması. |
| Monosakkarit | Deoksiriboz | Riboz |
| Yapı | Çift sarmal sarmal şekil | Tek sarmal sarmal şekil |
| Nitrat bazları | T, C, A, G | U, C, G, A |
Nükleik asit bazlarının ayırt edici özellikleri
Adenin ve guanin tarafındanözellikleri pürinlerdir. Bu, moleküler yapılarının iki kaynaşmış benzen halkası içerdiği anlamına gelir. Sitozin ve timin ise pirimidinlere aittir ve bir benzen halkasına sahiptir. RNA monomerleri zincirlerini adenin, guanin ve sitozin bazlarını kullanarak oluştururlar ve timin yerine urasil (U) eklerler. Pirimidin ve pürin bazlarının her birinin kendine özgü yapısı ve özellikleri, benzen halkasına bağlı kendi fonksiyonel grupları vardır.
Moleküler biyolojide, azotlu bazları belirtmek için özel tek harfli kıs altmalar kullanılır: A, T, G, C veya U.
Pentoz şekeri
Farklı bir azotlu baz grubuna ek olarak, DNA ve RNA monomerleri pentoz şekerlerinde farklılık gösterir. DNA'daki beş atomlu karbonhidrat deoksiriboz iken RNA'da ribozdur. Yapı olarak hemen hemen aynıdırlar, tek bir farkla: riboz bir hidroksil grubu eklerken deoksiribozda bunun yerini bir hidrojen atomu alır.
Sonuçlar
Biyolojik türlerin evriminde ve yaşamın devamlılığında nükleik asitlerin rolü göz ardı edilemez. Canlı hücrelerin tüm çekirdeklerinin ayrılmaz bir parçası olarak hücrelerde meydana gelen tüm hayati süreçlerin aktivasyonundan sorumludurlar.
