Asid nukleik adalah sebatian kimia yang sangat penting biologi; semua organisma hidup mengandungi asid nukleik dalam bentuk DNA dan RNA (masing-masing asid deoksiribonukleat dan asid ribonukleik). Asid nukleik adalah molekul yang sangat penting kerana ia mempunyai kawalan utama terhadap proses kehidupan asas dalam semua organisma.
Segala-galanya menunjukkan bahawa asid nukleik telah memainkan peranan yang sama sejak bentuk primitif kehidupan pertama yang dapat bertahan (seperti bakteria).
Dalam sel-sel organisma hidup, DNA terutama terdapat dalam kromosom (dalam sel pembahagi) dan dalam kromatin (dalam sel interkintetik).
Ia juga terdapat di luar nukleus (khususnya di mitokondria dan plastid, di mana ia berfungsi sebagai pusat maklumat untuk sintesis sebahagian atau seluruh organel).
RNA, sebaliknya, terdapat di nukleus dan di sitoplasma: di nukleus lebih tertumpu di nukleolus; di sitoplasma lebih tertumpu di polisom.
Struktur kimia asid nukleik agak kompleks; mereka dibentuk oleh nukleotida, masing-masing (seperti yang telah kita lihat) dibentuk oleh tiga komponen: karbon hidrat (pentosa), asas nitrogen (purin atau pyrimidine) dan asid fosforik.
Oleh itu, asid nukleik adalah polinukleotida panjang, hasil daripada gabungan unit yang disebut nukleotida. Perbezaan antara DNA dan RNA terletak pada pentosa dan asasnya. Terdapat dua jenis pentosa, satu untuk setiap jenis asid nukleik:
1) Ribosa dalam RNA;
2) Dessosiribose dalam DNA.
Sejauh asasnya, kita mesti mengulangi perbezaannya; asas pyrimidine merangkumi:
1) Sitosin;
2) Timin, hanya terdapat dalam DNA;
3) Uracil, hanya terdapat dalam RNA.
Sebaliknya, asas purin terdiri daripada:
1) Adenine
2) Guanine.
Ringkasnya, dalam DNA kita dapati: Cytosine - Adenine - Guanine - Thymine (C-A-G-T); semasa dalam RNA kita mempunyai: Cytosine - Adenine - Guanine - Uracil (C-A-G-U).
Semua asid nukleik mempunyai struktur rantai linear polinukleotida; kekhususan maklumat diberikan oleh urutan asas yang berbeza.
Struktur DNA
Nukleotida rantai DNA dihubungkan dengan ikatan ester antara asid fosforik dan pentosa; asid terikat kepada karbon 3 pentosa nukleotida dan karbon 5 yang berikutnya; dalam ikatan ini ia menggunakan dua daripada tiga kumpulan asidnya; kumpulan asid yang tinggal memberikan molekul sifatnya yang berasid dan membolehkannya membentuk ikatan dengan protein asas .
DNA mempunyai struktur heliks berganda: dua rantai pelengkap, salah satunya "turun" dan "lain" naik. "Untuk susunan ini sesuai dengan konsep rantai" antiparallel ", iaitu selari tetapi dengan arah yang bertentangan. Bermula dari satu sisi, salah satu rantai bermula dengan ikatan antara asid fosforik dan karbon 5 pentosa dan berakhir dengan karbon bebas 3; sementara arah rantai pelengkap bertentangan.Kita juga melihat bahawa ikatan hidrogen antara kedua rantai ini berlaku hanya antara asas purin dan pyrimidine dan sebaliknya, iaitu antara Adenine dan Thymine dan antara Cytosine dan Guanine, dan sebaliknya; terdapat dua ikatan hidrogen pada pasangan AT, sementara pada pasangan GC terdapat tiga ikatan. Ini bermaksud bahawa pasangan kedua mempunyai kestabilan yang lebih besar.
Penggandaan DNA
Seperti yang telah disebutkan mengenai inti interkintetik, DNA boleh berada dalam fasa "autosintetik" dan "allosynthetic", yang masing-masing terlibat dalam mensintesis pasangannya sendiri (autosintesis) atau "bahan lain (RNA: allosynthesis). Dalam ini menganggapnya terbahagi kepada tiga fasa, yang disebut G1, S, G2. Dalam fasa G1 (di mana G dapat diambil sebagai pertumbuhan awal) sel mensintesis, di bawah kawalan DNA nuklear, semua yang diperlukan untuk metabolisme. Dalam fasa S (di mana S bermaksud sintesis, iaitu sintesis DNA nuklear baru) penggandaan DNA berlaku. Pada fasa G2 sel meneruskan pertumbuhan, bersiap untuk pembahagian seterusnya.
KAMI SEDANGKAN LIHAT FENOMENA YANG DIAMBIL DI FASA S
Mula-mula kita dapat mewakili dua rantai antiparallel seolah-olah mereka sudah "terdespirasi". Bermula dari satu ekstrim, ikatan antara pasangan asas (A - T dan G - C) terputus, dan dua rantai pelengkap bergerak terpisah (perbandingan pembukaan "kilat" sesuai). Pada ketika ini enzim ( DNA-polymerase) "mengalir" di sepanjang setiap rantai tunggal, memihak kepada pembentukan ikatan antara nukleotida yang menyusunnya dan nukleotida baru (sebelumnya "diaktifkan" dengan tenaga yang dilepaskan oleh "ATP) yang lazim dalam karyoplasma. Timina baru semestinya dikaitkan dengan setiap adenin, dan seterusnya, secara beransur-ansur membentuk rantai berganda baru dari setiap rantai tunggal.
DNA-polimerase nampaknya bertindak secara vivo secara tidak acuh pada kedua-dua rantai, apa pun "arah" (dari 3 hingga 5 atau sebaliknya). Dengan cara ini, apabila semua rantai DNA berganda yang asli telah ditutup, dua rantai ganda, tepat sama dengan yang asli. Istilah yang mendefinisikan fenomena ini adalah "penggandaan semikonservatif", di mana "penggandaan semula" memusatkan makna penggandaan kuantitatif dan salinan tepat, sementara "semikonservatif" mengingatkan fakta bahawa, untuk setiap rantai DNA baru yang baru, hanya satu rantai adalah neo-intetik.
DNA mengandungi maklumat genetik, yang disebarkan ke RNA; yang terakhir seterusnya menyebarkannya ke protein, sehingga mengatur fungsi metabolisme sel. Akibatnya, seluruh metabolisme secara langsung atau tidak langsung berada di bawah kawalan inti.
Warisan genetik yang kita dapati dalam DNA ditakdirkan untuk memberikan protein spesifik kepada sel.
Sekiranya kita mengambilnya secara berpasangan, keempat-empat asas akan memberikan 16 kemungkinan kombinasi, iaitu 16 huruf, tidak cukup untuk semua asid amino. Jika sebaliknya kita membawanya dalam kembar tiga, akan ada 64 kombinasi, yang mungkin kelihatan terlalu banyak, tetapi yang, pada kenyataannya, semuanya digunakan kerana sains telah menemui bahawa asid amino yang berbeza dikodekan oleh lebih dari satu kembar tiga. Oleh itu, kami mempunyai terjemahan dari 4 huruf asas nitrogenous nukleotida kepada 21 asid amino; namun, sebelum "terjemahan", c "adalah" transkripsi ", masih dalam konteks" empat huruf ", itulah petikan maklumat genetik dari 4 huruf DNA ke 4 huruf RNA, dengan mengambil mengambil kira bahawa, bukannya pemalu (DNA), c "adalah" uracil (RNA).
Proses transkripsi berlaku apabila, dengan adanya ribonukleotida, enzim (RNA-polimerase) dan tenaga yang terkandung dalam molekul ATP, rantai DNA terbuka dan RNA disintesis, yang merupakan pembiakan semula maklumat genetik yang setia. rantai terbuka.
Terdapat tiga jenis RNA utama dan semuanya berasal dari DNA nuklear:
- RNAm (utusan)
- RNAr (ribosom)
- RNAt atau RNA (pemindahan atau larut)
