กรดนิวคลีอิกและ DNA

กรดนิวคลีอิกเป็นสารประกอบทางเคมีที่มีความสำคัญทางชีวภาพ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีกรดนิวคลีอิกในรูปแบบของ DNA และ RNA (ตามลำดับกรดเดอกซีโบโนนิกนิกและกรดริบอนนิวคลีอิก) กรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลที่สำคัญมากเพราะพวกมันใช้ควบคุมกระบวนการชีวิตที่สำคัญในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

ทุกอย่างแสดงให้เห็นว่ากรดนิวคลีอิกมีบทบาทเหมือนกันตั้งแต่รูปแบบดั้งเดิมดั้งเดิมที่สามารถอยู่รอดได้ (เช่นแบคทีเรีย)

ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตดีเอ็นเอมีอยู่เหนือสิ่งอื่นในโครโมโซม (ในการแบ่งเซลล์) และในโครมาติน (ในเซลล์ระหว่างเซลล์)

มันยังปรากฏอยู่นอกนิวเคลียส (โดยเฉพาะในไมโตคอนเดรียและพลาสมิดซึ่งมันทำหน้าที่เป็นศูนย์ข้อมูลสำหรับการสังเคราะห์บางส่วนหรือทั้งหมดของอวัยวะ)

ในทางตรงกันข้าม RNA นั้นมีอยู่ทั้งในนิวเคลียสและในไซโตพลาสซึม: ในนิวเคลียสนั้นจะมีความเข้มข้นมากขึ้นในนิวเคลียส; ในโปรโตปลาสซึมของไซโตพลาสซึมจะมีความเข้มข้นมากขึ้น

โครงสร้างทางเคมีของกรดนิวคลีอิกนั้นค่อนข้างซับซ้อน พวกมันประกอบไปด้วยนิวคลีโอไทด์ซึ่งแต่ละอย่าง (ดังที่เราเห็น) ประกอบด้วยสามองค์ประกอบ: ไฮเดรตคาร์บอเนต (pentose), ฐานไนโตรเจน (purine หรือ pyrimidine) และกรดฟอสฟอริก

กรดนิวคลีอิกจึงเป็น polynucleotides ที่ยาวซึ่งเป็นผลมาจากการผูกมัดของหน่วยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ ความแตกต่างระหว่าง DNA และ RNA นั้นอยู่ในเพนโตสและฐาน เพนโตสมีสองประเภทหนึ่งประเภทสำหรับกรดนิวคลีอิกแต่ละประเภท:

1) น้ำตาลใน RNA;

2) Dessosiribose ใน DNA

เกี่ยวกับฐานที่เราต้องทำซ้ำความแตกต่าง; ฐาน pyrimidine รวมถึง:

1) Cytosine;

2) ไทมีนมีอยู่ใน DNA เท่านั้น

3) Uracil นำเสนอเฉพาะใน RNA

ในทางกลับกัน ฐาน purine ประกอบด้วย:

1) Adenine

2) Guanina

สรุปเราพบใน DNA: Cytosine - Adenine - Guanina - Timina (CAGT); ในขณะที่อยู่ใน RNA เรามี: Cytosine - Adenine - Guanina - Uracilus (CAGU)

กรดนิวคลีอิกทั้งหมดมีโครงสร้างสายโซ่โพลีโนลีนเชิงเส้น ความจำเพาะของข้อมูลถูกกำหนดโดยลำดับที่แตกต่างกันของฐาน

โครงสร้างดีเอ็นเอ

นิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอนั้นถูกเชื่อมโยงกันด้วยเอสเตอร์ระหว่างกรดฟอสฟอริกและเพนโตส กรดจะถูกจับกับคาร์บอน 3 ของเพนโตสนิวคลีโอไทด์และต่อจากคาร์บอน 5 ในพันธะเหล่านี้มันใช้กลุ่มกรดสองในสามกลุ่ม กลุ่มกรดที่เหลือให้ลักษณะของกรดกับโมเลกุลและช่วยสร้างพันธะกับโปรตีนพื้นฐาน

DNA มีโครงสร้างแบบเกลียวคู่: สองโซ่เสริมหนึ่งในนั้น "สืบเชื้อสาย" และอีก "เพิ่มขึ้น" การจัดเรียงนี้สอดคล้องกับแนวคิดของโซ่ "antiparallel" คือขนาน แต่มีทิศทางตรงกันข้าม เริ่มจากด้านหนึ่งโซ่หนึ่งเริ่มด้วยการเชื่อมโยงระหว่างกรดฟอสฟอริกและคาร์บอน 5 ของเพนโตสและจบลงด้วยคาร์บอนฟรี 3 ในขณะที่ทิศทางของห่วงโซ่เสริมอยู่ตรงข้าม เรายังเห็นว่าพันธะไฮโดรเจนระหว่างโซ่ทั้งสองนี้เกิดขึ้นระหว่างฐาน purine และ pyrimidine และในทางกลับกันเช่นระหว่าง Adenina และ Timina และระหว่าง Cytosine และ Guanina และในทางกลับกัน; พันธะไฮโดรเจนเป็นสองในคู่ AT ในขณะที่คู่ GC พันธะที่สาม ซึ่งหมายความว่าคู่ที่สองมีเสถียรภาพมากขึ้น

การทำซ้ำดีเอ็นเอ

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วเกี่ยวกับนิวเคลียส intercinetic ดีเอ็นเอสามารถพบได้ใน "autosynthetic" และ "allosynthetic" ขั้นตอนนั่นคือตามลำดับหมั้นในการสังเคราะห์คู่ของตัวเอง (autosynthesis) หรือสารอื่น (RNA: allosynthesis) ในเรื่องนี้มันแบ่งออกเป็น สามขั้นตอนเรียกว่า G1, S, G2 ในขั้นตอน G1 (ซึ่ง G สามารถนำมาเป็นการเจริญเติบโตเริ่มต้นการเจริญเติบโต) เซลล์สังเคราะห์ภายใต้การควบคุมของ DNA นิวเคลียร์ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการเผาผลาญของตัวเอง ในเฟส S (ซึ่ง S หมายถึงการสังเคราะห์คือการสังเคราะห์ DNA นิวเคลียร์ใหม่) การทำซ้ำดีเอ็นเอจะเกิดขึ้น ในเฟส G2 เซลล์จะกลับมาเติบโตอีกครั้งพร้อมสำหรับการแบ่งครั้งต่อไป

เราเห็นสิ่งมหัศจรรย์ที่ปรากฎในเวทีเอส

ก่อนอื่นเราสามารถเป็นตัวแทนของทั้งสอง antiparallel เชนราวกับว่าพวกมันถูก "ทลาย" จากความสัมพันธ์ที่รุนแรงระหว่างคู่เบส (A - T และ G - C) ถูกทำลายและโซ่เสริมทั้งสองเลื่อนออกไป (การเปรียบเทียบการเปิด "แฟลช" เหมาะสม) เมื่อมาถึงจุดนี้เอนไซม์ ( DNA-polymerase ) "ไหล" ตามสายโซ่แต่ละอันนิยมก่อตัวของพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบขึ้นและนิวคลีโอไทด์ใหม่ (ก่อนหน้านี้ "เปิดใช้งาน" ด้วยพลังงานที่ให้โดย ATP) สำหรับแต่ละ adenine จำเป็นต้องมีการเชื่อมโยงTimínaใหม่และอื่น ๆ ค่อยๆสร้างห่วงโซ่คู่ใหม่จากแต่ละโซ่เดี่ยว

DNA polymerase ดูเหมือนว่าจะทำหน้าที่ในร่างกายโดยไม่สนใจโซ่สองอันใด ๆ ก็ตามไม่ว่า "ทิศทาง" (จาก 3 ถึง 5 หรือในทางกลับกัน) ด้วยวิธีนี้เมื่อดีเอ็นเอคู่เดิมทั้งหมดถูกข้ามจะมีสอง double chains เหมือนกับต้นฉบับคำที่กำหนดปรากฏการณ์นี้คือ "reduplication semiconservatíva" โดยที่ "reduplication" มุ่งเน้นความหมายของการเพิ่มปริมาณและสำเนาที่แน่นอนในขณะที่ "semiconservative" ระลึกถึงความจริงที่ว่า DNA มีเพียงเชนเดียวเท่านั้นที่มี neosyntetic

DNA มีข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งส่งไปยัง RNA หลังจะส่งไปยังโปรตีนดังนั้นจึงควบคุมการทำงานของเมตาบอลิซึมของเซลล์ เป็นผลให้การเผาผลาญทั้งหมดโดยตรงหรือโดยอ้อมภายใต้การควบคุมของนิวเคลียส

มรดกทางพันธุกรรมที่เราพบใน DNA นั้นถูกกำหนดไว้เพื่อให้โปรตีนเฉพาะกับเซลล์

ถ้าเรานำมันมาเป็นคู่ฐานทั้งสี่จะให้ค่าที่เป็นไปได้ 16 ค่าเช่นตัวอักษร 16 ตัวไม่เพียงพอสำหรับกรดอะมิโนทั้งหมด ถ้าเราพาพวกเขาไปสามเท่าจะมี 64 ชุดซึ่งอาจดูเหมือนมากเกินไป แต่ในความเป็นจริงมีการใช้งานเนื่องจากวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ากรดอะมิโนที่แตกต่างกันมีรหัสมากกว่าหนึ่ง triplet ดังนั้นการแปลจากตัวอักษร 4 ตัวของฐานไนโตรเจนของนิวคลีโอไทด์เป็น 21 ของกรดอะมิโนจึงได้รับ แม้กระนั้นก่อนหน้า«แปล»มี«การถอดความ»ยังอยู่ภายในตัวอักษรสี่ตัวนั่นคือเนื้อเรื่องของข้อมูลทางพันธุกรรมจากตัวอักษร 4 ตัวของ DNA ถึงตัวอักษร 4 ตัวของ RNA โดยคำนึงถึงว่าแทนที่จะเป็น ขี้อาย (DNA) มี uracil (RNA)

กระบวนการถอดความเกิดขึ้นเมื่อมีเอนไซม์ ribonucleotides (RNA-polymerase) และพลังงานที่มีอยู่ในโมเลกุลของ ATP โซ่ DNA ถูกเปิดและ RNA ถูกสังเคราะห์ซึ่งเป็นการทำสำเนาข้อมูลพันธุกรรมอย่างซื่อสัตย์ มีอยู่ในห่วงโซ่เปิดที่

มีสามประเภท RNA หลักและทั้งหมดมาจาก DNA นิวเคลียร์: