A nukleinsavak az élő anyagok szerveződéséért és szaporodásáért felelős biomakromolekuláris anyagok. Makromolekuláikban a nukleinsavak tárolják és továbbítják a sejt genetikai információit, és rajtuk keresztül ezek az információk átíródnak a fehérjék specifikus szerkezetébe.

adenin guanin

Nukleotidszerkezet link

A nukleinsavak polinukleotidok, amelynek építési egysége nukleotidok. A nukleotid három részből áll:

  1. bázikus - heterociklusos nitrogénes purin vagy pirimidin bázisok,
  2. semleges - pentóz-D-ribóz vagy 2-dezoxi-D-ribóz,
  3. savanyú - trihidrogén-foszforsav H3PO4.

A nitrogénbázisok heterociklusos vegyületek, ahol a heteroatom nitrogénatom. Ezek a következőkből származnak:

  • purin (adenin A, guanin G)
  • pirimidin (citozin C, timin T, uracil U).

A nukleotid mindhárom komponens kondenzációjával képződik, felszabadítva a vízmolekulákat. A nukleotid az nukleozid trihidrogén-foszforsavval észterezve. A nukleotidok és a nukleozidok nem csak a nukleinsavak építőkövei. Különböző funkciókat tudnak ellátni a sejtekben. Részt vesznek például a hidrogén (NAD - nikotinamid-adenin-dinukleotid, FAD - flavin-adenin-dinukleotid) transzportjában, a jellegzetes csoportok (pl. -NH2) transzportjában, a fehérjék, szénhidrátok és lipidek bioszintézisében.

nucleotól tőlid + H3PO4 = nukleotid

Különösen fontos nukleotidok AMP (adenozin-monofoszfát), ADP (adenozin-difoszfát) és különösen ATP (adenozin-trifoszfát), amelyek részt vesznek a szabad kémiai energia átadásában. A cellában az ún "egyetemes energiapályázat". Az ATP a sejt elsődleges energiaforrása. Az energia felszabadul a trihidrogén-foszforsav molekula hidrolitikus hasítása során az ATP nukleotidból. Az így nyert energia nagyobb, mint más típusú vegyületek hidrolízisénél, ezért az ATP-t makroerg vegyületnek, makroerg kötést pedig hullámvonalnak hívjuk (ez nem speciális kötés, egyszerűen közönséges kovalens kötés) és hullámos vonallal hangsúlyozzuk az energia jelentőségét). A cAMP (ciklikus adenozin-monofoszfát) fontos jelátviteli molekula vagy a génexpresszió szabályozója.

A polinukleotidot az egyes nukleotidok alkotják, amelyek két szomszédos ribóz (ribofuranózis) C3 és C5 szénatomjai között H3PO4-en keresztül intranukleotid-észter kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Így a nukleotidok között keletkezik 3 ', 5'-foszfodiészter kötés (olvassa el a „három ötös sorral vonallal” szót.).

A nukleinsavak megosztása összekapcsolódik

A nukleotidok összetétele és a cukorkomponens szerint kétféle nukleinsavat különböztetünk meg:

  1. DNS - dezoxiribonukleinsav
  2. RNS - ribonukleinsav

DNS-kapcsolat

A dezoxiribonukleinsav a következő részekből áll:

  • nitrogénbázisok: purin (adenin, guanin), pirimidinkakukkfű, citozin),
  • cukor: 2-dezoxi-D-ribóz,
  • kérdezz. trihidrogén-foszforsav.

A DNS makromolekulát a fehérjékhez hasonlóan primer, szekunder és tercier struktúra jellemzi.

A DNS-kapcsolat elsődleges szerkezete

A DNS elsődleges szerkezetét a szám és a sorrend adja meg, azaz. nukleotidszekvencia, amelyek a polinukleotidláncban 3 ', 5'-foszfodiészter kötéssel kapcsolódnak. Egy ilyen makromolekula relatív molekulatömege legfeljebb 109 Da lehet, ami körülbelül 200 000 építőelemet jelent.

A DNS elsődleges szerkezete meghatározza az aminosavak sorrendjét a fehérjékben. Azokat a nukleotidszekvenciákat nevezzük, amelyek információkat tartalmaznak egy adott termék (leggyakrabban funkcionális fehérje) szintéziséhez gén. A gén genetikai szempontból is az öröklődés alapvető egysége. A nukleotidszekvencia örökletes rendellenessége, vagyis a DNS elsődleges szerkezetének rendellenessége genetikai betegségeket okoz.

A DNS-kapcsolat másodlagos szerkezete

Valójában DNS-molekulát alkotnak két polinukleotid szál közvetlenül egymás felett fekszenek, T-vel mindig egy másik szál T-jén és T-vel G-n. Ezt a párosítást hívják a nitrogénbázisok komplementaritása. Lehetővé teszi egy DNS-molekula pontos másolatának elkészítését, és biztosítja az élet folytonosságát. A DNS két ellentétes szála "párosodik" az intermolekuláris interakciók miatt hidrogénkötések, míg között NÁL NÉL Ők 2 hidrogénhíd és között C-G Ők 3 hidrogénhíd. A hidrogénkötések száma meghatározza ennek a kötésnek az erősségét, ami számos, a DNS-anyagcserével kapcsolatos esemény szempontjából fontos (például az A-T-ben gazdag régiókban könnyebb a láncokat kibontani a DNS-replikáció kezdetén).

J. WATSON a F. CRICK alatt tervezett speciális röntgen (röntgen) elemzés alapján tervezték 1953 a DNS térbeli modellje (Nobel-díj, 1962), amely kifejezi másodlagos szerkezetét. A DNS szekunder szerkezete két polinukleotidszálból áll, amelyek antiparallel párhuzamosak egy dextrotoratorikus kettős spirálban, az ún. kettős α-spirál. Ez a szerkezet viszonylag stabil.

A DNS-kapcsolat harmadlagos szerkezete

A DNS harmadlagos szerkezete úgy jön létre, hogy az űrben lévő kettős spirált az ún. szuperhélix. Az így feltekeredett DNS-t nevezzük szuperspiralizált DNS.

RNS link

A ribonukleinsav a következő részekből áll:

  • nitrogénbázisok: purin (adenin, guanin), pirimidinuracil, citozin),
  • cukor: D-ribóz,
  • kérdezz. trihidrogén-foszforsav.

Az RNS elsődleges szerkezete lényegében megegyezik a DNS-sel. Az egyetlen különbség azon nukleotidok összetételében mutatkozik, amelyekben dezoxiribóz helyett ribózt, nitrogénbázisok helyett pedig uracilt U használnak a T-timin helyett. A heteroduplexek vagy kettősszálú molekulák kialakulásakor a bázispárosodás a következő: és a GC.

Az RNS másodlagos és harmadlagos szerkezete sokkal változatosabb, mint a DNS esetében. Amikor az RNS-t izoláljuk egy sejtből, kapunk egy mintát, amely ennek a nukleinsavnak különböző típusait tartalmazza. Még egy típusú RNS molekulájának sem kell azonos térszerkezettel rendelkeznie. Az RNS túlnyomó többsége egyszálú, és ezért a szál hajlítása vezethet molekulán belüli hidrogénhidak. A ribonukleinsavak nemcsak funkciójukban, előfordulási helyükben, hanem molekulatömegükben és szerkezetükben is különböznek egymástól.

A biológiai funkció és lokalizáció szerint az RNS-t 3 alaptípusra és számos más kisebb típusra osztjuk (kis nukleáris és nukleáris RNS, antiszensz RNS stb.):

  • mRNS
  • rRNS
  • tRNS

Mediátor (messenger) RNS (mRNS) link

A mediátor RNS (mRNS) (messenger = messenger) - vagy az információs (iRNS) a sejt RNS-tartalmának 5-10% -át képviseli. Az a dolga genetikai információk átvitele a DNS-ből a fehérjék szerkezetébe. Közvetlenül a DNS-szálon képződik a bázis-komplementaritás alapján, így az A átíródik a DNS-ből U-ként RNS-be, G-t C-ként, T-t A-ként és C-t G-ként írják le. Egyszálú szerkezetű és hosszúságú az információ mennyiségétől (génhossz) függ, amelyet hordoz. Az mRNS-ben nukleotidok triójának nevezzük kodonok a fehérjeszintézisben információkat tartalmaznak egy aminosavnak egy polipeptidláncba történő beépítéséről. Az mRNS relatív molekulatömege 25 000 - 106 Da.

Riboszóma RNS (rRNS) link

A riboszomális RNS (rRNS) képezi a bázist a riboszómák építőköve és a sejt RNS-tartalmának akár 90% -át is képviseli. A fehérjeszintézis (proteoszintézis) közvetlenül a riboszómákon megy végbe. Az rRNS makromolekula részei kettős spirál formájában lehetnek. A leggyakrabban a riboszomális RNS-eket jellemzik ülepedési együttható S. Minél nagyobb az S érték, annál nagyobb az rRNS molekulatömege.

Transzfer RNS (tRNS) link

A transzfer RNS-ek (tRNS-ek) specifikus másodlagos és harmadlagos szerkezettel rendelkeznek gazdag intramolekuláris alap párosítás. A transzfer RNS biztosítjaaz aktivált aminosavak orrtranszferje a polipeptidlánc képződésére - a riboszómához. A tRNS specifitását egy adott aminosav-vizsgálatra a molekula közepén lévő három nukleotid határozza meg - antikodon, amellyel a tRNS felismeri az mRNS kodonjait. Azokat a szabályokat, amelyek szerint az mRNS megfelelő kodonja egy bizonyos aminosav beépüléséhez vezet a polipeptidláncba, ún. genetikai kód. A transzfer RNS-eknek nincs nagy molekulatömegük. Körülbelül 70-80 nukleotidot tartalmaznak. Szabadon megtalálhatók a sejtek citoplazmájában.