Нуклеїнові кислоти - це хімічні сполуки, що мають велике біологічне значення; всі живі організми містять нуклеїнові кислоти у вигляді ДНК та РНК (дезоксирибонуклеїнова кислота та рибонуклеїнова кислота відповідно). Нуклеїнові кислоти є дуже важливими молекулами, оскільки вони здійснюють первинний контроль над основними життєвими процесами у всіх організмах.
Усе говорить про те, що нуклеїнові кислоти відігравали ідентичну роль з часів перших форм первісного життя, які змогли вижити (наприклад, бактерії).
У клітинах живих організмів ДНК в основному присутня в хромосомах (у клітинах, що поділяються) та в хроматині (у міжцинетичних клітинах).
Він також присутній поза ядром (зокрема в мітохондріях і пластидах, де він виконує свою функцію інформаційного центру для синтезу частини або всієї органели).
З іншого боку, РНК присутня як у ядрі, так і в цитоплазмі: у ядрі вона більш концентрована в ядрі; у цитоплазмі - у полісомах.
Хімічна структура нуклеїнових кислот досить складна; вони утворені нуклеотидами, кожен з яких (як ми бачили) утворений трьома компонентами: гідратом вуглецю (пентоза), основою азоту (пурином або піримідином) та фосфорною кислотою.
Нуклеїнові кислоти, отже, є довгими полінуклеотидами, що утворюються в результаті з’єднання одиниць, званих нуклеотидами. Різниця між ДНК і РНК полягає в пентозі та основі. Існує два типи пентоз, по одному для кожного типу нуклеїнової кислоти:
1) Рибоза в РНК;
2) Десосірибоза в ДНК.
Щодо підстав, то ми повинні повторити відмінність; Основи піримідину включають:
1) цитозин;
2) тимін, присутній тільки в ДНК;
3) урацил, присутній тільки в РНК.
З іншого боку, пуринові основи складаються з:
1) аденин
2) Гуанін.
Таким чином, у ДНК ми знаходимо: цитозин - аденин - гуанін - тимін (C -A -G -T); тоді як у РНК ми маємо: цитозин - аденин - гуанін - урацил (C -A -G -U).
Усі нуклеїнові кислоти мають полінуклеотидну лінійну структуру ланцюга; специфічність інформації задається різною послідовністю підстав.
Будова ДНК
Нуклеотиди ланцюга ДНК пов'язані ефірним зв'язком між фосфорною кислотою та пентозою; кислота зв’язана з вуглецем 3 нуклеотидної пентози та з вуглецем 5 наступної; у цих зв’язках вона використовує дві з трьох своїх кислотних груп; інша кислотна група надає молекулі кислотний характер і дозволяє їй утворювати зв’язки з основними білками .
ДНК має структуру з подвійною спіраллю: два комплементарні ланцюга, один з яких "опускається", а "інший" йде вгору. "Цьому розташуванню відповідає поняття" антипаралельних "ланцюгів, тобто паралельних, але з протилежними напрямками. Починаючи з з одного боку, один з ланцюгів починається зв'язком між фосфорною кислотою та вуглецем 5 пентози і закінчується вільним вуглецем 3; тоді як напрямок комплементарного ланцюга протилежний. Ми також бачимо, що водневі зв'язки між цими двома ланцюгами виникають тільки між пуриновою основою і піримідином і навпаки, тобто між аденином і тиміном, між цитозином і гуаніном і навпаки; у парі AT є два водневі зв'язки, тоді як у парі GC є три зв'язки. Це означає, що друга пара має більшу стабільність.
Редуплікація ДНК
Як уже згадувалося стосовно міжцинетичного ядра, ДНК може перебувати у «аутосинтетичній» та «алосинтетичній» фазах, тобто відповідно брати участь у синтезі своїх пар (аутосинтез) або «іншої речовини (РНК: алосинтез)». З огляду на це він поділяється на три фази, які називаються G1, S, G2. У фазі G1 (в якій G можна вважати початковим зростанням) клітина під контролем ядерної ДНК синтезує все, що необхідно для її метаболізму. У фазі S (де S означає синтез, тобто синтез нової ядерної ДНК) відбувається редуплікація ДНК. У фазі G2 клітина відновлює зростання, готуючись до наступного поділу.
ДАВА КОРОТКЕ ПОБЕРЕЖИМО ЯВЛЕННЯ, ЯКІ ВИНАХОДИЛИСЯ НА ЕТАПІ S
Перш за все, ми можемо представити два антипаралельних ланцюга так, ніби вони вже "зневірені". Починаючи з однієї крайності, зв’язки між парами основ (A - T і G - C) розриваються, і дві комплементарні ланцюги розходяться (порівняння відкриття «спалаху» підходить). У цей момент фермент ( ДНК-полімераза) "протікає" вздовж кожного окремого ланцюга, сприяючи утворенню зв'язків між нуклеотидами, які її складають, і новими нуклеотидами (раніше "активованими" з енергією, що виділяється "АТФ"), поширеною в каріоплазмі. Нова тиміна обов'язково пов'язана з кожним аденином і так далі, поступово утворюючи новий подвійний ланцюг з кожного окремого ланцюга.
Схоже, що ДНК-полімераза діє in vivo байдуже на два ланцюги, незалежно від "напрямку" (від 3 до 5 або навпаки). Таким чином, коли весь вихідний подвійний ланцюг ДНК був покритий, дві подвійні ланцюги, Те саме, що й оригінал. Термін, що визначає це явище, - "напівконсервативна редуплікація", де "редуплікація" концентрує значення кількісного подвоєння та точної копії, тоді як "напівконсервативний" нагадує той факт, що для кожного нового подвійного ланцюга ДНК лише один ланцюжок неоінтетичний.
ДНК містить генетичну інформацію, яку вона передає РНК; останній, у свою чергу, передає його білкам, регулюючи таким чином метаболічні функції клітини, отже, весь метаболізм прямо чи опосередковано знаходиться під контролем ядра.
Генетична спадщина, яку ми знаходимо в ДНК, призначена для того, щоб дати клітині специфічні білки.
Якщо взяти їх попарно, чотири основи дадуть 16 можливих комбінацій, тобто 16 букв, недостатніх для всіх амінокислот. Якщо замість цього ми візьмемо їх у трійках, буде 64 комбінації, що може здатися забагато, але які насправді всі використовуються, оскільки наука виявила, що різні амінокислоти кодуються більш ніж одним трійкою. Отже, ми маємо переклад з 4 букв азотистих основ нуклеотидів на 21 амінокислоту; однак перед "перекладом" c "є" транскрипцією ", все ще в контексті" чотирьох букв ", тобто передачі генетичної інформації з 4-х букв ДНК до 4-х букв РНК, приймаючи враховуючи, що замість сором'язливої (ДНК) c "є" урацилом (РНК).
Процес транскрипції відбувається, коли в присутності рибонуклеотидів, ферментів (РНК-полімерази) та енергії, що міститься в молекулах АТФ, ланцюг ДНК розкривається і синтезується РНК, яка є вірним відтворенням генетичної інформації. відкритий ланцюг.
Існує три основних типи РНК, і всі вони походять з ядерної ДНК:
- RNAm (месенджер)
- РНКr (рибосомний)
- РНК або РНК (переносні або розчинні)
