Nukleīnskābes ir ķīmiski savienojumi ar lielu bioloģisku nozīmi; visi dzīvie organismi satur nukleīnskābes DNS un RNS veidā (attiecīgi dezoksiribonukleīnskābe un ribonukleīnskābe). Nukleīnskābes ir ļoti svarīgas molekulas, jo tās primāri kontrolē visu organismu dzīvības procesus.
Viss liecina, ka nukleīnskābēm ir bijusi identiska loma kopš pirmajām primitīvās dzīves formām, kuras spēja izdzīvot (piemēram, baktērijas).
Dzīvo organismu šūnās DNS galvenokārt atrodas hromosomās (dalošajās šūnās) un hromatīnā (starpcentētiskajās šūnās).
Tas atrodas arī ārpus kodola (jo īpaši mitohondrijos un plastīdos, kur tas pilda savas funkcijas kā informācijas centrs daļiņu vai visu organellu sintēzei).
No otras puses, RNS ir gan kodolā, gan citoplazmā: kodolā tas ir vairāk koncentrēts kodolā; citoplazmā tas ir vairāk koncentrēts polisomās.
Nukleīnskābju ķīmiskā struktūra ir diezgan sarežģīta; tos veido nukleotīdi, no kuriem katrs (kā redzējām) sastāv no trim komponentiem: oglekļa hidrāta (pentozes), slāpekļa bāzes (purīns vai pirimidīns) un fosforskābes.
Tāpēc nukleīnskābes ir gari polinukleotīdi, kas rodas, apvienojot vienības, ko sauc par nukleotīdiem. Atšķirība starp DNS un RNS slēpjas pentozē un bāzē. Pastāv divu veidu pentoze, viena katram nukleīnskābes veidam:
1) Riboze RNS;
2) Desosiriboze DNS.
Kas attiecas uz pamatiem, mums ir jāatkārto atšķirība; pirimidīna bāzes ietver:
1) citozīns;
2) timīns, kas atrodas tikai DNS;
3) Uracil, kas atrodas tikai RNS.
No otras puses, purīna bāzes sastāv no:
1) Adenīns
2) Guanīns.
Rezumējot, DNS atrodam: Citozīns - Adenīns - Guanīns - Timīns (C -A -G -T); kamēr RNS mums ir: Citozīns - Adenīns - Guanīns - Uracil (C -A -G -U).
Visām nukleīnskābēm ir polinukleotīdu lineārā ķēdes struktūra; informācijas specifiku sniedz atšķirīgā bāzu secība.
DNS struktūra
DNS ķēdes nukleotīdi ir saistīti ar estera saiti starp fosforskābi un pentozi; skābe ir saistīta ar nukleotīda pentozes 3. oglekli un nākamās oglekļa 5. oglekli; šajās saitēs tā izmanto divas no trim skābju grupām; atlikušā skābes grupa piešķir molekulai tās skābo raksturu un ļauj veidot saites ar pamata proteīniem .
DNS ir divkārša spirāles struktūra: divas komplementāras ķēdes, no kurām viena "iet uz leju", bet "otra" iet uz augšu. "Šim izkārtojumam atbilst jēdziens" antiparalēlas "ķēdes, tas ir, paralēlas, bet ar pretējiem virzieniem. Sākot no vienā pusē viena no ķēdēm sākas ar saiti starp fosforskābi un pentozes oglekli 5 un beidzas ar brīvu oglekli 3; kamēr papildinošās ķēdes virziens ir pretējs. Mēs arī redzam, ka rodas ūdeņraža saites starp šīm divām ķēdēm tikai starp purīna bāzi un pirimidīnu un otrādi, ti, starp adenīnu un timīnu un starp citozīnu un guanīnu, un otrādi; AT pārī ir divas ūdeņraža saites, bet GC pārī ir trīs saites. Tas nozīmē, ka otrajam pārim ir lielāka stabilitāte.
DNS atkārtošanās
Kā jau minēts attiecībā uz starpciklisko kodolu, DNS var būt "autosintētiskajā" un "alosintētiskajā" fāzē, tas ir, attiecīgi iesaistīties paša pāru (autosintēzes) vai "citas vielas (RNS: alosintēze)" sintezēšanā. Tas ir sadalīts trīs fāzēs, ko sauc par G1, S, G2. G1 fāzē (kurā G var uzskatīt par sākotnējo augšanu) šūna kodola DNS kontrolē sintezē visu, kas nepieciešams tās metabolismam. S fāzē (kur S apzīmē sintēzi, t.i., jaunas kodola DNS sintēzi) notiek DNS reduplikācija. G2 fāzē šūna atsāk augt, gatavojoties nākamajai dalīšanai.
Īsi apskatīsim parādības, kas notiek S fāzē
Pirmkārt, mēs varam attēlot abas pretparalēlās ķēdes tā, it kā tās jau būtu "despiralizētas". Sākot no vienas galējības, saites starp bāzes pāriem (A - T un G - C) tiek pārtrauktas, un abas savstarpēji papildinošās ķēdes attālinās (ir piemērots "zibspuldzes" atvēruma salīdzinājums). Šajā brīdī ferments ( DNS-polimerāze) "plūst" pa katru atsevišķo ķēdi, veicinot saišu veidošanos starp nukleotīdiem, kas to veido, un jauniem nukleotīdiem (iepriekš "aktivizētiem" ar enerģiju, ko atbrīvo "ATP"), kas izplatās karioplazmā. Jauna timīna noteikti ir saistīta ar katru adenīnu un tā tālāk, pakāpeniski veidojot jaunu dubultķēdi no katras atsevišķās ķēdes.
Šķiet, ka DNS polimerāze abās ķēdēs vienaldzīgi iedarbojas uz abām ķēdēm neatkarīgi no virziena (no 3 līdz 5 vai otrādi). Tādā veidā, kad ir pārklāta visa sākotnējā dubultā DNS ķēde, divas dubultās ķēdes tāds pats kā oriģināls. Termins, kas definē šo parādību, ir "puskonservatīva reduplikācija", kur "reduplikācija" koncentrē kvantitatīvās dubultošanās un precīzās kopijas nozīmi, savukārt "puskonservatīvā" atgādina faktu, ka katrai jaunai DNS dubultajai ķēdei tikai viena ķēde ir neointētiska.
DNS satur ģenētisku informāciju, ko tā nosūta RNS; pēdējais savukārt to pārraida olbaltumvielām, tādējādi regulējot šūnas vielmaiņas funkcijas.Līdz ar to viss metabolisms ir tieši vai netieši kodola kontrolē.
Ģenētiskajam mantojumam, ko mēs atrodam DNS, ir paredzēts dot šūnai specifiskus proteīnus.
Ja mēs tos ņemam pa pāriem, četras bāzes dos 16 iespējamās kombinācijas, tas ir, 16 burti, kas nav pietiekami visām aminoskābēm. Ja tā vietā mēs ņemsim tos trijatā, būs 64 kombinācijas, kas var šķist pārāk daudz, bet kuras patiesībā tiek izmantotas, jo zinātne ir atklājusi, ka dažādas aminoskābes kodē vairāk nekā viens triplets. Tāpēc mums ir tulkojums no nukleotīdu slāpekļa bāzu četriem burtiem uz 21 aminoskābēm; tomēr pirms "tulkošanas" c ir "transkripcija", kas joprojām ir "četru burtu" kontekstā, tas ir, ģenētiskās informācijas pāreja no 4 DNS burtiem uz 4 RNS burtiem, ņemot vērā ņemot vērā to, ka kautrīgā (DNS) vietā c "ir" uracils (RNS).
Transkripcijas process notiek, ja ribonukleotīdu, enzīmu (RNS-polimerāzes) un ATP molekulās esošās enerģijas klātbūtnē atveras DNS ķēde un tiek sintezēta RNS, kas ir uzticama ģenētiskās informācijas reprodukcija. atvērta ķēde.
Ir trīs galvenie RNS veidi, un to visu izcelsme ir kodola DNS:
- RNAm (kurjers)
- RNSr (ribosomu)
- RNSt vai RNS (pārneses vai šķīstošās)
