Nukleiinihapot: Ominaisuudet, ominaisuudet, tyypit, lajit, toiminnot ja rakenteet
Nukleiinihapot: Ominaisuudet, ominaisuudet, tyypit, lajit, toiminnot ja rakenteet oli ensimmäinen makromolekyyli, joka eristettiin solun ytimestä. Nukleiinihapot ovat lineaaristen ketjujen muodossa, jotka ovat yhdistelmä nukleotidimonomeereja rakennusyksiköinä
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Käyminen - määritelmä, ominaisuudet, tekijät, tarkoitus, vaiheet, hyödyt, maitohappo, esimerkkejä
Nukleiinihappo
Nukleiinihapot olivat ensimmäisiä makromolekyylejä, jotka eristettiin solun ytimestä. Nukleiinihapot ovat lineaaristen ketjujen muodossa, jotka ovat rakennusmateriaalina nukleotidimonomeerien yhdistelmä. Tämä molekyyli tallentaa tietoa solujen kasvusta ja lisääntymisestä.
Nukleiinihappo on suuri polymeeri, jonka koot vaihtelevat välillä 25 000/1 000 000 - 1 miljardi. Nukleiinihapot, sekä DNA että RNA, koostuvat nukleotidimonomeereistä. Nukleotidit koostuvat fosfaattiryhmästä, typpipitoisesta emäksestä ja pentoosisokerista. Typpiemäkset ovat peräisin puriini- ja pyrimidiiniryhmistä. Puriini Tärkeimmät nukleiinihapot ovat adeniini ja guaniini, kun taas pyrimidiini On sytosiini, tymiini ja urasiili.
Nukleotidimonomeerit kuin nukleiinihappojen ensisijainen rakenne saadaan nukleiinihappojen hydrolyysistä. Nukleotidimonomeerien jatkohydrolyysi tuottaa fosforihappoa ja nukleosidia. Tämä hydrolyysimenetelmä suoritetaan emäksisessä ympäristössä.
Jos hydrolyysiä jatketaan happojen vesiliuoksessa olevien nukleosidiyhdisteiden suhteen, syntyy sokerimolekyylejä ja typpipitoisia emäksiä heterosyklisessä muodossa. Niin, että nukleiinihappojen molekyylikoostumus tunnetaan selvästi
Vaikuttaa siltä, että nukleiinihappojen päärakenne on sokerimolekyyli, joka sisältää fosforihappoa ja typpipitoista emästä, jotka on kytketty fosfodiesterisidoksilla pitkien ketjujen muodostamiseksi. Nukleotidimonomeerejä voidaan nähdä
Nukleotidit muodostavat sokeriyhdisteet ovat sokereita, joissa on 5 (viisi) hiiliatomia, nimittäin 2-deoksi-D-riboosi ja D-riboosi, katso alla oleva taulukko.
Nukleiinihapoissa esiintyvät nukleosidiemäkset ovat adeniini (merkitty A), sytosiini (C, sytosiini), guaniini (G), tymiini (T) ja urasiili (U), katso kaavio 14.58.
Solujen nukleiinihapot koostuvat DNA: sta (Deoksiribonukleiinihappo) ja RNA (RiboNukleiinihappo). Näillä kahdella nukleiinihappotyypillä on erilaiset puriiniemäkset, jotka ovat niiden molekyylejä. RNA koostuu D-riboosisokerista ja urasiiliemäksestä. Samaan aikaan DNA koostuu 2-deoksi-D-riboosisokerista, nimittäin D-riboosisokerista, joka menettää OH-ryhmän C-atomiluvulla 2 ja emäksisen tymiinin.
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Happosateen ymmärtäminen - historia, syyt, prosessi, vaikutukset, hallinta, ehkäisy, laki, esimerkit
Nukleosidia yhdistävä nukleiinihappo
Nukleotidit ovat nukleosidit, joissa 5'-asemassa oleva sokeriryhmä sitoutuu fosforihappoon (fosfaattiryhmä) esterisidoksilla. Nukleosidi koostuu pentoosista (deoksiriboosi tai riboosi), joka sitoutuu emäksen (puriini tai pyrimidiinijohdannainen) kautta glykosidisidos.
DNA: sta saatu pentoosi on deoksiriboosi ja RNA: sta riboosi. DNA: sta peräisin olevat puriini- ja pyrimidiiniemäkset ovat adeniini, guaniini, sytosiini ja tymiini. Vaikka RNA-emäkset koostuvat adeniinista, guaniinista, sytosiinista ja urasiilista. Täten nukleosidit ovat nukleotidien ainesosia, ja niille voidaan antaa triviaalit nimet ja systemaattiset nimet seuraavan taulukon mukaisesti:
Taulukko 10.1 Nukleosidihappoa sisältävä nukleosidihappo
| Nukleiinihappomonomeri | Trivial nimi | Systemaattinen nimi |
|
Ribonukleosidia Riboosi + emäksinen adeniini Riboosi + guaniinipohja Riboosi + emäksinen urasiili Riboosi + emässytosiini Deoksiribonukleosidit Deoksiriboosi + adeniiniemäs Deoksiriboosi + guaniinipohja Deoksiriboosi + emässytosiini Deoksiriboosi + tymiiniemäs |
Adenosiini guanosiini Uridiini sytidiini Deoksi-adenosiini Deoksi-guanosiini Deoksisytidiini Deoksitymidiini |
Adeniininukleosidit Guaniininukleosidit urasiilin nukleosidia Sytosiininukleosidit Deoksi-adeniini-nukleosidit Deoksi-guaniini-nukleosidit Deoksi-sytosiininukleosidit Deoksi-tymiininukleosidit |
Vapaassa muodossa olevilla nukleosidilla on terveydelle tärkeitä tehtäviä, esimerkiksi puromysiinillä, joka toimii proteiinisynteesiä estävänä antibioottina (tuottama streptomyces). Arabinosyylisytosiini ja arabinosyyliadeniini virus- ja sienilääkkeinä.
Nukleotidit esiintyvät vapaina molekyyleinä tai sitoutuvat muihin nukleotideihin muodostaen nukleiinihappoja. Esimerkkejä voidaan nähdä seuraavasta taulukosta:
Taulukko 10.2 Mononukleotidit DNA: n ja RNA: n nukleiinihappojen koostumus
| Typpipohja | Nimi Ribonukleotidi (RNA) | Nimi deoksiribonukleotidi (DNA) |
| Adeniini (A)
Guaniini (G) Tymiini (T) Sytosiini (C) Uracil (U) |
Adenosiini-5'-monofosfaatti (AMP)
Guanosiini-5'-monofosfaatti (GMP) ——————- Sytidiini-5'-monofosfaatti (CMP) Uridiini-5'-monofosfaatti (UMP) |
Deoksi-adenosiini-5'-monofosfaatti (dAMP)
Deoksiguanosiini-5'-monofosfaatti (dGMP) Deoksitymidiini-5'-monofosfaatti (dTMP) Deoksisytidiini-5'-monofosfaatti (dCMP) —————— |
Joitakin nukleotideja, joilla on tärkeitä toimintoja soluissa, kuten adenosiini-5'-monofosfaatti (AMP), adenosiini-5'-difosfaatti (ADP) ja adenosiini-5'-trifosfaatti (ATP), joilla on tärkeä rooli fosfaattiryhmien siirtämisessä hyväksyä ja toimittaa energiaa.
Muut sykliset nukleotidit, kuten adenosiini-3'-5'-syklinen monofosfaatti (syklinen AMP tai cAMP), toimivat sekundaarisina lähettiläinä adrenaliinimetabolian säätelyssä. Toinen vapaa nukleotidi on syklinen guanosiinimonofosfaatti (syklinen GMP = cGMP), jonka uskotaan toimivan cAMP: n stimuloimien entsyymien estäjänä. Lisäksi tiedetään, että useilla muilla trifosfonukleotideilla kuin ATP: llä on rooli solujen erilaisissa reaktioissa. Esimerkiksi CTP (Citidin 5'-trifosfaatti) osallistuu fosfolipidien biosynteesiin, UTP: llä on rooli erilaisten hiilihydraattiyhdisteiden biosynteesissä. CTP: tä ja UTP: tä käytetään myös RNA: n ja DNA: n biosynteesissä
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: "Nucleus (Cell Nucleus)" Määritelmä ja (rakenne - toiminto)
Nukleiinihapon tyypit
Deoksiribonukleiinihappo
Deoksiribonukleiinihappo on nukleiinihappo, joka sisältää geneettiset ohjeet, joita käytetään kaikkien tunnettujen elävien organismien kehitykseen ja toimintaan. DNA-molekyylin päärooli on tiedon pitkäaikainen varastointi ja DNA: ta verrataan usein yhteen sarjaan suunnitelman, koska se sisältää ohjeet, joita tarvitaan solun muiden komponenttien, kuten proteiinien ja molekyylien, rakentamiseen RNA. DNA-segmenttejä, joissa on tämä geneettinen tieto, kutsutaan geeneiksi, mutta muilla DNA-sekvensseillä on rakenteellinen tarkoitus tai ne ovat osallisina tämän geneettisen tiedon käytön säätelyssä.
Deoksiribonukleiinihapon ominaisuudet:
- Makromolekyylit, joissa on erittäin suuri Mr.
- Koostuu tärkeimmistä mononukleotideista:
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
- Koostuu kahdesta tai useammasta kierteiseen rakenteeseen järjestetystä polynukleotidiketjusta (kaksoiskierre)
- Jokaisella mononukleotidilajilla / organismilla on ensisijaisesti spesifinen suhde, sekvenssi ja molekyylipaino (Mr).
- Prokaryoottisoluissa (joissa on vain yksi kromosomi) DNA on yksi makromolekyyli, jonka Mr = 2 x 109.
- Eukaryoottisoluissa (jotka sisältävät monia kromosomeja) on monia DNA-molekyylejä, joissa on erittäin suuri Mr.
- DNA: ta esiintyy pääasiassa solun ytimessä (ydin-DNA) yhdessä proteiinien kanssa histonit. Se löytyy myös sytoplasmasta (sytoplasminen DNA), mitokondrioista, kloroplasteista.
- Bakteerisoluissa sen lisäksi, että sitä löytyy solutumasta, se löytyy myös solukalvosta = mesosomit ja kromosomien ulkopuolisesta sytoplasmasta = plasmidit / episomit.
- Eri lajien normaali DNA osoittaa säännöllisyyttä
MAKSUN SÄÄNNÖT:
- Organismin DNA: n peruskoostumus on kiinteä kaikissa sen soluissa ja sillä on tiettyjä ominaisuuksia
- DNA: n peruskoostumus vaihtelee organismista toiseen ilmaistuna dissymmetriasuhteella: (A + T) / (G + C)
- Lajin peruskoostumus ei muutu iän, ravitsemustilan tai ympäristön mukaan.
- Adeniinin määrä organismin DNA: ssa on aina yhtä suuri kuin tymiinin määrä (A = T).
- Guaniinin määrä organismin DNA: ssa on aina yhtä suuri kuin sytosiinin määrä (G = C).
- Puriiniemästen kokonaismäärä organismin DNA: ssa on aina yhtä suuri kuin pyrimidiiniemästen kokonaismäärä: (A + G) = (T + C).
Ribonukleiinihappo
Ribonukleiinihappo (RNA) toimii muuntamalla geenien geenitiedot proteiinien aminohapposekvensseiksi. Kolme universaalia tyyppiä sisältävät siirto-RNA: n (tRNA), lähettimen RNA: n (mRNA) ja ribosomaalisen RNA: n (rRNA). Messenger-RNA kuljettaa geneettistä sekvenssitietoa DNA: n ja ribosomien välillä ohjaamalla proteiinisynteesiä. Ribosomaalinen RNA on ribosomien pääkomponentti ja katalysoi peptidisidosten muodostumista. Siirto-RNA toimii kantajamolekyylinä proteiinisynteesissä käytettäville aminohapoille ja on vastuussa mRNA: n dekoodaamisesta. Lisäksi tunnetaan nyt monia RNA-luokkia.
Ribonukleiinihapon ominaisuudet:
Koostuu yhdestä polyribonukleotidiketjusta.
- Lähes kokonaan sytoplasmassa, löytyy myös viruksista.
- Yhden ketjun → Chargaffin säännöt eivät ole voimassa
- On 3 erilaista: tRNA (transfer-RNA) - mRNA (messenger-RNA) - rRNA (ribosomaalinen RNA)
- -tRNA
Pieni molekyyli
Emäkset: A, G ja U metyloidaan.
Määrä on vain vähän solun kokonais-RNA: sta
Kuljettaa (kuljettaa) spesifisiä aminohappoja
Ribosomit proteiinisynteesiprosessille.
- -mRNA
Hänen perustansa: A, G, C ja U
Syntetisoitu solutummassa transkriptioprosessissa
Geneettisen tiedon kantaja DNA: sta
Proteiinisynteesi
Lyhyt elinikä → hajoaa / syntetisoituu.
- -rRNA
Suurin osa solun RNA: sta (80%)
Koostuu 60% ribosomin painosta
Tärkeimmät emäkset: A, G, C, U
Sen toiminta ei ole selvää
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Nykyaikaiset bioteknologiasovellukset - määritelmä, genetiikka, lääketiede, maatalous, karjanhoito, jätteet, biokemia, virologia, solubiologia
Erilaiset nukleiinihapot
Nukleiinihapot ovat polymeerisiä yhdisteitä, jotka tallentavat kaiken geneettisen tiedon, nimittäin joukon "piirustuksia" Todelliset ja potentiaaliset ominaisuudet, jotka organismi on vastaanottanut edellisiltä sukupolville ja sitten välittänyt sukupolville Seuraava.
Nukleiinihappoja on kahdenlaisia:
- Deoksiribonukleiinihappo (DNA)
- Ribonukleiinihappo (RNA)
DNA on jättimolekyyli, joka löytyy ytimestä (solutuma), suhteellisen molekyylipainon (Herra) vaihteli 6 miljoonasta 16 miljoonaan. Jokainen DNA: n toiminnallinen osa tunnetaan nimellä geeni. Tuhannet organismin geenit sisältävät proteiinisekvenssien geneettisen koodin. Toisin sanoen se sisältää tietoa proteiiniaminohappoketjujen sekvenssistä. Jokainen aminohappo kirjoitetaan sopivaan DNA-sekvenssiin kodoni joka koostuu kolmesta peräkkäisestä emäsparista. Esimerkiksi fenyylialaniinin (Phe) aminohapon kodoni on TTC. DNA-molekyyli koostuu kahdesta kaarevasta polymeeriketjusta helix kaksinkertainen. Kaksoiskierre vahvistetaan vetysidoksilla, mukaan lukien tymiini yhdestä ketjusta ja adeniini toisesta. Ja yhden ketjun sytosiinin ja toisen ketjun guaniinin välillä.
Sillä ilmaisu geeni, tarkoittaen sopivien proteiinien synteesiä, DNA-sekvenssitiedot on muutettava proteiinisekvenssiksi. Koska DNA itsessään ei osallistu proteiinisynteesiin. Joten tieto on siirrettävä solun ytimestä paikkaan, jossa proteiinit syntetisoidaan, nimittäin ribosomeihin. Tätä varten ensin kopiointiprosessin kautta ( transkriptio ).
RNA on polymeeri, jolla on pienempi molekyylimassa, joka on 20 - 40 tuhatta. Geenin asiaankuuluva osa kopioidaan caraka-RNA: han (messenger-RNA, mRNA). Muotoinen mRNA-sekvenssi pari DNA-ketjulla, joka sisältää sopivan geenin koodin. Koska RNA sisältää urasiilia ti-minin sijasta, DNA-tripletti AAG Muodostetaan esimerkiksi mRNA-kodoni UUC.
Sekä DNA että RNA ovat yksiköiden polymeerejä nukleotidit. Nukleotidiyksikkö koostuu kolmesta osasta: pentoosisokeri, orgaaninen emäs (heterosykliset yhdisteet, jotka sisältävät typpeä) ja senyawa fosforihappo. Sisältää pentoosia RNA On riboosi, kun pentoosi on DNA On deoksiriboosi, josta puuttuu riboosin happiatomi. DNA ja RNA voidaan erottaa sokerityypin mukaan.
KIELI.
Nukleiinihappoemäs on aromaattinen heterosyklinen ryhmä, joka on johdettu pyrimidiinistä tai puriinista. Viisi näistä emäksistä muodostavat yhdessä kaikkien elävien kudosten pääkomponentit. Puriiniemäkset adeniini (Ade) ja guaniini (Gua) samoin kuin pyrimidiiniemässytosiini (Cyt) löytyvät RNA: sta ja DNA: sta. Toisaalta urasiilia (Ura) löytyy vain RNA: sta. DNA: ssa urasiili korvataan tymiinillä (Thy), joka on urasiilin 5-metyylijohdannainen. Suuri määrä muita modifioituja emäksiä löytyy tRNA: sta ja muuntyyppisistä RNA: sta.
NUKLEOTIDIT, NUKLEOTIDIT.
Nukleiinihappomonomeereja kutsutaan nukleotideiksi. Kun nukleiinihapon emäs on kytketty riboosiin tai 2-deoksiriboosiin, saadaan nukleosidia. Nukleosidi on nukleotidi, jolla ei ole fosfaattiryhmää.
RNA: ssa on neljä erilaista orgaanista emästä, nimittäin:
- Adeniini (6-aminopuriini) tai A,
- Guaniini (6-oksi-2-aminopuriini) tai G
- Sytosiini (2-oksi-6-aminopuriini) tai C
- Urasiili (2,6-dioksipyrimidiini) tai U
DNA: ssa se ei sisällä urasiilia, mutta se korvataan tymiinillä (2,6-doksi-5-metyylipyrimidiini). Solun sisällä nukleosidin sokerikomponentin 5'-OH-ryhmä esteröidään yleensä fosforihapolla. Adenosiinista muodostuu adenosiini-5'-OH-monofosfaattia (AMP) ja sitä vastaavasta dA: sta dA: sta
Kun 5'-fosfaattiketju on kytketty toiseen fosfaattiketjuun happoanhydridisidoksella, tuloksena on nukleosididifosfaatti ja trifosfaatti, esimerkiksi ADP ja ATP. Nämä kaksi nukleidia ovat tärkeitä koentsyymejä energia-aineenvaihdunnassa.
Oligonukleotidit, polynukleotidit.
Fosfaattiketjut toistensa kanssa voivat muodostaa happoanhydridejä. Tämä mahdollistaa nukleotidien kytkemisen toisiinsa fosfaattiketjun kautta. Kun yhden nukleotidin fosfaattiketju reagoi toisen nukleotidin 3'-OH-ryhmän kanssa, se muodostaa dinukleotidin, jolla on kuiva fosforihapporakenne. Lisäksi yhdistämällä muut diesterifosforihapposidokset tätä dinukleotidia voidaan pidentää yhdellä lisämononukleotidilla. Tällä tavalla muodostuvat oligonukleotidit ja lopulta polynukleotidit.
Polynukleotideja, joissa on ribonukleotidikomponentti, kutsutaan ribonukleiinihapoksi (RNA) ja deoksiribonukleiinimonomeereistä muodostuneita kutsutaan deoksiribonukleiinihapoksi (DNA). Oligonukleaattien ja polynukleaattien rakenteen kuvaamiseksi käytetään nukleosidikomponenttien lyhenteitä, jotka kirjoitetaan vasemmalta oikealle 5'-3 '-suunnassa. Joskus fosfaattiketjun sijainti osoitetaan "p": llä. siten RNA: n rakenne.
Nukleosidissa ja nukleotideissa pentoosiketju on läsnä furanoosimuodossa. Sokeri ja emäs on kytketty N-glykosidisidoksella C-1-sokerin ja N-9-puriini- tai N-1-pyrimidiinirenkaan välillä. Tällä joukkovelkakirjalla on aina kokoonpano. Kun orgaaninen emäs liittyy pentoosiin, muodostuu nukleosidia, ja kun nukleosidiin liittyy fosforihappoa, muodostuu nukleotidi.
- Nukleosidia RNA: ssa
Adeniini + riboosi = adenosiini
Guaniini + riboosi = Guanosiini
Sytosiini + riboosi = sytodiini
Urasiili + riboosi = uridiini.
- Nukleosidia DNA: ssa
Adeniini + deoksiriboosi = deoksiadenosiini
Guaniini + deoksiriboosi = deoksiguanosiini
Sytosiini + deoksiriboosi = deoksisitidiini
Tymiini + deoksiriboosi = deoksityrimidiini
Aivan kuten aminohapot kondensoituvat muodostaen proteiinipolymeerejä, nukleotidit kondensoituvat muodostaen myös nukleiinihappopolymeerejä (DNA ja RNA). Nukleotidin fosfaattiryhmä yhdistyy viereisen nukleotidin pentoosiosaan muodostaen erittäin pitkän nukleiinihappoketjun.
Vaikka DNA: ssa ja RNA: ssa on vain neljä erilaista orgaanista emästä, näiden emästen lukumäärä ja järjestys vaihtelevat niin paljon, että niitä on niin paljon! Kuvittele, että nukleotideista koostuvalle ketjulle teoriassa 4x10E voi esiintyä 87 erityyppistä nukleiinihappoa (DNA ja RNA).
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Solufuusio - määritelmä, prosessi, edut, vasta-aineet, hybridoomat, tuotanto, esimerkit
Nukleiinihappofunktio
DNA tallentaa tietoja (koodit) proteiinin tyypistä, jonka solun on tehtävä. geneettinen tieto on suhde typpipitoisten emästen sekvensseihin DNA: ssa määrittää aminohappojen sekvenssin proteiineissa.Geneettisen koodin rakennetta kutsutaan kodoni. Kodoni on kolmen nukleotidin sekvenssi tyypillisessä järjestyksessä. Kukin kodoni määrittelee yhden aminohapon, jota käytetään proteiinisynteesissä.Uudella solulla on geneettistä tietoa, joka on identtinen alkuperäisen solun kanssa. Joskus uusien kromosomien muodostumisessa tapahtuu virhe, joka johtaa muutoksiin geneettisissä ominaisuuksissa. Tällaisia asioita kutsutaan usein mutaatio.
Nukleiinihappojen erilaiset toiminnot
Nukleiinihapoilla on useita muita tärkeitä tehtäviä, jotka ovat seuraavat:
- Tallentaa
- lähettää
- Geneettisen tiedon kääntäminen
- Väliaikainen aineenvaihdunta
- Energiatietoreaktiot
- Energian kantaja-koentsymeenzim
- Etikkahapon siirtokoentsyymi
- Sokeri
- Aminoyhdisteet
- Muut biomolekyylit
- Ja hapetuksen pelkistysreaktion koentsyymi
Nukleiinihapot ovat polynukleotideja, ts. Polymeerejä, joiden ainesosat ovat nukleotideja. Nukleotidit koostuvat kolmesta komponentista, nimittäin typpiemäksistä, pentooseista (viisi hiilensokeria) ja fosfaattiryhmistä. Typpipitoisia emäksiä on kaksi, nimittäin pyrimidiinit, jotka koostuvat tymiinistä (T) sytosiinista (S) ja urasiilista (U), kun taas puriinit koostuvat adeniinista (A) ja guaniinista (G).
Nukleotidityypin perusteella nukleiinihapot jaetaan kahteen tyyppiin, nimittäin:
- Ribonukleiinihappo (RNA)
- Ja deoksiribonukleiinihappo (DNA)
DNA- ja RNA-molekyyleillä on joitain peruseroja, DNA: lla on vain yksi tyyppi. Vaikka RNA: lla on kolme tyyppiä, nimittäin m-RNA (messenger-RNA viestinä), r-RNA (ribosomista RNA löytyy ribosomista) ja t-RNA (siirrä RNA aminohappojen kantamiseksi).
Nukleotideja ei löydy pelkästään DNA- ja RNA-molekyyleistä, vaan myös muista molekyyleistä energiavarastoina ja koentsyymeinä. energiaa varastoivat nukleotidimolekyylit, esim. adenosiinimonofosfaatti (AMP), adenosiinidifosfaatti (ADP), adenosiini trifosfaatti (ATP), guanosiinimonofosfaatti (GMP), guanosiinitrifosfaatti (GTP), stridiinitrifosfaatti (STP) ja uridiinimonofosfaatti (UMP). Koentsyymeinä käytettyjä nukleotidimolekyylejä ovat esimerkiksi nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi (NAD), flaviiniadeniinidinukleotidi (FAD) ja flaviinimononukleotidi (FMN).
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Selitys soluorganelleista ja niiden toiminnasta asiantuntijoiden mukaan
Nukleiinihapporakenne
Deoksiribonukleiinihapon (DNA) rakenne
Tämä happo on polymeeri, joka koostuu deoksiribonukleotidimolekyyleistä, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa muodostaen pitkän polynukleotidiketjun.
Tämä pitkä DNA-molekyyli muodostuu deoksiriboosimolekyylin numero 3C-atomin ja numero 5C-atomin välisestä sidoksesta fosfaattiryhmän avulla.
Kemiallisesti DNA sisältää seuraavat ominaisuudet:
- On deoksiriboosisokeriryhmä.
- Typpipitoiset emäkset ovat guaniini (G), sytosiini (C), tymiini (T) ja adeniini (A).
- Siinä on rinnakkainen kaksoiskierreketju
- Typpiemäspitoisuus kahden ketjun välillä on yhtä suuri ja muodostuu pareittain keskenään. Guaniini pariutuu aina sytosiinin (G – C) ja adeniiniparin kanssa tymiinin (A – T) kanssa, joten guaniinin määrä on aina yhtä suuri kuin sytosiinin määrä. Samoin adeniini ja tymiini.
Ribonukleiinihapon (RNA) rakenne
Ribonukleiinihappo on polymeeri, joka koostuu ribonukleotidimolekyyleistä. Kuten DNA, myös ribonukleiinihappo muodostuu numero 3C-atomin ja numero 5C-atomin välisestä sidoksesta riboosimolekyylissä fosfaattiryhmän avulla. Rakennekaava on sama kuin kuvassa 10.2, mutta sokeri on riboosi (C-atominumero 2 sitoutuu OH-ryhmään)
RNA: lla on erityisiä ominaisuuksia, jotka eroavat DNA: n kemiallisista ominaisuuksista, nimittäin:
- Pentoosisokeri on riboosi
- RNA: ssa on ribonukleotidit guaniini (G), sytosiini (C), adeniini (A) ja Uracil (U) tymiinin sijasta DNA: ssa.
- Fosfodiesteri-juoste on yksi juoste, joka voi taittua hiusneulaksi kuin kaksoisnauha. Toisin kuin DNA, molekyylin muoto on kaksoiskierre.
- Bassopitoisuuden prosenttiosuuden ei tarvitse olla sama, adeniiniparin ei tarvitse olla sama kuin urasiili ja sytosiinin ei tarvitse olla sama kuin guaniini.
RNA: ta on kolme tyyppiä, nimittäin tRNA (siirto-RNA), mRNA (messenger-RNA) ja rRNA (ribosomaalinen RNA). Näillä kolmella RNA-tyypillä on erilaiset toiminnot, mutta yhdessä niillä on tärkeä rooli proteiinisynteesissä.
Nukleiinihappojen rakenne voidaan nähdä / kirjoittaa primaaristen, sekundaaristen ja tertiääristen rakenteiden muodossa. Primaarirakenne muodostuu, kun yhden nukleotidin fosfaattiryhmä on sitoutunut esteriin toisen nukleotidin hydroksyyliryhmän kanssa kovalenttisen sidoksen kautta. Nämä nukleotidit muodostavat pitkät ketjut (polynukleotidit). Kaikkien polynukleotidien kaksi tärkeää ominaisuutta ovat:
- Monomeeriyksiköiden väliset polynukleotidifosfodiesterisidokset ovat aina yhden monomeerin 3'-hiilen ja seuraavan 5'-hiilen välillä. Joten lineaarisen polynukleotidiketjun DNA: n kaksi päätä ovat vastakkaiset. Toinen pää reagoi normaalisti 5'-fosfaatin kanssa ja toinen 3'-hydroksyyliryhmän kanssa.
- Polynukleotidiketju on ainutlaatuinen, määritettynä sen emästen järjestyksellä.
DNA: n toissijaisen rakenteen löysi James D. Watson ja F.C. Crick (1953). He asettivat röntgendiffraktiokuvion, joka esittää polydeoksiribonukleotidimallin kaksoiskierteen muodossa.
Kuva 10.4 selittää sen
- (A) Kaaviossa oleva nauha osoittaa kahden DNA-juosteen sokeri-fosfaattirungon. Tämä kierre on "oikea käsi", kaareva ylöspäin oikeaan suuntaan. Näitä kahta säiettä pidetään yhdessä typpipitoisten emästen välisin vetysidoksin (katkoviivoilla), jotka ovat pariksi kaksoiskierteen sisällä.
- (B) osoittaa osittaisen kemiallisen rakenteen, jossa on kaksi säiettä, jotka huomauttavat, että säikeillä on vastakkaiset suunnat.
- (C) Voimakkaasti sitoutuneet typpiemäsparit ovat selvästi näkyvissä tietokonemallissa (kolmiulotteinen). Leikkaavien emäsparien väliset vetovoimat ovat tärkeässä asemassa molekyylin ylläpitämisessä.
RNA: n toissijainen rakenne on yksi satunnainen kela ja useita kierteisiä osia, jotka osoittavat emäsparit. RNA: n sekundaarirakenne vaihtelee RNA-tyypin mukaan. MRNA-tyypit voivat olla kierteisiä, tRNA on apilehtia ja rRNA on satunnaista.
Suurella osalla DNA: ta on luonnollisesti tertiäärinen rakenne. Yksi esimerkki on pyöreä rakenne, joka voi olla satunnainen (kierretty) ja avoin pyöreä. Käämi on DNA-rakenne, joka on kovalenttisesti suljettu, koska polynukleotidijuoste pysyy ehjänä. Tällä rakenteella ei ole vapaita 5'- tai 3'-päitä. Jos yksi polynukleotidisäikeistä rikkoutuu,
tällöin kaksoiskierre palaa normaaliin muotoonsa avoimena kiertoon. Esimerkkejä tertiäärisestä DNA: sta ovat ST-40-virus-DNA, bakteeriplasmidi-DNA ja muut. Tällä DNA-rakenteella on hyvin erottuvat ominaisuudet ja se on hyödyllinen geenitekniikassa.
Kuvio 10.5 osoittaa, että vetysidoksia muodostuu molekyyliketjun emästen välillä, nimittäin vety- ja typpiatomien välisiä sidoksia. Adeniini muodostuu pariksi tymiinin kanssa kahdella vetysidoksella (A = T), kun taas guaniini ja sytosiini muodostuvat kolmella vetysidoksella (G ≡ C).
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Eläinsolujen rakenne ja toiminta sekä niiden selitykset
Nukleiinihappo-nimikkeistö
Termi nukleiinihappo on DNA: n ja RNA: n, biopolymeerien perheenjäsenten, yleisnimi, ja se on synonyymi polynukleotideille. Nukleiinihapot on nimetty niiden alkuperäisestä löydöksestä ytimessä ja fosfaattiryhmästä (liittyy fosforihappoon). Vaikka nukleiinihapot löydettiin ensin eukaryoottisolujen ytimestä, niiden tiedetään nyt esiintyy kaikissa elämän muodoissa, mukaan lukien bakteerit, arkeiat, mitokondriot, kloroplastit, virukset ja viroidit. Kaikki elävät solut ja organellit sisältävät sekä DNA: ta että RNA: ta, kun taas virukset sisältävät joko DNA: ta tai RNA: ta, mutta eivät yleensä molempia. Biologisten nukleiinihappojen peruskomponentit ovat nukleotideja, joista kukin sisältää pentoosisokerin (riboosi tai deoksiriboosi), fosfaattiryhmän ja nukleoemäksen. Nukleiinihappoja tuotetaan myös laboratoriossa käyttämällä entsyymejä (DNA ja RNA-polymeraasi) ja kiinteän faasin kemiallisen synteesin avulla.
Kemialliset menetelmät mahdollistavat myös muunnettujen nukleiinihappojen, joita ei löydy luonnosta, esimerkiksi peptidinukleiinihappojen tuottamisen.
- Nukleiinihappojen sokeri on riboosi.
- Riboosi (b-D-furanoosi) on pentoosisokeri (hiililuku 5).
- Kiinnitä huomiota numerointiin. Kirjallisesti se on merkitty prime: llä (') typpipohjien numeroinnin erottamiseksi
- Riboosisokeri sitoutuu typpipitoiseen emäkseen (hiiliatominumerolla 1).
- Riboosisokeri sitoutuu fosfaattiryhmään (hiiliatomilla numero 5).
- Hydroksyyliryhmä hiiliatomissa numero 2
TYYPPIPOHJA
- Typpipitoinen emäs sitoutuu b-sidokseen riboosin tai deoksiriboosisokerin hiiliatomissa numero 1 '.
- Pyrimidiinit ovat sitoutuneet riboosisokeriin renkaan rakenteen N-1-atomissa.
- Puriinit ovat sitoutuneet riboosisokeriin renkaan rakenteen N-9-atomissa.
PURIININ KIELI
FOSFAATTI-klusteri
- Nukleosidit: Puriinien ja primidiinien yhdisteet riboosin ja deoksiriboosin kanssa. Joitakin nukleosidien nimiä:
- Nukleotidi: Nukleosidiesteri fosforihapon kanssa.
Lyhenteet joidenkin nukleotidien nimille ja niiden toiminnoille:
- Energian kantajana. Tärkeät nukleotidit: AMP, ADP, ATP → tärkeä energian varastoinnissa ja hyödyntämisessä solujen aineenvaihdunnan aikana.
ATP on solujen tärkein energian kantaja:
ADP + Pa ATP (oksidatiivinen fosforylaasi)
Energia
ATP + H2O → ADP + Pa (kuten. fosfaatti) + energia (hydrolyysi) -
Molekyylin peruselementtien kantaja.
Esimerkki:
- Nukleotidi-uridiinidifosfaatti (UDP) glykogeenisynteesiin
- Koliinifosfolipidien koliinisytidiinidifosfaattisynteesi.
- DNA: n ja RNA: n nukleotiditrifosfaatin (NTP) synteesi -
Co-entsyyminä
- Nikotamidimononukleotidi (NMN) → on vitamiini
- Flavin-mononukleotidi (FMN) → hapettumisen koentsyymi - pelkistysprosessi soluhengityksessä.
- Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi (NAD), Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti (NADP), Flaviiniadeniinidinukleotidi (FAD) → koentsyymihapetus - pelkistysprosessi
Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Solu: Määritelmä, osat, rakenne ja komponentit sekä niiden toiminnot täydellisessä biologiassa
Nukleiinihappojen hydrolyysi
1. Hydrolyysi entsyymien avulla
Hydrolyysi entsyymien kanssa → nukleaasientsyymit, jotka koostuvat:
- Eksonukleaasientsyymit hyökkäävät polynukleotidiketjujen päihin
- endonukleaasientsyymit → hyökkäävät ketjun sisäpuolelle
2. Hydrolyysi hapolla / emäksellä
- DNA: n hydrolyysi hapolla → muodostaa apuriinihapon (DNA ilman puriineja) ja apirimidihapon (DNA ilman pyrimidinejä)
- Emäkset eivät hydrolysoi DNA: ta
- RNA: n hydrolyysi emäksillä rikkoo → hydroksyyliryhmän - 2 riboosin sidokset.