Nukleinske kisline: lastnosti, značilnosti, vrste, vrste, funkcije in strukture
Nukleinske kisline: lastnosti, značilnosti, vrste, vrste, funkcije in strukture je bila prva makromolekula, ki je bila izolirana iz celičnega jedra. Nukleinske kisline so v obliki linearnih verig, ki so kombinacija nukleotidnih monomerov kot gradbenih enot
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Fermentacija - opredelitev, lastnosti, dejavniki, namen, stopnje, koristi, mlečna kislina, primeri
Nukleinska kislina
Nukleinske kisline so bile prve makromolekule, ki so bile izolirane iz jedra celice. Nukleinske kisline so v obliki linearnih verig, ki so kombinacija nukleotidnih monomerov kot gradnikov. Ta molekula hrani podatke o rasti in razmnoževanju celic.
Nukleinska kislina je velik polimer z velikostmi, ki se gibljejo med 25.000 / 1.000.000 do 1 milijarde. Nukleinske kisline, tako DNA kot RNA, so sestavljene iz nukleotidnih monomerov. Nukleotidi so sestavljeni iz fosfatne skupine, dušikove baze in pentoznega sladkorja. Dušikove baze izhajajo iz purinske in pirimidinske skupine. Purin Glavne nukleinske kisline so adenin in gvanin, medtem ko pirimidin je citozin, timin in uracil.
Nukleotidne monomere kot primarno strukturo nukleinskih kislin dobimo s hidrolizo nukleinskih kislin. Nadaljnja hidroliza nukleotidnih monomerov bo proizvedla fosforno kislino in nukleozide. Ta postopek hidrolize se izvaja v alkalnem okolju.
Če se hidroliza spojin v vodni raztopini kisline nadaljuje, se molekule sladkorja in dušikove baze tvorijo v heterociklični obliki. Tako da je molekularna sestava nukleinskih kislin jasno znana
Zdi se, da je glavna struktura nukleinskih kislin molekula sladkorja, ki vsebuje fosforno kislino in dušikovo bazo, povezano s fosfodiesterskimi vezmi in tvori dolge verige. Vidimo nukleotidne monomere
Sladkorne spojine, ki tvorijo nukleotide, so sladkorji s 5 (petimi) atomi ogljika, in sicer 2-deoksi-D-riboza in D-riboza, glej spodnjo tabelo.
Nukleozidne baze, ki jih najdemo v nukleinskih kislinah, so adenin (označeno z A), citozin (C, iz citozin), gvanin (G), timin (T) in uracil (U), glej graf 14.58.
Nukleinske kisline v celicah sestavljajo DNA (Deoksiribonukleinska kislina) in RNA (Ribo nukleinska kislina). Ti dve vrsti nukleinskih kislin imata različne purinske baze, ki sta njihovi sestavni molekuli. RNA je sestavljena iz sladkorja D-riboze in baze uracila. Medtem je DNA sestavljena iz 2-deoksi-D-riboznega sladkorja, in sicer iz D-riboznega sladkorja, ki izgubi OH skupino na atomu C številka 2 in osnovni timin.
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Razumevanje kislega dežja - zgodovina, vzroki, postopek, vpliv, nadzor, preprečevanje, zakon, primeri
Nukleozidna mešanica nukleinske kisline
Nukleotidi so nukleozidi, pri katerih se sladkorna skupina na položaju 5 'z estrskimi vezmi veže na fosforno kislino (fosfatna skupina). Nukleozid je sestavljen iz pentoze (deoksiriboze ali riboze), ki se prek bazena (derivat purina ali pirimidina) veže na bazo glikozidna vez.
Pentoza, pridobljena iz DNK, je deoksiriboza, iz RNK pa riboza. Osnove purina in pirimidina, pridobljene iz DNA, so adenin, gvanin, citozin in timin. Medtem ko baze RNA sestavljajo adenin, gvanin, citozin in uracil. Nukleozidi so torej sestavine nukleotidov in jim lahko damo trivialna in sistematična imena, kot je prikazano v naslednji tabeli:
Tabela 10.1 Nukleozidna nukleinska kislina
| Monomer nukleinske kisline | Trivialno ime | Sistematično ime |
|
Ribonukleozid Riboza + osnovni adenin Riboza + osnova gvanina Riboza + osnovni uracil Riboza + osnovni citozin Deoksiribonukleozid Deoksiriboza + adeninska baza Deoksiriboza + gvaninska baza Deoksiriboza + osnovni citozin Deoksiriboza + timinska baza |
Adenozin gvanozin Uridin citidin Deoksi-adenozin Deoksi-gvanozin Deoksi-citidin Deoksi-timidin |
Adenin nukleozid Guanin nukleozid uracil nukleozid Citozin nukleozid Deoksi-adenin nukleozid Deoksi-gvaninski nukleozid Deoksi-citozin nukleozid Deoksi-timinski nukleozid |
Nukleozidi v prosti obliki imajo pomembne zdravstvene funkcije, na primer puromicin, ki deluje kot antibiotik, ki zavira sintezo beljakovin (proizvaja ga streptomice). Arabinozil citozin in arabinozil adenin kot protivirusno in protiglivično sredstvo.
Nukleotidi obstajajo kot proste molekule ali se vežejo z drugimi nukleotidi in tvorijo nukleinske kisline. Primeri so razvidni iz naslednje tabele:
Tabela 10.2 Sestava mononukleotidov DNA in RNA nukleinskih kislin
| Dušikova baza | Ime Ribonukleotid (RNA) | Ime deoksiribonukleotid (DNA) |
| Adenin (A)
Gvanin (G) Timin (T) Citozin (C) Uracil (U) |
Adenozin 5'-monofosfat (AMP)
Gvanozin 5'-monofosfat (GMP) ——————- Citidin 5'-monofosfat (CMP) Uridin 5'-monofosfat (UMP) |
Deoksi adenozin 5'-monofosfat (dAMP)
Deoksi gvanozin 5'-monofosfat (dGMP) 5-monofosfat deoksi timidin (dTMP) Deoksicitidin 5'-monofosfat (dCMP) —————— |
Nekateri nukleotidi, ki imajo pomembne funkcije v celicah, kot so adenozin 5 'monofosfat (AMP), adenozin 5'-difosfat (ADP) in adenozin 5'-trifosfat (ATP), ki igrata pomembno vlogo pri prenosu fosfatnih skupin, da sprejmejo in dostavijo energija.
Drugi ciklični nukleotidi, kot je adenozin 3'-5'-ciklični monofosfat (ciklični AMP ali cAMP), delujejo kot sekundarni glasniki pri nadzoru presnove adrenalina. Drugi prosti nukleotid je ciklični gvanozin monofosfat (ciklični GMP = cGMP), ki naj bi deloval kot zaviralec encimov, ki jih stimulira cAMP. Poleg tega je znano, da več trifosfonukleotidov, razen ATP, igra vlogo pri različnih reakcijah v celicah. Na primer, CTP (Citidin 5'-trifosfat) sodeluje pri biosintezi fosfolipidov, UTP ima vlogo pri biosintezi različnih ogljikovih hidratnih spojin. CTP in UTP se uporabljata tudi pri biosintezi RNA in DNA
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Opredelitev "jedra (celičnega jedra)" & (struktura - funkcija)
Vrste nukleinske kisline
Deoksiribonukleinska kislina
Deoksiribonukleinska kislina je nukleinska kislina, ki vsebuje genetska navodila, ki se uporabljajo pri razvoju in delovanju vseh znanih živih organizmov. Glavna vloga molekule DNA je dolgoročno shranjevanje informacij in DNA se pogosto primerja z enim samim sklopom načrt, ker vsebuje navodila za gradnjo drugih sestavnih delov celice, kot so beljakovine in molekule RNA. Segmenti DNA, ki nosijo te genetske informacije, se imenujejo geni, druga zaporedja DNA pa imajo strukturni namen ali sodelujejo pri regulaciji uporabe teh genetskih informacij.
Značilnosti deoksiribonukleinske kisline:
- Makromolekule z zelo velikimi g.
- Sestoji iz glavnih mononukleotidov:
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
- Sestavljen je iz dveh ali več polinukleotidnih verig, razporejenih v vijačno strukturo (dvojna vijačnica)
- Vsaka mononukleotidna vrsta / organizem ima predvsem določeno razmerje, zaporedje in molekulsko maso (Mr).
- V prokariontskih celicah (ki vsebujejo samo en kromosom) je DNA ena makromolekula z Mr = 2 x 109.
- V evkariontskih celicah (ki vsebujejo veliko kromosomov) je veliko molekul DNA z zelo velikimi g.
- DNA najdemo predvsem v celičnem jedru (jedrska DNA) v kombinaciji z beljakovinami histoni. Najdemo ga lahko tudi v citoplazmi (citoplazemska DNA), v mitohondrijih, v kloroplastih.
- V bakterijskih celicah ga poleg tega lahko najdemo tudi v celični membrani = mezozomi in v citoplazmi zunaj kromosomov = plazmidi / epizomi.
- Običajna DNA druge vrste kaže pravilnost
PRAVILA OBDOBITELJA:
- Osnovna sestava DNK organizma je fiksirana v vseh njegovih celicah in ima določene značilnosti
- Osnovna sestava DNA se razlikuje od organizma do organizma, izražena z razmerjem disimetrije: (A + T) / (G + C)
- Osnovna sestava vrste se ne spreminja s starostjo, prehranjevalnim stanjem ali okoljem.
- Količina adenina v DNK organizma je vedno enaka količini timina (A = T).
- Količina gvanina v DNK organizma je vedno enaka količini citozina (G = C).
- Skupno število purinskih baz v DNK organizma je vedno enako skupnemu številu pirimidinskih baz: (A + G) = (T + C).
Ribonukleinska kislina
Ribonukleinska kislina (RNA) deluje pri pretvorbi genetskih informacij iz genov v aminokislinska zaporedja iz beljakovin. Tri univerzalne vrste vključujejo prenosno RNA (tRNA), prenosno RNA (mRNA) in ribosomsko RNA (rRNA). Messenger RNA deluje tako, da prenaša informacije o genetskem zaporedju med DNA in ribosomi, usmerja sintezo beljakovin. Ribosomska RNA je glavna sestavina ribosomov in katalizira tvorbo peptidnih vezi. Transferna RNA služi kot nosilna molekula aminokislin, ki se uporabljajo pri sintezi beljakovin, in je odgovorna za dekodiranje mRNA. Poleg tega so zdaj znani številni razredi RNA.
Značilnosti ribonukleinske kisline:
Sestavljen je iz ene verige poliribonukleotidov.
- Skoraj v celoti najdemo v citoplazmi, najdemo ga tudi v virusih.
- Enoverižna → Chargaffova pravila ne veljajo
- Obstajajo 3 vrste: tRNA (prenos-RNA) - mRNA (messenger-RNA) - rRNA (ribosomal-RNA)
- -tRNA
Majhna molekula
Osnove: A, G in U so metilirane.
Količina je le malo celotne RNA v celici
Prevoz (transport) določenih aminokislin do
Ribosomi za postopek sinteze beljakovin.
- -mRNA
Njegove baze: A, G, C in U
Sintetizira se v celičnem jedru v procesu transkripcije
Nosilec genetskih informacij od DNA do
Sinteza beljakovin
Kratko življenje → Razgradnja / resinteza.
- -rRNA
Večina RNA v celici (80%)
Sestoji iz 60% teže ribosoma
Glavne osnove: A, G, C, U
Njegova funkcija ni jasna
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Sodobne biotehnološke aplikacije - opredelitev, genetika, medicina, kmetijstvo, živinoreja, odpadki, biokemija, virologija, celična biologija
Vrste nukleinske kisline
Nukleinske kisline so polimerne spojine, ki hranijo vse genetske informacije, in sicer sklop "načrtov" o tem Dejanske in potencialne značilnosti, ki jih je organizem prejel od prejšnjih generacij in nato prenašal na generacije Naslednji.
Obstajata dve vrsti nukleinskih kislin:
- Deoksiribonukleinska kislina (DNA)
- Ribonukleinska kislina (RNA)
DNK je velikanska molekula, ki jo najdemo v jedru (celično jedro) z relativno molekulsko maso (Gospod) znašala od 6 do 16 milijonov. Vsak funkcionalni del DNK je znan kot gen. Na tisoče genov iz organizma vsebuje genetsko kodo za proteinska zaporedja. To pomeni, da vsebuje informacije o zaporedju beljakovinskih aminokislinskih verig. Vsaka aminokislina je s pomočjo zapisana v ustreznem zaporedju DNA kodon sestavljen iz treh zaporednih osnovnih parov. Na primer, kodon za aminokislino fenilalanin (Phe) je TTC. Molekula DNA je sestavljena iz dveh ukrivljenih polimernih verig vijačnica dvojno. Dvojno vijačnico potrjujejo vodikove vezi, vključno s timinom iz ene verige in adeninom iz druge. In med citozinom iz ene verige in gvaninom iz druge verige.
Za izraz gen, kar pomeni sintezo ustreznih beljakovin, je treba informacije o zaporedju DNA pretvoriti v beljakovinsko zaporedje. Ker sama DNK ne sodeluje pri sintezi beljakovin. Torej je treba informacije prenesti iz celičnega jedra do mesta, kjer se sintetizirajo beljakovine, in sicer do ribosomov. Za to najprej s postopkom kopiranja ( prepis ).
RNA je polimer, ki ima manjšo molekulsko maso, ki je od 20 tisoč do 40 tisoč. Ustrezni del gena se kopira v RNK caraka (messenger RNA, mRNA). Zaporedje mRNA v obliki par z verigo DNA, ki vsebuje kodo ustreznega gena. Ker RNA namesto ti-min vsebuje uracil, DNA triplet AAG Na primer, nastal bo kodon mRNA UUC.
Tako DNA kot RNA sta polimera enot nukleotidi. Nukleotidna enota je sestavljena iz treh delov: pentozni sladkor, organska osnova (heterociklična spojina, ki vsebuje dušik), in fosforna kislina. Vsebovana pentoza RNA je riboza, medtem ko je pentoza pri DNK je deoksiriboza, ki nima kisikovega atoma riboze. DNA in RNA lahko ločimo po vrsti sladkorja.
JEZIK.
Osnova nukleinske kisline je aromatska heterociklična skupina, pridobljena iz pirimidina ali purina. Pet od teh baz skupaj tvori glavne sestavine nukleinskih kislin vseh živih tkiv. Purinske baze adenin (Ade) in gvanin (Gua) ter pirimidinska baza citozin (Cyt) najdemo v RNA in DNA. Po drugi strani pa se uracil (Ura) nahaja samo v RNA. V DNK je uracil nadomeščen s timinom (Thy), ki je 5-metilni derivat uracila. Veliko število drugih spremenjenih baz najdemo v tRNA in v drugih vrstah RNA.
NUKLEOCIDI, NUKLEOTIDI.
Monomeri nukleinske kisline se imenujejo nukleotidi. Ko je baza nukleinske kisline vezana na ribozo ali 2-deoksiribozo, dobimo nukleozid. Nukleozid je nukleotid brez fosfatne skupine.
V RNA obstajajo štiri vrste organskih baz, in sicer:
- Adenin (6-aminopurin) ali A,
- Gvanin (6-oksi-2-aminopurin) ali G
- Citozin (2-oksi-6-aminopurin) ali C
- Uracil (2,6-dioksipirimidin) ali U
V DNK ne vsebuje uracila, ampak ga nadomestimo s timinom (2,6-duoksi-5-metilpirimidin). V celici se 5'-OH skupina sladkorne komponente nukleozida praviloma esterificira s fosforno kislino. Iz adenozina se tvori adenozin 5'-OH monofosfat (AMP) in iz dA, ki mu ustreza v dAMP
Ko je 5'-fosfatna veriga povezana z drugo fosfatno verigo s kislo anhidridno vezjo, nastaneta nukleozidni difosfat in trifosfat, na primer ADP in ATP. Ta dva nukleida sta pomembna koencima v energijski presnovi.
Oligonukleotidi, polinukleotidi.
Fosfatne verige med seboj lahko tvorijo kislinske anhidride. To omogoča povezavo nukleotidov med seboj prek fosfatne verige. Ko fosfatna veriga enega nukleotida reagira s 3'-OH skupino drugega nukleotida, tvori dinukleotid z dister strukturo fosforne kisline. Poleg tega lahko ta dinukleotid s povezovanjem z drugimi vezmi diester fosforne kisline podaljšamo za en dodaten mononukleotid. Na ta način nastanejo oligonukleotidi in na koncu polinukleotidi.
Polinukleotidi z ribonukleotidno komponento se imenujejo ribonukleinska kislina (RNA), tisti, ki nastanejo iz deoksiribonukleinskih monomerov, pa dezoksiribonukleinska kislina (DNA). Za opis strukture oligonukleatov in polinukleatov se uporabljajo okrajšave nukleozidnih komponent, ki so zapisane od leve proti desni v smeri 5'-3 '. Včasih je položaj fosfatne verige označen z "p". torej struktura RNA.
V nukleozidih in nukleotidih je pentozna veriga prisotna v obliki furanoze. Sladkor in baza sta povezana z N-glikozidno vezjo med sladkorjem C-1 in purinskim ali N-1 pirimidinskim obročem N-9. Ta obveznica ima vedno konfiguracijo. Ko je organska baza povezana s pentozo, nastane nukleozid, ko pa je nukleozid povezan s fosforno kislino, nastane nukleotid.
- Nukleozid v RNA
Adenin + Riboza = Adenozin
Gvanin + riboza = gvanozin
Citozin + riboza = Citodin
Uracil + riboza = uridin.
- Nukleozid v DNA
Adenin + deoksiriboza = deoksiadenozin
Guanin + deoksiriboza = deoksiguanozin
Citozin + deoksiriboza = deoksisitidin
Timin + deoksiriboza = deoksitrimimidin
Tako kot aminokisline kondenzirajo in tvorijo beljakovinske polimere, se tudi nukleotidi kondenzirajo v polimere nukleinske kisline (DNA in RNA). Fosfatna skupina nukleotida se kombinira s pentoznim delom sosednjega nukleotida in tvori zelo dolgo verigo nukleinskih kislin.
Čeprav obstajajo samo štiri vrste organskih baz v DNA in RNA, se število in vrstni red teh baz tako razlikuje, da jih je toliko! Predstavljajte si, da lahko v verigi, sestavljeni iz nukleotidov, teoretično 4x10E pojavi 87 različnih vrst nukleinskih kislin (DNA in RNA).
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Fuzija celic - opredelitev, postopek, koristi, protitelesa, hibridomi, proizvodnja, primeri
Funkcija nukleinske kisline
DNA shranjuje informacije (kode) o vrsti beljakovin, ki jih mora celica ustvariti. genske informacije razmerje med zaporedji dušikovih baz v DNK določa zaporedje aminokislin v beljakovinah. Struktura genetske kode se imenuje kodon. Kodon je zaporedje treh nukleotidov v značilnem vrstnem redu. Vsak kodon določa eno aminokislino, ki se bo uporabljala za sintezo beljakovin.Nova celica ima genetske podatke, enake podatkom prvotne celice. Včasih pride do napake pri tvorbi novih kromosomov, kar povzroči spremembe genetskih lastnosti. Takšne stvari se pogosto imenujejo mutacija.
Različne funkcije nukleinskih kislin
Obstaja več drugih pomembnih funkcij nukleinskih kislin, ki so naslednje:
- Shrani
- prenašati
- Prevajanje genskih informacij
- Vmesni metabolizem
- Reakcije o energijskih informacijah
- Koencimenzim z nosilcem energije
- Koencim za prenos ocetne kisline
- Sladkor
- Amino spojine
- Druge biomolekule
- In koencim reakcije redukcije oksidacije
Nukleinske kisline so polinukleotidi, torej polimeri, katerih sestavne enote so nukleotidi. Nukleotidi so sestavljeni iz 3 komponent, in sicer dušikovih baz, pentoz (pet ogljikovih sladkorjev) in fosfatnih skupin. Obstajata dve skupini dušikovih baz, in sicer pirimidini, ki jih sestavljajo timin (T) citozin (S) in uracil (U), medtem ko purine sestavljajo adenin (A) in gvanin (G).
Glede na vrsto nukleotida se nukleinske kisline delijo na dve vrsti, in sicer:
- Ribonukleinska kislina (RNA)
- In deoksiribonukleinska kislina (DNA)
Molekule DNA in RNA imajo nekaj osnovnih razlik, DNA ima samo eno vrsto. Medtem ko ima RNA tri vrste, in sicer m-RNA (messenger RNA as the messenger), r-RNA (ribosomska RNA se nahaja v ribosomu) in t-RNA (prenos RNA za prenos aminokislin).
Nukleotidov ne najdemo samo v molekulah DNA in RNA, temveč tudi v drugih molekulah kot zaloge energije in koencimi. nukleotidne molekule, ki hranijo energijo, npr.adenozin monofosfat (AMP), adenozin difosfat (ADP), adenozin trifosfat (ATP), gvanozin monofosfat (GMP), gvanozin trifosfat (GTP), stridin trifosfat (STP) in uridin monofosfat (UMP). Molekule nukleotidov, ki se na primer uporabljajo kot koencimi, so nikotinamid adenin dinukleotid (NAD), flavin adenin dinukleotid (FAD) in flavin mononukleotid (FMN).
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Pojasnilo celičnih organelov in njihovih funkcij po mnenju strokovnjakov
Struktura nukleinske kisline
Struktura deoksiribonukleinske kisline (DNA)
Ta kislina je polimer, sestavljen iz molekul deoksiribonukleotida, ki so med seboj povezane in tvorijo dolgo polinukleotidno verigo.
Ta dolga molekula DNA nastane z vezjo med atomom številke 3 C in atomom številke 5 C molekule deoksiriboze s pomočjo fosfatne skupine.
Kemično DNA vsebuje naslednje značilnosti:
- Ima skupino sladkorja z deoksiribozo.
- Dušikove osnove so gvanin (G), citozin (C), timin (T) in adenin (A).
- Ima proti vzporedni verigi z dvojno vijačnico
- Vsebnost dušikove baze v obeh verigah je enaka in se medsebojno povezuje. Gvanin se vedno pari s citozinom (G – C), adenin pa s timinom (A – T), zato je količina gvanina vedno enaka količini citozina. Prav tako adenin in timin.
Struktura ribonukleinske kisline (RNA)
Ribonukleinska kislina je polimer, sestavljen iz molekul ribonukleotida. Tako kot DNK tudi ribonukleinska kislina nastane z vezjo med atomom številke 3 C in atomom številke 5 C v molekuli riboze s pomočjo fosfatne skupine. Strukturna formula je enaka kot na sliki 10.2, sladkor pa je riboza (atom C številka 2 se veže na skupino OH)
RNA ima posebne lastnosti, ki se razlikujejo od kemijskih lastnosti DNK, in sicer glede:
- Pentozni sladkor je riboza
- RNA ima namesto timina v DNK ribonukleotide gvanin (G), citozin (C), adenin (A) in Uracil (U).
- Fosfodiesterski pramen je enojni pramen, ki se lahko zloži v lasnico kot dvojni pramen. Za razliko od DNA je oblika molekule dvojna vijačnica.
- Odstotek vsebnosti basov ne sme biti enak, par adeninov ne sme biti enak kot uracil in citozin ne sme biti enak kot gvanin.
Obstajajo tri vrste RNA, in sicer tRNA (transferna RNA), mRNA (messenger RNA) in rRNA (ribosomska RNA). Te tri vrste RNA imajo različne funkcije, vendar imajo skupaj pomembno vlogo pri sintezi beljakovin.
Strukturo nukleinskih kislin lahko vidimo / zapišemo v obliki primarnih, sekundarnih in terciarnih struktur. Primarna struktura nastane, ko se fosfatna skupina enega nukleotida preko kovalentne vezi veže na ester s hidroksilno skupino drugega nukleotida. Ti nukleotidi se kombinirajo in tvorijo dolge verige (polinukleotidi). Dve pomembni značilnosti vseh polinukleotidov sta:
- Polinukleotidne fosfodiesterske vezi med monomernimi enotami so vedno med 3 'ogljikom enega monomera in 5' ogljikom naslednjega. Torej bosta dva konca DNA linearne polinukleotidne verige nasprotna. En konec običajno reagira s 5 'fosfatom, drugi pa s 3' hidroksilno skupino.
- Polinukleotidna veriga je edinstvena, ki jo določa vrstni red njihovih baz.
Sekundarno strukturo DNK je odkril James D. Watson in FHC Crick (1953). Postavili so rentgenski difrakcijski vzorec, ki prikazuje model polideoksiribonukleotida v obliki dvojne vijačnice.
Slika 10.4 to pojasnjuje
- (A) Trak na diagramu prikazuje sladkorno-fosfatno ogrodje obeh verig DNA. Ta vijačnica je vijačnica "desne roke", ukrivljena navzgor v pravo smer. Dve verigi držijo vodikove vezi (pikčaste črte) med dušikovimi bazami, ki so seznanjene znotraj dvojne vijačnice.
- (B) prikazuje delno kemično strukturo z začrtanima dvema pramenoma, pri čemer ugotavlja, da imajo prameni nasprotno usmeritev.
- (C) Močno povezani pari dušikovih baz so jasno vidni na računalniškem modelu (tridimenzionalni). Privlačne sile med sekajočimi se baznimi pari igrajo pomembno vlogo pri vzdrževanju molekule.
Sekundarna struktura RNA je ena naključna tuljava in več spiralnih odsekov, ki označujejo bazne pare. Sekundarna struktura RNA se razlikuje glede na vrsto RNA. Vrste mRNA so lahko spiralne, tRNA je deteljica in rRNA je naključna.
Veliko DNA ima naravno terciarno strukturo. En primer je krožna struktura, ki je lahko naključna (zvita) in odprta krožna. Tuljava je struktura DNA, ki je kovalentno zaprta, ker polinukleotidna veriga ostane nedotaknjena. Ta struktura nima prostih 5 'ali 3' koncev. Če se eden od polinukleotidnih pramenov zlomi,
potem se bo dvojna vijačnica vrnila v normalno obliko kot odprt obtok. Primeri terciarne DNA so virusna DNA ST-40, bakterijska plazmidna DNA in drugi. Ta struktura DNA ima zelo značilne lastnosti in je uporabna za genski inženiring.
Slika 10.5 kaže, da med bazami v molekularni verigi nastajajo vodikove vezi, in sicer vezi med vodikovimi in dušikovimi atomi. Adenin se pari s timinom z dvema vodikovima vezema (A = T), medtem ko gvanin in citozin tvorita tri vodikove vezi (G ≡ C).
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Zgradba in delovanje živalskih celic in njihova pojasnila
Nomenklatura nukleinske kisline
Izraz nukleinska kislina je splošno ime za DNA in RNA, člane družine biopolimerov, in je sinonim za polinukleotide. Nukleinske kisline so imenovane za prvo odkritje v jedru in za fosfatno skupino (povezano s fosforno kislino). Čeprav so bile nukleinske kisline prvič odkrite v jedru evkariontskih celic najdemo v vseh oblikah življenja, vključno z bakterijami, arhejami, mitohondriji, kloroplasti, virusi in viroidi. Vse žive celice in organele vsebujejo tako DNA kot RNA, medtem ko virusi vsebujejo bodisi DNA bodisi RNA, vendar običajno ne obojega. Osnovne sestavine bioloških nukleinskih kislin so nukleotidi, ki vsebujejo pentozni sladkor (ribozo ali deoksiribozo), fosfatno skupino in nukleobazo. Nukleinske kisline se proizvajajo tudi v laboratoriju z uporabo encimov (DNA in RNA polimeraze) in s kemijsko sintezo v trdni fazi.
Kemične metode omogočajo tudi nastanek spremenjenih nukleinskih kislin, ki jih v naravi ni, na primer peptidnih nukleinskih kislin.
- Sladkor v nukleinskih kislinah je riboza.
- Riboza (b-D-furanoza) je pentozni sladkor (ogljikovo število 5).
- Bodite pozorni na oštevilčenje. Pisno je označeno s prime (') za razlikovanje oštevilčenja na dušikovih bazah
- Sladkor riboze se veže na dušikovo bazo (pri atomu ogljika številka 1).
- Ribozne sladkorne vezi s fosfatno skupino (pri atomu ogljika številka 5).
- Hidroksilna skupina na ogljikovem atomu številka 2
DUŠIKOVA OSNOVA
- Dušikova baza je vezana na b-vez pri ogljikovem atomu številka 1 ′ riboze ali deoksiriboznega sladkorja.
- Pirimidini so vezani na ribozni sladkor na atomu N-1 obročaste strukture.
- Purini so vezani na ribozni sladkor na atomu N-9 obročaste strukture.
PURINSKI JEZIK
Grozd PHOSPHATE
- Nukleozid: spojine med purini in primidini z ribozo in deoksiribozo. Nekaj imen nukleozidov:
- Nukleotid: Nukleozidni ester s fosforno kislino.
Okrajšave za imena nekaterih nukleotidov in njihove funkcije:
- Kot nosilec energije. Pomembni nukleotidi: AMP, ADP, ATP → pomembni pri shranjevanju in uporabi energije med celičnim metabolizmom.
ATP je glavni nosilec energije v celicah:
ADP + Pa ATP (oksidativna fosforilaza)
Energija
ATP + H2O → ADP + Pa (kot. fosfat) + energija (hidroliza) -
Nosilec osnovnih gradnikov molekule.
Primer:
- Nukleotid uridin difosfat (UDP) za sintezo glikogena
- holin citidin difosfat sinteza holin fosfolipidov.
- sinteza nukleotid trifosfatov (NTP) DNA in RNA -
Kot soencim
- Nikotamid mono nukleotid (NMN) → je vitamin
- Flavin mono nukleotid (FMN) → koencim oksidacije - proces redukcije v celičnem dihanju.
- nikotinamid adenin dinukleotid (NAD), nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADP), flavin adenin dinukleotid (FAD) → oksidacija koencima - proces redukcije
Preberite tudi članke, ki so lahko povezani: Celica: Definicija, deli, zgradba in sestavni deli ter njihove funkcije v celotni biologiji
Hidroliza nukleinske kisline
1. Hidroliza z encimi
Hidroliza z encimi → nukleazni encimi, ki jih sestavljajo:
- Eksonukleazni encimi napadajo konce polinukleotidnih verig
- endonukleazni encimi → napadajo notranjost verige
2. Hidroliza s kislino / bazo
- Hidroliza DNA s kislino → tvorimo apurinsko kislino (DNA brez purinov) in apirimidno kislino (DNA brez pirimidinov)
- DNA ne hidrolizira baz
- Hidroliza RNK z bazami pretrga → vezi hidroksilne skupine - 2 riboze.