Pierwiastki kwasów nukleinowych

pierwiastki kwasów nukleinowych funkcjonują jako plany życia, zdolne do przechowywania informacji genetycznej, która zostanie przetłumaczona na białka. Kwasy nukleinowe zbudowane są z pięciu podstawowych pierwiastków: fosforu, azotu, tlenu, węgla i wodoru.

jak te pierwiastki łączą się ze sobą tworząc kwasy nukleinowe i jakie mają funkcje?

Reklama

czym są kwasy nukleinowe?

kwasy nukleinowe są makrocząsteczkami, które zawierają dziedziczną informację niezbędną do życia. Są przekazywane z rodzica na dziecko i kodują białka potrzebne do stworzenia funkcjonujących organizmów, tkanek i komórek. Istnieją dwa różne rodzaje kwasu nukleinowego: kwas rybonukleinowy (RNA) i kwas deoksyrybonukleinowy (DNA). DNA jest formą kwasu nukleinowego wspólną dla wszystkich żywych istot; wszystkie rośliny, zwierzęta, a nawet jednokomórkowe bakterie mają DNA. RNA jest używany jako podstawowa metoda przechowywania materiału genetycznego w niektórych wirusach, ale naukowcy zazwyczaj nie uważają tych wirusów za żywe.

„całe dzisiejsze DNA, nawleczone przez wszystkie komórki ziemi, jest po prostu przedłużeniem i opracowaniem pierwszej cząsteczki.”- Lewis Thomas

DNA komórki znajduje się wewnątrz jądra komórki, a także w niektórych innych typach organelli, takich jak mitochondria komórki. (Dotyczy to eukariotów, ale prokarioty mają DNA, które nie jest zamknięte w błonie jak jądro). DNA jest podzielone na długie fragmenty zwane chromosomami, a każdy chromosom z kolei zawiera tysiące genów. Każdy z genów zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące tworzenia białek, których potrzebuje komórka.

tworzenie białek to miejsce, w którym RNA wchodzi w grę. Istnieje wiele rodzajów RNA: messenger RNA (mRNA), rybosomalny RNA (rRNA) i transfer RNA (tRNA). Zadaniem Posłańca RNA jest stworzenie kopii łańcucha DNA, aby stworzyć jego transkrypcję. MRNA robi to poprzez odczyt łańcuchów cząsteczkowych DNA i formowanie się w kopię sekwencji DNA. TRNA jest odpowiedzialny za przenoszenie aminokwasów do rybosomów, dzięki czemu białka mogą być syntetyzowane, podczas gdy rRNA pomaga tworzyć rybosomy.

Reklama

czym są nukleotydy i zasady azotowe?

Zdjęcie: Madprime (talk · contribs) – praca Własnakod źródłowy tego SVG jest poprawny.Ten obraz wektorowy został stworzony za pomocą Inkscape., CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1848174

zarówno DNA, jak i RNA są polimerami, co oznacza, że są złożonymi cząsteczkami zbudowanymi z prostszych monomerów. Złożone polimery, które tworzą DNA, są określane jako nukleotydy, a połączenie nukleotydów tworzy polinukleotydy. Każdy nukleotyd ma taką samą strukturę: cukier pięciowęglowy, jedną grupę fosforanową i strukturę pierścienia azotowego, zwaną zasadą azotową. Cząsteczka Cukru znajduje się w centrum nukleotydu, podczas gdy grupy węglowe i fosforanowe są przyłączone do jego punktów.

„próba odczytania naszego DNA jest jak próba zrozumienia kodu oprogramowania – tylko 90% kodu jest pełne błędów. W takim przypadku bardzo trudno jest zrozumieć i przewidzieć, co ten kod oprogramowania zrobi.”- Elon Musk

azotowe Zasady nukleotydów są cząsteczkami na bazie węgla w strukturach pierścieniowych. Istnieją cztery zasady azotowe, które tworzą strukturę DNA: adenina, tymina, guanina i cytozyna. Są one skracane odpowiednio do A, T, G i C. Zarówno guanina, jak i adenina są określane jako puryny, co oznacza, że ich struktury mają dwa pierścienie węglowo-azotowe, które są połączone ze sobą. Natomiast tymina i cytozyna nazywane są pirymidynami i obie mają jeden pierścień azotowo-węglowy.

Zdjęcie: _image zmodyfikowany z „Nucleic acids: Figure 1,” autorstwa OpenStax College, Biology (CC BY 3.0)._ via Khan Academy

różnice między RNA a DNA

RNA jest skonstruowane inaczej niż DNA. RNA ma również adeninę, cytozynę i guaninę, podobnie jak DNA, ale w przeciwieństwie do DNA nie ma tyminy. Zamiast tego RNA ma inną zasadę pirymidynową: uracyl (U).

istnieją również inne różnice między RNA i DNA. DNA i RNA mają nieco inne cukry oprócz różnych zasad. Cukier w RNA jest określany jako ryboza, podczas gdy cukier w DNA jest nazywany deoksyrybozą. Oba cukry mają bardzo podobną strukturę, ale różnią się w istotny sposób. Drugi węgiel znajdujący się w rybozie ma grupę hydroksylową, podczas gdy równoważnik deoksyrybozy ma tam Wodór. Cukry znajdują się w centralnej pozycji w nukleotydach, podczas gdy zasady są połączone z pozycją węgla 1′, A fosforan jest przyłączony do pozycji węgla 5′.

Reklama

Grupa fosforanowa

nukleotydy mogą mieć jedną grupę fosforanową lub wiele grup fosforanowych. Nukleotydy mogą mieć do trzech grup fosforanowych połączonych z cukrem węglowym 5′. Istnieją pewne spory co do tego, co liczy się jako nukleotyd, ponieważ niektóre źródła używają terminu nukleotyd tylko w odniesieniu do zasad sparowanych z grupą jednofosforanową. Ważne jest, aby pamiętać, że kiedy łańcuchy RNA i DNA łączą się ze sobą, tracą dwie grupy fosforanowe, więc jeśli istnieje łańcuch RNA lub cząsteczek DNA, nukleotydy w nich będą posiadać tylko jedną grupę fosforanową.

teraz, gdy przyjrzeliśmy się strukturze cząsteczki kwasu nukleinowego, możemy omówić, jakie cząsteczki tworzą te struktury.

Jak różne cząsteczki tworzą kwasy nukleinowe

pięć różnych cząsteczek, które zawierają kwasy nukleinowe (węgiel, azot, wodór, tlen i fosfor), z których każda tworzy określone części dna lub cząsteczki RNA.

cząsteczki węgla są niezwykle ważnym elementem nukleotydów. Komponują cukier znajdujący się w szkielecie cząsteczek kwasu nukleinowego, a także pomagają tworzyć zasady azotowe nukleotydu. Cząsteczki azotu tworzą zarówno puryny, jak i pirymidyny, różne rodzaje aminokwasów. Grupy aminokwasowe mają między sobą wiązania wodorowe, a wiązania te oznaczają, że pary zasad pozostają połączone ze sobą w pasmach kwasu nukleinowego.

„DNA to książka do historii rodziny, z którą chodzisz całe życie!”- Blaine T. Bettinger

cząsteczki wodoru pozostają przyłączone do atomów tlenu i węgla, które istnieją pomiędzy zasadami azotowymi a cukrami kwasów nukleinowych. Wiązania wodorowo-azotowe zasad azotowych są polarne i pozwalają tworzyć wiązania wodorowe między nitkami kwasu nukleinowego. W ten sposób DNA otrzymuje swoją podwójną helisę, ponieważ dwie nici DNA są połączone ze sobą wiązaniami wodorowymi znajdującymi się w parach zasad. W nukleotydach znajdują się również cząsteczki tlenu. Atomy tlenu znajdują się w wielu częściach nukleotydu: cukru, zasad azotowych i fosforanów. RNA i DNA mają różne struktury cukru. RNA ma cztery grupy hydroksylowe (OH), podczas gdy deoksyryboza ma czysty Wodór zastępujący jedną z grup OH, stąd „deoksy” w DNA.

cząsteczki fosforu tworzą grupy fosforanowe w nukleotydach. Składają się zarówno z cząsteczek tlenu, jak i fosforu. Istnienie tych grup fosforu jest ważne, ponieważ są one tym, co pozwala cukrom różnych nukleotydów łączyć się ze sobą, tworząc polimer.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *