Elementele acizilor nucleici

elementele acizilor nucleici funcționează ca planuri pentru viață, capabile să dețină informațiile genetice care vor fi traduse în proteine. Acizii nucleici sunt alcătuiți din cinci elemente primare: fosfor, azot, oxigen, carbon și hidrogen.

cum se leagă aceste elemente pentru a crea acizii nucleici și ce funcții au?

publicitate

care sunt acizii nucleici?

acizii nucleici sunt macromolecule care conțin informațiile ereditare necesare vieții. Ele sunt transmise de la părinte la copil și codifică proteinele necesare pentru a crea organisme, țesuturi și celule funcționale. Există două tipuri diferite de acid nucleic: acid ribonucleic (ARN) și acid dezoxiribonucleic (ADN). ADN-ul este forma de acid nucleic comună tuturor lucrurilor vii; toate plantele, animalele și chiar bacteriile unicelulare au ADN. ARN-ul este folosit ca metodă principală de stocare a materialului genetic în unele virusuri, dar oamenii de știință nu consideră de obicei că acești viruși sunt în viață.

„tot ADN-ul de astăzi, strâns prin toate celulele Pământului, este pur și simplu o extensie și elaborare a primei molecule.”- Lewis Thomas

ADN-ul unei celule este localizat în interiorul nucleului celulei și în alte tipuri de organite, cum ar fi mitocondriile unei celule. (Acest lucru este valabil pentru eucariote, dar procariotele au ADN care nu este învelit într-o membrană așa cum este un nucleu). ADN-ul este împărțit în bucăți lungi numite cromozomi și fiecare cromozom, la rândul său, conține mii de gene. Fiecare dintre gene deține instrucțiuni specifice despre cum să creeze proteinele de care are nevoie celula.

crearea proteinelor este locul în care ARN-ul intră în joc. Există mai multe tipuri de ARN: ARN mesager (ARNm), ARN ribozomal (ARNr) și ARN de transfer (Arnt). Sarcina ARN-ului mesager este de a forma o copie a lanțului ADN, pentru a crea o transcriere a acestuia. ARNm face acest lucru prin citirea lanțurilor moleculare ale ADN-ului și formarea într-o copie a secvenței ADN. Arnt este responsabil pentru transferul aminoacizilor către ribozomi, astfel încât proteinele să poată fi sintetizate, în timp ce ARNr ajută la crearea ribozomilor înșiși.

publicitate

ce sunt nucleotidele și bazele azotate?

foto: de Madprime (talk · contribs) – lucrare Propriecodul sursă al acestui SVG este valid.Această imagine vectorială a fost creată cu Inkscape., CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1848174

atât ADN-ul, cât și ARN-ul sunt polimeri, ceea ce înseamnă că sunt molecule complexe formate din monomeri mai simpli. Polimerii complexi pe care îi formează ADN sunt denumiți nucleotide, iar combinația de nucleotide creează polinucleotide. Fiecare nucleotidă are aceeași structură: un zahăr cu cinci atomi de carbon, o grupare fosfat și o structură cu inel de azot denumită bază azotată. Molecula de zahăr se află în centrul nucleotidei, în timp ce carbonii și grupările fosfat sunt atașate la punctele sale.

„încercarea de a citi ADN – ul nostru este ca și cum ai încerca să înțelegi codul software-cu doar 90% din cod plin de erori. Este foarte dificil în acest caz să înțelegeți și să anticipați ce va face acel cod software.”- Elon Musk

bazele azotate ale nucleotidelor sunt molecule pe bază de carbon în structuri inelare. Există patru baze azotate care alcătuiesc structura ADN-ului: adenină, timină, guanină și citozină. Acestea sunt abreviate ca A, T, G și respectiv C. Atât guanina, cât și adenina sunt denumite purine, ceea ce înseamnă că structurile lor au două inele carbon-azot care sunt topite împreună. În schimb, timina și citozina se numesc pirimidine și ambele au un inel azot-carbon.

foto: _image modificat din „acizi nucleici: Figura 1,” de OpenStax College, Biologie (CC BY 3.0)._ via Khan Academy

diferențele dintre ARN și ADN

ARN este structurat diferit de ADN. ARN-ul are, de asemenea, adenină, citozină și guanină, așa cum face ADN-ul, dar spre deosebire de ADN nu are timină. ARN are în schimb o bază pirimidinică diferită: uracil (U).

există și alte diferențe între ARN și ADN. ADN – ul și ARN-ul au zaharuri ușor diferite în plus față de diferite baze. Zahărul din ARN este denumit riboză, în timp ce zahărul din ADN se numește dezoxiriboză. Cele două zaharuri au structuri foarte asemănătoare, dar diferă într-un mod important. Al doilea carbon care se găsește în riboză are o grupare hidroxil, în timp ce carbonul echivalent al dezoxiribozei are hidrogen acolo. Zaharurile se găsesc într-o poziție centrală în nucleotide, în timp ce bazele sunt conectate la poziția carbonului 1′ și fosfatul este atașat la poziția carbonului 5′.

publicitate

grupul fosfat

nucleotidele pot avea o singură grupare fosfat sau mai multe grupări fosfat. Nucleotidele pot avea până la trei grupări fosfat conectate la zahărul carbon 5′. Există unele dispute cu privire la ceea ce contează ca nucleotidă, deoarece unele surse folosesc doar termenul nucleotidă pentru a se referi la baze asociate cu un singur fosfat grup. Este important să ne amintim că atunci când lanțurile de ARN și ADN ajung să se unească, pierd două grupări fosfat, deci dacă există un lanț de molecule de ARN sau ADN, nucleotidele din ele vor avea o singură grupare fosfat.acum că ne-am uitat la structura moleculei de acid nucleic, putem discuta ce molecule compun aceste structuri.

modul în care diferitele molecule compun acizii nucleici

cele cinci molecule diferite care cuprind acizi nucleici (carbon, azot, hidrogen, oxigen și fosfor) creează fiecare părți specifice ale moleculei ADN sau ARN.

moleculele de Carbon sunt un element extrem de important al nucleotidelor. Ele compun zahărul găsit în coloana vertebrală a acidului nucleic al moleculelor și, de asemenea, ajută la crearea bazelor azotate ale nucleotidei. Moleculele de azot creează atât purine, cât și pirimidine, diferite tipuri de aminoacizi. Grupările de aminoacizi au legături de hidrogen între ele, iar aceste legături înseamnă că perechile de baze rămân legate între ele în firele de acid nucleic.

„ADN-ul este cartea de istorie a familiei cu care te-ai plimbat toată viața!”- Blaine T. Bettinger

moleculele de hidrogen rămân atașate de atomii de oxigen și de carbon care există între bazele azotate și zaharurile acizilor nucleici. Legăturile hidrogen-azot ale bazelor azotate sunt polare și lasă să se formeze legături de hidrogen între firele de acid nucleic. Acesta este modul în care ADN-ul își obține formarea cu dublă helix, deoarece cele două fire de ADN sunt legate între ele prin legăturile de hidrogen găsite în perechile de baze. Există, de asemenea, molecule de oxigen găsite în nucleotide. Atomii de oxigen se găsesc în mai multe părți ale nucleotidei: zahărul, bazele azotate și fosfații. ARN și ADN au structuri diferite de zahăr. ARN are patru grupări hidroxil (OH), în timp ce dezoxiriboza are hidrogen pur înlocuind una dintre grupările OH, de unde și „deoxi” din ADN.

moleculele de fosfor alcătuiesc grupările fosfat din nucleotide. Acestea sunt compuse atât din molecule de oxigen, cât și din fosfor. Existența acestor grupuri de fosfor este importantă, deoarece acestea sunt cele care lasă zaharurile diferitelor nucleotide să se unească pentru a forma un polimer.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *