Nukleinsäuren sind chemische Verbindungen von großer biologischer Bedeutung; alle lebenden Organismen enthalten Nukleinsäuren in Form von DNA und RNA (Desoxyribonukleinsäure bzw. Ribonukleinsäure). Nukleinsäuren sind sehr wichtige Moleküle, da sie die grundlegende Kontrolle über die grundlegenden Lebensprozesse in allen Organismen ausüben.
Alles deutet darauf hin, dass Nukleinsäuren seit den ersten überlebensfähigen primitiven Lebensformen (wie Bakterien) eine identische Rolle gespielt haben.
In den Zellen lebender Organismen ist DNA hauptsächlich in Chromosomen (in sich teilenden Zellen) und im Chromatin (in interzynetischen Zellen) vorhanden.
Es ist auch außerhalb des Zellkerns vorhanden (insbesondere in den Mitochondrien und Plastiden, wo es seine Funktion als Informationszentrum für die Synthese eines Teils oder der gesamten Organelle erfüllt).
RNA hingegen ist sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma vorhanden: Im Zellkern ist sie im Nukleolus konzentrierter, im Zytoplasma konzentrierter in den Polysomen.
Die chemische Struktur von Nukleinsäuren ist ziemlich komplex; sie werden von Nukleotiden gebildet, von denen jedes (wie wir gesehen haben) aus drei Komponenten besteht: Kohlenhydrat (Pentose), Stickstoffbase (Purin oder Pyrimidin) und Phosphorsäure.
Nukleinsäuren sind daher lange Polynukleotide, die aus der Verkettung von Nukleotiden genannten Einheiten resultieren. Der Unterschied zwischen DNA und RNA liegt in der Pentose und der Base. Es gibt zwei Arten von Pentose, eine für jede Art von Nukleinsäure:
1) Ribose in der RNA;
2) Dessosiribose in DNA.
Was die Grundlagen betrifft, müssen wir die Unterscheidung wiederholen; Pyrimidinbasen umfassen:
1) Cytosin;
2) Thymin, nur in DNA vorhanden;
3) Uracil, nur in der RNA vorhanden.
Die Purinbasen hingegen bestehen aus:
1) Adenin
2) Guanin.
Zusammenfassend finden wir in der DNA: Cytosin - Adenin - Guanin - Thymin (C-A-G-T); während wir in der RNA haben: Cytosin - Adenin - Guanin - Uracil (C-A-G-U).
Alle Nukleinsäuren haben die lineare Kettenstruktur des Polynukleotids; die Spezifität der Information ist durch die unterschiedliche Reihenfolge der Basen gegeben.
DNA-Struktur
Die Nukleotide der DNA-Kette sind mit einer Esterbindung zwischen Phosphorsäure und Pentose verbunden; die Säure ist an Kohlenstoff 3 des Nukleotids Pentose und an Kohlenstoff 5 des nächsten gebunden; in diesen Bindungen nutzt sie zwei seiner drei Säuregruppen; die verbleibende Säuregruppe verleiht dem Molekül seinen sauren Charakter und ermöglicht es ihm, Bindungen mit basischen Proteinen einzugehen .
DNA hat eine Doppelhelix-Struktur: zwei komplementäre Ketten, von denen die eine "nach unten" und die "andere" nach oben geht. "Dieser Anordnung entspricht das Konzept der" antiparallelen "Ketten, dh parallel, aber mit entgegengesetzten Richtungen. Ausgehend von Auf der einen Seite beginnt eine der Ketten mit einer Bindung zwischen Phosphorsäure und Kohlenstoff 5 der Pentose und endet mit einem freien Kohlenstoff 3. Die Richtung der komplementären Kette ist entgegengesetzt.Wir sehen auch, dass die Wasserstoffbrücken zwischen diesen beiden Ketten auftreten nur zwischen einer Purinbase und einem Pyrimidin und umgekehrt, also zwischen Adenin und Thymin und zwischen Cytosin und Guanin und umgekehrt, beim AT-Paar gibt es zwei Wasserstoffbrücken, beim GC-Paar drei das zweite Paar hat eine größere Stabilität.
DNA-Reduplizierung
Wie bereits im Hinblick auf den interzynetischen Kern erwähnt, kann sich DNA in der "autosynthetischen" und "allosynthetischen" Phase befinden, also jeweils Paare von sich selbst (Autosynthese) oder einer "anderen Substanz (RNA: Allosynthese)" synthetisieren Hinsichtlich ist es in drei Phasen unterteilt, die G1, S, G2 genannt werden. In der Phase G1 (in der G als Anfangswachstum angesehen werden kann) synthetisiert die Zelle unter der Kontrolle der Kern-DNA alles, was für ihren Stoffwechsel benötigt wird. In Phase S (wobei S für Synthese steht, d. h. Synthese von neuer nuklearer DNA) findet die DNA-Reduplikation statt. In Phase G2 nimmt die Zelle das Wachstum wieder auf und bereitet sich auf die nächste Teilung vor.
SEHEN WIR KURZ DIE PHÄNOMENE, DIE IN DER PHASE S SPIELEN
Zunächst einmal können wir die beiden antiparallelen Ketten so darstellen, als ob sie bereits "entspiralisiert" wären. Ausgehend von einem Extrem werden die Bindungen zwischen den Basenpaaren (A - T und G - C) aufgebrochen und die beiden komplementären Ketten bewegen sich auseinander (geeignet ist der Vergleich der Öffnung eines "Blitzes") An dieser Stelle wird ein Enzym ( DNA-Polymerase) "fließt" entlang jeder einzelnen Kette und begünstigt die Bildung von Bindungen zwischen den Nukleotiden, aus denen sie besteht, und neuen Nukleotiden (zuvor "aktiviert" mit Energie, die durch das im Karyoplasma vorherrschende "ATP" freigesetzt wird). An jedes Adenin ist notwendigerweise eine neue Timina gebunden, und so weiter, wobei nach und nach aus jeder Einzelkette eine neue Doppelkette gebildet wird.
Die DNA-Polymerase scheint in vivo gleichgültig auf die beiden Ketten zu wirken, unabhängig von der "Richtung" (von 3 nach 5 oder umgekehrt). Auf diese Weise, wenn die gesamte ursprüngliche Doppel-DNA-Kette bedeckt ist, genau zwei Doppelketten Der Begriff, der dieses Phänomen definiert, ist "semconservative Reduplication", wobei "Reduplication" die Bedeutungen von quantitativer Verdoppelung und exakter Kopie konzentriert, während "semiconservative" daran erinnert, dass für jede neue DNA-Doppelkette nur eine Kette ist neointetisch.
DNA enthält genetische Informationen, die sie auf RNA überträgt; Letzteres gibt es wiederum an Proteine weiter und reguliert so die Stoffwechselfunktionen der Zelle, sodass der gesamte Stoffwechsel direkt oder indirekt vom Zellkern gesteuert wird.
Das genetische Erbe, das wir in der DNA finden, ist dazu bestimmt, der Zelle spezifische Proteine zu geben.
Wenn wir sie paarweise nehmen, ergeben die vier Basen 16 mögliche Kombinationen, das sind 16 Buchstaben, nicht genug für alle Aminosäuren. Wenn wir sie stattdessen in Tripletts einnehmen, gibt es 64 Kombinationen, was vielleicht zu viele erscheint, die aber in Wirklichkeit alle verwendet werden, da die Wissenschaft entdeckt hat, dass verschiedene Aminosäuren von mehr als einem Triplett kodiert werden. Wir haben also die Übersetzung von den 4 Buchstaben der stickstoffhaltigen Basen der Nukleotide auf die 21 der Aminosäuren; jedoch vor der "Übersetzung" ist c "die"Transkription", noch innerhalb des "Vier-Buchstaben"-Kontextes, das heißt der Übergang der genetischen Information von den 4 Buchstaben der DNA zu den 4 Buchstaben der RNA, wobei berücksichtigen, dass anstelle des schüchternen (DNA) c Uracil (RNA) "ist".
Der Transkriptionsprozess findet statt, wenn in Gegenwart von Ribonukleotiden, Enzymen (RNA-Polymerase) und Energie, die in den ATP-Molekülen enthalten sind, die DNA-Kette geöffnet und RNA synthetisiert wird, die eine getreue Reproduktion der genetischen Information ist, die in diesem Abschnitt von offene Kette.
Es gibt drei Haupttypen von RNA, die alle aus nuklearer DNA stammen:
- RNAm (Boten)
- RNAr (ribosomal)
- RNAt oder RNAs (transfer oder löslich)
