Nukleorūgštys yra sudaryti iš atskirų nukleotidų, sudarančių makromolekules, ir, kaip pagrindinis genų komponentas ląstelių branduoliuose, yra genetinės informacijos nešiotojai ir jie katalizuoja daugelį biocheminių reakcijų.
Atskiri nukleotidai susideda iš fosfato ir nukleobazės komponento, taip pat pentozės žiedo molekulės ribozės arba dezoksiribozės. Biocheminis nukleorūgščių efektyvumas grindžiamas ne tik jų chemine sudėtimi, bet ir jų antrine struktūra, jų trimačiu išdėstymu.
Kas yra nukleorūgštys?
Nukleorūgščių statybiniai blokai yra atskiri nukleotidai, kurių kiekvienas sudarytas iš fosfato liekanų, monosacharido ribozės arba dezoksiribozės, kiekvienoje iš jų yra 5 žiede išdėstyti anglies atomai ir viena iš penkių galimų nukleobazių. Penkios galimos nukleobazės yra adeninas (A), guaninas (G), citozinas (C), timinas (T) ir uracilis (U).
Nukleotidai, kuriuose yra dezoksiribozės kaip cukraus komponentas, yra iškloti taip, kad sudarytų dezoksiribonukleorūgštis (DNR), o nukleotidai, kuriuose ribozė yra cukraus komponentas, yra sudedami į ribonukleorūgštis (RNR). Uracilis kaip branduolinė bazė atsiranda tik RNR. Uracilas ten pakeičia tirminą, kurį galima rasti tik DNR. Tai reiškia, kad DNR ir RNR struktūrai yra tik 4 skirtingi nukleotidai.
Anglų ir tarptautiniais žodžiais, taip pat vokiškuose techniniuose straipsniuose, vietoj DNS ir RNR dažniausiai naudojami sutrumpinimai DNA (dezoksiribonukleino rūgštis), o vietoj RNR - RNR (ribonukleino rūgštis). Be natūraliai susidarančių nukleorūgščių, esančių DNR ar RNR pavidalu, chemijoje kuriamos sintetinės nukleino rūgštys, kurios kaip katalizatoriai įgalina tam tikrus cheminius procesus.
Anatomija ir struktūra
Nukleorūgštys susideda iš daugybės nukleotidų, sujungtų grandine. Nukleotidą visada sudaro žiedo pavidalo monosukrido dezoksiribozė, jei yra DNR, arba ribozė, jei yra RNR, taip pat fosfato liekanos ir nukleobazės dalis. Ribozė ir dezoksiribozė skiriasi tik tuo, kad deoksiribozėje OH grupė yra paverčiama H jonu redukuojant, t.y., pridedant elektroną, ir tokiu būdu tampa chemiškai stabilesnė.
Pradėjus nuo ribozės arba dezoksiribozės, esančios žiedo pavidalu, kiekviename iš jų yra 5 anglies atomai, nukleobazės grupė yra sujungta su tuo pačiu anglies atomu kiekvienam nukleotidui per N-glikozidinę jungtį. N-glikozidinis reiškia, kad atitinkamas cukraus anglies atomas yra prijungtas prie nukleobazės NH2 grupės. Jei C atomą su glikozidiniu ryšiu nurodysite kaip Nr. 1, tada, žiūrint pagal laikrodžio rodyklę, C atomas su Nr. 3 yra sujungtas su kito nukleotido fosfato grupe per fosfodiesterinį ryšį, o C atomas - Nr. 5 Esterifikuota su „sava“ fosfatų grupe. Tiek nukleorūgštys, tiek DNR, tiek RNR yra sudaryti iš grynaveislių nukleotidų.
Tai reiškia, kad centrinės DNR nukleotidų cukraus molekulės visada susideda iš dezoksiribozės, o RNR - visada iš ribozės. Tam tikros nukleorūgšties nukleotidai skiriasi tik 4 galimų nukleorūgščių tvarka.Galima manyti, kad DNR yra plonos juostelės, susuktos aplink ir užpildytos viena kita papildančia dalimi, taigi DNR paprastai egzistuoja kaip dviguba spiralė. Bazinės poros adeninas ir timinas, taip pat guaninas ir citozinas visada yra priešingos viena kitai.
Funkcija ir užduotys
DNS ir RNS turi skirtingas užduotis ir funkcijas. Nors DNR neprisiima jokių funkcinių užduočių, RNR įsikiša į įvairius metabolinius procesus. DNR yra centrinė genetinės informacijos saugojimo vieta kiekvienoje ląstelėje. Jame yra viso organizmo statybos instrukcijos ir prireikus jos pateikiamos.
Visų baltymų struktūra yra saugoma DNR aminorūgščių sekų pavidalu. Praktiškai užkoduota informacija DNR pirmiausia „nukopijuojama“ per transkripcijos procesą ir paverčiama (perrašoma) į atitinkamą aminorūgščių seką. Visas šias būtinas sudėtingas darbo funkcijas atlieka specialios ribonukleino rūgštys. Taigi RNR imasi užduoties suformuoti papildomą vieną grandinę prie DNR ląstelės branduolyje ir pernešti ją kaip ribosominę RNR per branduolio poras iš ląstelės branduolio į citoplazmą iki ribosomų, kad surinktų ir susintetintų tam tikras aminorūgštis į numatomus baltymus.
TRNR (pernešančioji RNR), susidedanti iš palyginti trumpų grandinių, apimančių nuo 70 iki 95 nukleotidų, imasi svarbios užduoties. TRNR turi dobilų pavidalo struktūrą. Jų užduotis yra absorbuoti aminorūgštis, kurias koduoja DNR, ir suteikti joms ribosomas baltymų sintezei. Kai kurios tRNR specializuojasi tam tikrose amino rūgštyse, tačiau kitos tRNR yra atsakingos už keletą amino rūgščių tuo pačiu metu.
Ligos
Sudėtingi procesai, susiję su ląstelių dalijimusi, t. Y. Chromosomų replikacija ir genetinio kodo vertimas į aminorūgščių sekas, gali sukelti daugybę sutrikimų, pasireiškiančių daugybe galimų padarinių: nuo mirtino (negyvybingo) iki sunkiai pastebimo.
Retais išimtiniais atvejais atsitiktiniai gedimai taip pat gali padėti geriau prisitaikyti prie aplinkos sąlygų ir atitinkamai sukelti teigiamą poveikį. DNR replikacija gali sukelti spontaninius atskirų genų pokyčius (mutacijas) (genų mutacijas) arba chromosomų pasiskirstymo ląstelėse klaidą (genomo mutacija). Gerai žinomas genomo mutacijos pavyzdys yra 21-oji trisomija - dar vadinama Dauno sindromu.
Dėl nepalankių aplinkos sąlygų dietos, kurioje mažai fermentų, nuolatinės stresinės situacijos, per didelis ultravioletinių spindulių poveikis palengvina DNR pažeidimą, kuris gali susilpninti imuninę sistemą ir paskatinti vėžio ląstelių susidarymą. Toksiškos medžiagos taip pat gali pakenkti įvairioms RNR funkcijoms ir sukelti didelį pablogėjimą.
