Nukleorūgščių metabolizmas

Kaip dalis Nukleorūgščių metabolizmas tai yra apie nukleorūgščių DNR ir RNR konstravimą ir suskaidymą. Abiejų molekulių užduotis yra saugoti genetinę informaciją. Sutrikę DNR sintezė gali sukelti mutacijas ir taip pakeisti genetinę informaciją.

Kas yra nukleino rūgščių metabolizmas?

Nukleorūgščių metabolizmas užtikrina dezoksiribonukleorūgšties (DNR) ir ribonukleorūgšties (RNR) susidarymą ir suskaidymą. DNR ilgą laiką saugo visą genetinę informaciją ląstelės branduolyje. RNR savo ruožtu yra atsakinga už baltymų sintezę ir tokiu būdu perduoda genetinę informaciją baltymams.

Tiek DNR, tiek RNR sudaro nukleobazės, cukrus ir fosfato liekanos. Cukraus molekulė yra sujungta su fosfato liekana esterinant ir jungiasi prie dviejų fosfato liekanų. Susidaro pasikartojančių fosfato-cukraus junginių grandinė, prie kurios glikozidiškai prie cukraus yra prijungta branduolinė bazė.

Be fosforo rūgšties ir cukraus, DNR ir RNR sintezei yra dar penkios skirtingos nukleobazės. Dvi azoto bazės adeninas ir guaninas priklauso purino dariniams, o dvi azoto bazės citozinas ir timinas priklauso pirimidino dariniams.

RNR timinas buvo pakeistas uracilu, kuriam būdinga papildoma CH3 grupė. Struktūrinio vieneto azoto bazė, cukraus liekana ir fosfato liekana yra vadinami nukleotidais. DNR DNR susiformuoja dviguba spiralės struktūra su dviem nukleorūgšties molekulėmis, kurios yra sujungtos viena su kita vandenilio ryšiais, kad sudarytų dvigubą grandinę. RNR susideda tik iš vienos grandinės.

Funkcija ir užduotis

Nukleorūgščių metabolizmas turi didelę reikšmę genetinio kodo saugojimui ir perdavimui. Iš pradžių genetinė informacija yra saugoma DNR per azoto bazių seką. Aminorūgšties genetinė informacija yra užkoduota per tris iš eilės nukleotidus. Paeiliui einantys baziniai tryniai kaupia informaciją apie tam tikros baltymų grandinės struktūrą. Grandinės pradžia ir pabaiga nustatomi signalais, kurie nekoduoja amino rūgščių.

Galimi nukleobazių ir susidarančių aminorūgščių deriniai yra nepaprastai dideli, taigi, išskyrus identiškus dvynius, nėra genetiškai tapačių organizmų.

Norint perduoti genetinę informaciją į sintetinamas baltymų molekules, pirmiausia formuojamos RNR molekulės. RNR veikia kaip genetinės informacijos perdavėjas ir stimuliuoja baltymų sintezę. Cheminis skirtumas tarp RNR ir DNR yra tas, kad vietoje molekulės dezoksiribozė cukraus ribozė yra surišta. Be to, azoto bazinis timinas buvo pakeistas uracilu.

Kiti cukraus likučiai taip pat sukelia mažesnį RNR stabilumą ir vienpusiškumą. Dviguba grandinė DNR apsaugo genetinę informaciją nuo pokyčių. Dvi nukleorūgšties molekulės yra sujungtos viena su kita vandenilio ryšiais. Tačiau tai įmanoma tik naudojant papildomas azoto bazes. DNR gali būti tik bazinės poros: adeninas / timinas arba guaninas / citozinas.

Kai dviguba styga suskyla, vėl ir vėl formuojasi papildoma grandinė. Pavyzdžiui, jei pakito branduolinė bazė, tam tikri fermentai, atsakingi už tai DNR taisymo metu, atpažįsta, koks defektas yra papildomoje bazėje. Pasikeitusi azoto bazė paprastai teisingai pakeičiama. Taip užtikrinamas genetinis kodas. Kartais klaidą galima perduoti dėl mutacijos.

Be DNR ir RNR, taip pat yra svarbių mononukleotidų, kurie vaidina svarbų vaidmenį energijos apykaitoje. Tai apima, pavyzdžiui, ATP ir ADP. ATP yra adenozino trifosfatas. Jame yra adenino liekana, ribozė ir trifosfato liekana. Molekulė teikia energijos, o išsiskyrusi energija virsta adenozino difosfatu, o fosfato liekanos yra padalijamos.

Ligos ir negalavimai

Jei nukleino rūgščių apykaitos metu atsiranda sutrikimų, gali atsirasti ligų. DNR struktūroje gali įvykti klaidų, tokiu atveju naudojama neteisinga nukleobazė. Atsiranda mutacija. Azoto bazių pokyčiai gali vykti dėl cheminių reakcijų, tokių kaip deaminacija. Čia NH2 grupes keičia O = grupės.

Paprastai kodas vis dar yra saugomas DNR komplementuojančia grandine, kad taisydami klaidą taisymo mechanizmai galėtų nukristi ant papildomos azoto bazės. Tačiau esant dideliam cheminiam ir fiziniam poveikiui, gali atsirasti tiek daug trūkumų, kad kartais gali būti padaryta neteisinga korekcija.

Dažniausiai šios mutacijos vyksta mažiau svarbiose genomo vietose, todėl nereikia bijoti jokio poveikio. Tačiau jei klaida įvyksta svarbiame regione, tai gali sukelti rimtus genetinės struktūros pokyčius ir turėti didžiulį poveikį sveikatai.

Somatinės mutacijos dažnai yra piktybinių navikų priežastis. Taip vėžinės ląstelės vystosi kiekvieną dieną. Kaip taisyklė, imuninę sistemą jie iškart sunaikina. Tačiau jei daug mutacijų susidaro dėl stipraus cheminio ar fizinio poveikio (pvz., Radiacijos) arba per sugedusį taisymo mechanizmą, vėžys gali išsivystyti. Tas pats pasakytina apie susilpnėjusią imuninę sistemą.

Tačiau nukleorūgščių metabolizmo metu gali išsivystyti ir visiškai skirtingos ligos. Suskaidžius nukleobazes, visiškai perdirbamas beta-alaninas gaminamas iš pirimidino bazių. Iš purino bazių gaminasi mažai tirpi šlapimo rūgštis. Žmonės šlapime turi išsiskirti iš šlapimo. Jei trūksta fermentų pakartotinai naudoti šlapimo rūgštį purino bazėms kaupti, šlapimo rūgšties koncentracija gali pakilti tiek, kad šlapimo rūgšties kristalai nusėda sąnariuose ir išsivysto podagra.