اسیدهای نوکلئیک از یک رشته نوکلئوتید منفرد برای تشکیل ماکرومولکول ها تشکیل شده اند و به عنوان اصلی ترین جز component ژن ها در هسته سلول ، حامل اطلاعات ارثی هستند و بسیاری از واکنش های بیوشیمیایی را کاتالیز می کنند. نوکلئوتیدهای منفرد هر کدام از یک تشکیل شده اند فسفات و یک بخش پایه نوکلئیک و همچنین مولکول حلقه پنتوز ریبوز یا دی اکسیریبوز. اثر بیوشیمیایی اسیدهای نوکلئیک نه تنها در ترکیب شیمیایی بلکه در ساختار ثانویه ، ترتیب سه بعدی آنها نیز وجود دارد.
اسیدهای نوکلئیک چیست؟
بلوک های ساختمانی اسیدهای نوکلئیک نوکلئوتیدهای جداگانه ای هستند که هر یک از آنها تشکیل شده است فسفات مانده ، مونوساکارید ریبوز یا دی اکسیریبوز ، هر کدام با 5 اتم C در یک حلقه مرتب شده و یکی از پنج نوکلئیک ممکن است پایگاه. پنج هسته احتمالی پایگاه آدنین (A) ، گوانین (G) ، سیتوزین (C) ، تیمین (T) و اوراسیل (U) هستند. نوکلئوتیدهای حاوی deoxyribose به عنوان یک قند اجزای سازگار با هم هستند و دی اکسیریبونوکلئیک تشکیل می دهند اسیدها (DNA) ، و نوکلئوتیدهای حاوی ریبوز به عنوان یک قند م componentلفه ها برای تشکیل ریبونوکلئیک جمع می شوند اسیدها (RNA) اوراسیل به عنوان یک پایه نوکلئیک منحصراً در RNA رخ می دهد. در آنجا ، اوراسیل جایگزین تیمین می شود که منحصراً در DNA یافت می شود. این بدان معنی است که فقط 4 نوکلئوتید مختلف برای ساخت DNA و RNA در دسترس است. در انگلیسی و بین المللی ، و همچنین در مقالات فنی آلمان ، اختصارات DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) به جای DNA و RNA (اسید ریبونوکلئیک) بجای RNA معمولاً استفاده می شود. علاوه بر این به طور طبیعی نوکلئیک وجود دارد اسیدها به شکل DNA یا RNA ، اسیدهای نوکلئیک مصنوعی در شیمی تولید می شوند تا به عنوان کاتالیزور برای برخی فرآیندهای شیمیایی عمل کنند.
آناتومی و ساختار
اسیدهای نوکلئیک از اتصال تعداد زیادی نوکلئوتید تشکیل شده است. یک نوکلئوتید همیشه درمورد DNA یا ریبوز در مورد RNA ، بعلاوه یک فسفات باقی مانده و یک بخش پایه نوکلئیک. ریبوز و دیوکسی ریبوز فقط از این نظر تفاوت دارند که در مورد دئوکسی ریبوز ، یک گروه OH با کاهش ، یعنی با افزودن الکترون ، به یون H تبدیل می شود و بنابراین از نظر شیمیایی پایدارتر می شود. با شروع از ریبوز یا دئوکسی ریبوز حلقه ای شکل ، هر کدام با 5 اتم C ، گروه پایه نوکلئیک در هر نوکلئوتید از طریق پیوند N- گلیکوزیدی به همان اتم C متصل می شود. N-glycosidic به این معنی است که اتم C مربوطه از قند به گروه NH2 پایه نوکلئیک مرتبط است. اگر اتم C با پیوند گلیکوزیدیک شماره 1 نامیده شود ، پس از نگاه ساعتگرد - اتم C با شماره 3 از طریق پیوند فسفودیستر به گروه فسفات نوکلئوتید بعدی متصل می شود و اتم C با شماره 5 است به گروه فسفات "خود" استری شده است. هر دو اسید نوکلئیک ، DNA و RNA هر کدام از نوکلئوتیدهای خالص تشکیل شده اند. این به این معنی است که قند مرکزی مولکول ها از نوکلئوتیدهای DNA همیشه از دی اکسیریبوز و آنهایی که از RNA ساخته می شوند همیشه از ریبوز ساخته می شوند. نوکلئوتیدهای یک اسید نوکلئیک معین فقط در ترتیب 4 نوکلئیک ممکن متفاوت هستند پایگاه در هر مورد. می توان DNA را به عنوان روبان های نازکی در نظر گرفت که در درون خود پیچیده شده و توسط یک همتای مکمل تکمیل می شوند ، به طوری که DNA به طور معمول به عنوان مارپیچ مضاعف وجود دارد. در این حالت ، جفت بازهای آدنین و تیمین و گوانین و سیتوزین همیشه در مقابل یکدیگر هستند.
عملکرد و وظایف
DNA و RNA وظایف و عملکردهای مختلفی را انجام می دهند. در حالی که DNA هیچ وظیفه عملکردی را انجام نمی دهد ، RNA در فرآیندهای متابولیکی مختلف مداخله می کند. DNA به عنوان محل ذخیره سازی مرکزی اطلاعات ژنتیکی برای هر سلول عمل می کند. این شامل دستورالعمل های ساخت کل ارگانیسم است و در صورت لزوم آنها را در دسترس قرار می دهد. ساختار همه پروتئین ها به صورت توالی اسیدهای آمینه در DNA ذخیره می شود. از نظر عملی ، اطلاعات رمزگذاری شده DNA ابتدا از طریق فرآیند رونویسی "رونویسی" می شود و به دنباله آمینو اسید مربوطه ترجمه (رونویسی) می شود. همه این توابع کار پیچیده لازم توسط اسیدهای ریبونوکلئیک خاص انجام می شود. بنابراین RNA وظیفه تشکیل یک تک رشته مکمل به DNA درون هسته سلول و انتقال آن به عنوان RNA ریبوزومی را از طریق منافذ هسته ای به خارج از هسته سلول به داخل سیتوپلاسم به داخل بر عهده دارد. ریبوزومها به منظور جمع آوری و سنتز خاص اسیدهای آمینه در نظر گرفته شده پروتئین هاوظیفه مهمی توسط tRNA (انتقال RNA) انجام می شود که از زنجیره های نسبتاً کوتاه حدود 70 تا 95 نوکلئوتید تشکیل شده است. tRNA دارای ساختاری شبیه برگ شبدر است. وظیفه آن این است که اسیدهای آمینه با توجه به برنامه نویسی توسط DNA و در دسترس قرار دادن آنها ریبوزومها برای سنتز پروتئین. برخی از tRNA ها مخصوصاً خاص هستند اسیدهای آمینه؛ با این حال ، tRNA های دیگر به طور همزمان مسئول چندین اسید آمینه هستند.
بیماری
فرآیندهای پیچیده مرتبط با تقسیم سلولی ، یعنی همانند سازی کروموزوم و ترجمه کد ژنتیکی به توالی اسیدهای آمینه ، می تواند منجر به طیف وسیعی از اختلالات شود ، با طیف گسترده ای از اثرات احتمالی از کشنده (زنده نیست) تا به سختی قابل مشاهده است. در موارد استثنایی نادر ، سو mal عملکرد تصادفی نیز می تواند باشد رهبری برای بهبود انطباق فرد با شرایط محیطی و بر این اساس ، با اثرات مفید. در طی تکثیر DNA ، تغییرات خود به خودی (جهش ها) ممکن است در ژن های جداگانه رخ دهد (ژن جهش) یا ممکن است خطایی در توزیع of کروموزوم در میان سلولها (جهش ژنوم). یک نمونه مشهور از جهش ژنومی ، تریزومی 21 است - همچنین به عنوان شناخته می شود سندرم داون. شرایط نامساعد محیطی به صورت a رژیم غذایی کم آنزیم ها، شرایط استرس زای طولانی مدت ، قرار گرفتن بیش از حد در معرض تابش UV آسیب به DNA را تسهیل می کند ، که می تواند رهبری به تضعیف سیستم ایمنی بدن و شکل گیری سرطان سلول ها. مواد سمی همچنین می توانند بر عملکرد متنوع RNA و رهبری به اختلال قابل توجه
