اسیدهای نوکلئیک

ساختار و خواص

هسته ای اسیدها مولکول های زیستی هستند که در همه موجودات روی زمین یافت می شوند. تمایز بین اسید ریبونوکلئیک (RNA ، RNA ، اسید ریبونوکلئیک) و اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA ، DNA ، اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) انجام می شود. هسته ای اسیدها پلیمرهایی هستند که از اصطلاحاً نوکلئوتید تشکیل شده اند. هر نوکلئوتید از سه واحد زیر تشکیل شده است:

  • شکر (کربوهیدرات ، مونوساکارید ، پنتوز): ریبوز در RNA ، 2`-deoxyribose در DNA.
  • فسفات معدنی (اسید فسفریک، به عنوان استر).
  • نوکلئیک آلی پایگاه: بازهای پورین: آدنین ، گوانین؛ بازهای پیریمیدین: سیتوزین ، تیمین (در DNA) و اوراسیل (در RNA).

از طریق اتصال فسفودیستر ، نوکلئیک اسیدها گاهی اوقات زنجیره های بسیار طولانی و خطی تشکیل می شود. ستون فقرات به طور متناوب از واحدهای فسفات و قند تشکیل شده است. متفاوت پایگاه به قندها متصل هستند. رشته ها در انتهای 5′ (فسفات) و در انتهای 3′ (گروه هیدروکسیل) به پایان می رسند و بنابراین یک جهت دارند (5′3 ′ یا بالعکس). اسیدهای نوکلئیک توسط پلی مرازهایی مانند DNA پلیمراز (DNA) یا RNA پلیمراز (RNA) سنتز می شوند. به ترکیب قند با پایه در غیاب فسفات نوکلئوزید گفته می شود. بین ریبونوکلئوزیدها و دی اکسی ریبونوکلئوزیدها تمایز قایل می شود. به عنوان مثال ، این پایه آدنین ، نوکلئوزید نامیده می شود آدنوزین و دی اکسینوکلئوزید دئوکسیادنوزین. نوکلئوتیدها یا نوکلئوزیدهای فسفریله عملکردهای دیگری نیز در ارگانیسم دارند ، به عنوان مثال به عنوان حامل های انرژی (آدنوزین تری فسفات) یا برای انتقال سیگنال (سیکل گوانوزین مونوفسفات ، cGMP).

اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA).

اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) معمولاً دو رشته ای است و ساختاری دو مارپیچ و ضد موازی دارد. این بدان معنی است که این دو رشته در جهت مخالف قرار دارند. چهار باز زیر در DNA یافت می شود:

  • پورین ها: آدنین (A) ، گوانین (G).
  • پیریمیدین ها: تیمین (T) ، سیتوزین (C)

La پایگاه از این دو رشته به اصطلاح جفت های پایه را از طریق تشکیل می دهند هیدروژن اوراق قرضه. یا بین آدنین و تیمین (A = T) یا بین گوانین و سیتوزین (G≡C).

اسید ریبونوکلئیک (RNA)

اسید ریبونوکلئیک (RNA) ، برخلاف DNA ، معمولاً یک رشته است و به جای تیمین حاوی اوراسیل (U) است. علاوه بر این ، شکر است ریبوز به جای 2`-deoxyribose در DNA. این دو قند فقط در یک گروه هیدروکسی متفاوت هستند که در 2-deoxyribose وجود ندارد (deoxy = بدون اکسیژن) RNA می تواند ساختارهای بسیار متفاوتی را در فضا در نظر بگیرد. انواع مختلف با وظایف مختلف وجود دارد:

  • RNA پیام رسان (mRNA): رونویسی.
  • RNA ریبوزومی (rRNA): همراه با پروتئین ها، یک جز از ریبوزومها.
  • انتقال RNA (tRNA): سنتز پروتئین.

In ویروس ها، RNA می تواند عملکرد DNA را به عنوان حامل اطلاعات ژنتیکی ، به عنوان مثال ، در تاثیر ویروس ها or هپاتیت C ویروس ها. از این ویروس ها RNA یاد می شود.

کد ژنتیکی ، رونویسی و ترجمه

سه باز متوالی در هر DNA یا mRNA (کدون) کد یک اسید آمینه ، که عناصر سازنده آن است پروتئین ها. بخشهای DNA در حین رونویسی ابتدا به mRNA (پیام رسان RNA) رونویسی می شوند. شکل گیری پروتئین ها از mRNA در ریبوزوم ترجمه نامیده می شود.

عملکرد و اهمیت

اسیدهای نوکلئیک به عنوان ذخیره اطلاعات از اهمیت اساسی برخوردارند. DNA شامل اطلاعات لازم برای تشکیل ، تکامل و هموستاز هر موجود زنده است. این در درجه اول دنباله از است اسیدهای آمینه در پروتئین ها توالی tRNA و rRNA نیز "در DNA" ذخیره می شود. وظایف اسیدهای ریبونوکلئیک (RNA) گسترده تر است. مانند DNA ، آنها حامل اطلاعات هستند ، اما عملکردهای ساختاری و کاتالیزوری و عملکردهای تشخیصی نیز دارند. اسیدهای نوکلئیک نشان می دهد که موجودات زنده روی زمین به یکدیگر مرتبط هستند و از یک جد مشترک ناشی می شوند که بیش از 3.5 میلیارد سال پیش وجود داشته است. بنابراین ژنتیک پاسخ س toالات اساسی در مورد زندگی را می دهد.

اسیدهای نوکلئیک در داروها (نمونه ها).

آنالوگ های نوکلئوزیدی مانند آسیکلوویر or پنسیکلوویر برای درمان عفونت های ویروسی تجویز می شوند. آنها مشتقات نوکلئوزیدی هستند که پس از فسفوریلاسیون و اختلاط در DNA ویروسی منجر به خاتمه زنجیره می شوند زیرا قسمت قند ناقص است. آنها بسترهای کاذب هستند که در تکثیر DNA تداخل می کنند. ضد ویروس دیگر داروهای همچنین اثرات خود را در سطح اسید نوکلئیک اعمال می کنند. سیتواستاتیک یا آنتی متابولیت ها عملکرد مشابهی دارند. آنها برای استفاده می شوند سرطان درمان. آنها از تقسیم سلولی جلوگیری کرده و منجر به مرگ سلولی می شوند سرطان سلول ها. از روشهای درمانی ژنی مختلف برای اصلاح بخشهای DNA استفاده می شود ، به عنوان مثال با CRISPR-Cas9 روش. این کار برای مثال با هدف اصلاح جهشی که باعث ایجاد بیماری می شود انجام می شود. در ژن درمانی ، اسیدهای نوکلئیک نیز می توانند به سلولهایی وارد شوند که در ژنوم ادغام نشده اند. آنها در خارج قرار دارند ، اما همچنین برای سنتز پروتئین استفاده می شوند (به عنوان مثال onasemnogen abeparvovec). RNA تداخل کننده کوچک (siRNA) قطعات RNA کوتاه هستند که منجر به تخریب انتخابی mRNA مکمل در ارگانیسم می شوند. به این ترتیب ، آنها به طور خاص از بیان ژن و تشکیل پروتئین جلوگیری می کنند. علاوه بر این ، بسیاری از داروهای با اسیدهای نوکلئیک ارتباط برقرار می کنند و بر بیان ژن تأثیر می گذارند. نمونه های معمولی این موارد است گلوكوكورتيكوئيدها, استروژن ها, آندروژن و رتینوئیدها. آنها به گیرنده های داخل سلول متصل می شوند ، که متعاقباً به DNA متصل می شوند و بر سنتز پروتئین تأثیر می گذارند. علاوه بر این ، اسیدهای نوکلئیک نقش بسیار مهمی در تشخیص ، کشف دارو و تولید آن دارند بیولوژیک (به عنوان مثال، انسولین, آنتی بادی) ، از جمله برنامه های دیگر.