متابولیسم اسید نوکلئیک: عملکرد ، نقش و بیماری ها

متابولیسم اسید نوکلئیک شامل مونتاژ و جداسازی قطعات است اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA. هر دو مولکول ها وظیفه ذخیره اطلاعات ژنتیکی را دارند. اختلالات در سنتز DNA می تواند رهبری به جهش و در نتیجه به تغییر در اطلاعات ژنتیکی.

متابولیسم اسید نوکلئیک چیست؟

متابولیسم اسید نوکلئیک شامل مونتاژ و جداسازی قطعات است اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA. متابولیسم اسید نوکلئیک تشکیل و تخریب را فراهم می کند اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) و اسید ریبونوکلئیک (RNA) در این فرآیند ، DNA تمام اطلاعات ژنتیکی را برای مدت طولانی در هسته سلول ذخیره می کند. RNA ، به نوبه خود ، مسئول سنتز پروتئین است و بنابراین اطلاعات ژنتیکی را به پروتئین ها. DNA و RNA هر دو از نوکلئیک تشکیل شده اند پایگاه، یک قند مولکول و یک فسفات مولکول قند مولکول به فسفات با استری شدن باقی مانده و به دو باقیمانده فسفات متصل می شود. این زنجیره ای از تکرار را تشکیل می دهد فسفات-قند پیوندهایی ، که به هر یک از آنها یک پایه نوکلئیک به قند موجود در کنار آن از طریق گلوکوزید متصل می شود. بعلاوه اسید فسفریک و قند ، پنج هسته مختلف پایگاه برای ساخت DNA و RNA در دسترس هستند. این دو نیتروژن پایگاه آدنین و گوانین به مشتقات پورین و این دو تعلق دارند نیتروژن سیتوزین و تیمین را به مشتقات پیریمیدین تبدیل می کند. در RNA ، تیمین با اوراسیل مبادله می شود ، که توسط یک گروه CH3 اضافی مشخص می شود. واحد ساختاری نیتروژن پایه ، باقی مانده شکر و باقی مانده فسفات نوکلئوتید نامیده می شود. در DNA ، ساختار دو مارپیچ با دو اسید نوکلئیک ایجاد می شود مولکول ها به هم پیوسته توسط هیدروژن پیوندها برای تشکیل یک رشته دوتایی. RNA فقط از یک رشته تشکیل شده است.

کارکرد و هدف

متابولیسم اسید نوکلئیک نقش عمده ای در ذخیره و انتقال کد ژنتیکی دارد. در ابتدا ، اطلاعات ژنتیکی از طریق توالی بازهای ازته در DNA ذخیره می شود. در اینجا ، اطلاعات ژنتیکی یک اسید آمینه توسط سه نوکلئوتید متوالی رمزگذاری می شود. بنابراین سه قلوهای پایه پی در پی اطلاعات مربوط به ساختار یک زنجیره پروتئینی خاص را ذخیره می کنند. ابتدا و انتهای زنجیره توسط سیگنالهایی تنظیم می شوند که کدگذاری نمی کنند اسیدهای آمینه. ترکیبات احتمالی بازهای نوکلئیک و نتیجه آن اسیدهای آمینه بسیار بزرگ هستند ، به طوری که به استثنای دوقلوهای یکسان ، موجودات زنده از نظر ژنتیکی وجود ندارد. به منظور انتقال اطلاعات ژنتیکی به پروتئین مولکول ها برای سنتز ، مولکولهای RNA ابتدا تشکیل می شوند. RNA به عنوان یک انتقال دهنده اطلاعات ژنتیکی عمل کرده و سنتز آن را تحریک می کند پروتئین ها. تفاوت شیمیایی بین RNA و DNA این است که قند است ریبوز در مولکول خود به جای دی اکسیریبوز متصل شده است. علاوه بر این ، تیمین پایه نیتروژن با اوراسیل مبادله می شود. باقیمانده قند دیگر نیز باعث پایداری و تک رشته بودن RNA می شود. رشته دوگانه در DNA اطلاعات ژنتیکی را در برابر تغییرات ایمن می کند. در این فرآیند ، دو مولکول اسید نوکلئیک از طریق به یکدیگر متصل می شوند هیدروژن پیوند. با این حال ، این تنها با بازهای مکمل نیتروژن امکان پذیر است. بنابراین ، DNA فقط می تواند به ترتیب شامل جفت بازهای آدنین / تیمین و گوانین / سیتوزین باشد. با تقسیم رشته دوتایی ، رشته مکمل همیشه دوباره تشکیل می شود. اگر به عنوان مثال ، یک پایه نوکلئیک تغییر کند ، مطمئناً آنزیم ها مسئول ترمیم DNA نقص را از پایه مکمل تشخیص می دهد. پایه تغییر یافته نیتروژن معمولاً به درستی جایگزین می شود. به این ترتیب کد ژنتیکی ایمن می شود. با این حال ، گاهی اوقات می توان نقصی منتقل کرد که منجر به جهش می شود. علاوه بر DNA و RNA ، مونونوکلئوتیدهای مهمی نیز وجود دارند که نقش عمده ای در آنها دارند سوخت و ساز انرژی. این موارد شامل ، به عنوان مثال ، ATP و ADP. ATP است آدنوزین تری فسفات حاوی مانده آدنین است ، ریبوز و مانده تری فسفات. این مولکول انرژی را تأمین می کند و به تبدیل می شود آدنوزین دی فسفات هنگام آزاد شدن انرژی ، باعث جدا شدن باقی مانده فسفات می شود.

بیماری ها و اختلالات

هنگامی که اختلالات در طول متابولیسم اسید نوکلئیک رخ دهد ، بیماری ها می توانند ایجاد شوند. به عنوان مثال ، می توان در ساخت DNA خطاهایی ایجاد کرد ، که از یک پایه نوکلئیک نادرست استفاده می شود. جهش رخ می دهد. تغییر در بازهای نیتروژن می تواند از طریق واکنش های شیمیایی مانند از بین بردن لایه رخ دهد. در این فرآیند ، گروه های NH2 توسط گروه های O = جایگزین می شوند. به طور معمول ، رشته مکمل در DNA هنوز کد را ذخیره می کند ، بنابراین در هنگام اصلاح خطا ، مکانیسم های ترمیم می توانند بر روی پایه نیتروژن مکمل قرار بگیرند. با این حال ، در مورد اثرات گسترده شیمیایی و فیزیکی ، نقایص زیادی می تواند بوجود بیاید که گاهی اوقات تصحیح اشتباه انجام می شود. در بیشتر موارد ، این جهش ها در مکان های کمتر مرتبط ژنوم رخ می دهد ، بنابراین از هیچ گونه اثرات ترس وجود ندارد. با این حال ، اگر نقصی در یک منطقه مهم رخ دهد ، می تواند رهبری به یک تغییر جدی در ماده ژنتیکی با اثرات گسترده بر روی سلامت. جهش های بدنی غالباً محرک تومورهای بدخیم هستند. بدین ترتیب، سرطان سلول ها هر روز تشکیل می شوند. به طور معمول ، اینها بلافاصله توسط سیستم ایمنی بدن. با این حال ، اگر بسیاری از جهش ها به دلیل اثرات شدید شیمیایی یا فیزیکی (به عنوان مثال تابش) یا به دلیل یک مکانیسم ترمیم معیوب ایجاد شود ، سرطان می تواند توسعه یابد همین امر در مورد ضعیف شده اعمال می شود سیستم ایمنی بدن. با این حال ، بیماری های کاملاً متفاوتی نیز می توانند در زمینه متابولیسم اسید نوکلئیک ایجاد شوند. هنگامی که پایه های نوکلئیک شکسته می شوند ، پایه های پیریمیدین باعث ایجاد بتا می شوندآلانین، که کاملاً قابل بازیافت است. بازهای پورین باعث بوجود آمدن می شود اسید اوریک، که حل آن دشوار است. انسان باید دفع کند اسید اوریک از طریق ادرار اگر آنزیم ها برای بازیافت اسید اوریک برای ایجاد بازهای پورین ، اسید اوریک وجود ندارد غلظت می تواند تا حدی افزایش یابد که کریستال های اسید اوریک در آن رسوب کنند مفاصل با تشکیل نقرس.