Нуклеиновые кислоты и ДНК

Нуклеиновые кислоты - это химические соединения, имеющие большое биологическое значение; все живые организмы содержат нуклеиновые кислоты в форме ДНК и РНК (дезоксирибонуклеиновая кислота и рибонуклеиновая кислота соответственно). Нуклеиновые кислоты - очень важные молекулы, потому что они осуществляют первичный контроль над фундаментальными жизненными процессами во всех организмах.
Все говорит о том, что нуклеиновые кислоты играли идентичную роль со времен первых форм примитивной жизни, способных выжить (например, бактерий).
В клетках живых организмов ДНК в основном присутствует в хромосомах (в делящихся клетках) и в хроматине (в межцинетических клетках).
Он также присутствует вне ядра (в частности, в митохондриях и пластидах, где он выполняет свою функцию в качестве информационного центра для синтеза части или всей органеллы).
РНК же присутствует как в ядре, так и в цитоплазме: в ядре она больше сконцентрирована в ядрышке; в цитоплазме она больше сконцентрирована в полисомах.
Химическая структура нуклеиновых кислот довольно сложна; они образованы нуклеотидами, каждый из которых (как мы видели) образован тремя компонентами: гидратом углерода (пентозой), азотистым основанием (пурином или пиримидином) и фосфорной кислотой.
Следовательно, нуклеиновые кислоты представляют собой длинные полинуклеотиды, полученные в результате конкатенации единиц, называемых нуклеотидами. Разница между ДНК и РНК заключается в пентозе и основании. Существует два типа пентозы, по одной для каждого типа нуклеиновой кислоты:

1) Рибоза в РНК;
2) Дессосирибоза в ДНК.

Что касается оснований, мы должны повторить различие; пиримидиновые основания включают:

1) Цитозин;
2) Тимин, присутствует только в ДНК;
3) Урацил, присутствует только в РНК.

С другой стороны, пуриновые основания состоят из:

1) Аденин

2) Гуанин.

Таким образом, в ДНК мы находим: цитозин - аденин - гуанин - тимин (C-A-G-T); в то время как в РНК мы имеем: Цитозин - Аденин - Гуанин - Урацил (C-A-G-U).
Все нуклеиновые кислоты имеют структуру линейной цепи полинуклеотида; Специфика информации определяется разной последовательностью оснований.

Структура ДНК

Нуклеотиды цепи ДНК связаны сложноэфирной связью между фосфорной кислотой и пентозой; кислота связана с углеродом 3 нуклеотидной пентозы и с углеродом 5 следующего; в этих связях она использует две из трех своих кислотных групп; оставшаяся кислотная группа придает молекуле ее кислотный характер и позволяет ей образовывать связи с основными белками .
ДНК имеет двойную спиральную структуру: две комплементарные цепи, одна из которых «идет вниз», а другая - вверх ». Этому расположению соответствует концепция« антипараллельных »цепей, то есть параллельных, но с противоположными направлениями. Начиная с С одной стороны, одна из цепей начинается связью между фосфорной кислотой и углеродом 5 пентозы и заканчивается свободным углеродом 3; в то время как направление дополнительной цепи противоположно.Мы также видим, что водородные связи между этими двумя цепями возникают только между пуриновым основанием и пиримидином и наоборот, то есть между аденином и тимином и между цитозином и гуанином, и наоборот; в паре АТ две водородные связи, а в паре GC - три связи. Это означает, что вторая пара более устойчива.

Редупликация ДНК

Как уже упоминалось в отношении межцинетического ядра, ДНК может находиться в «автосинтетической» и «аллосинтетической» фазах, то есть, соответственно, участвовать в синтезе пар самой себя (автосинтез) или «другого вещества (РНК: аллосинтез)». Что касается его, он разделен на три фазы, называемые G1, S, G2. В фазе G1 (в которой G можно принять за начальный рост) клетка под контролем ядерной ДНК синтезирует все, что необходимо для ее метаболизма. В фазе S (где S означает синтез, т.е. синтез новой ядерной ДНК) происходит редупликация ДНК. В фазе G2 клетка возобновляет рост, готовясь к следующему делению.

Давайте кратко рассмотрим ЯВЛЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ НА ФАЗЕ S.

Прежде всего, мы можем представить две антипараллельные цепи, как если бы они уже были «деспирализованы». Начиная с одной крайности, связи между парами оснований (A - T и G - C) разрываются, и две дополнительные цепи расходятся (сравнение раскрытия «вспышки» подходит). В этот момент фермент ( ДНК-полимераза) «течет» по каждой отдельной цепи, способствуя образованию связей между составляющими ее нуклеотидами и новыми нуклеотидами (ранее «активированными» энергией, выделяемой «АТФ»), преобладающими в кариоплазме. Новая тимина обязательно связана с каждым аденином и так далее, постепенно образуя новую двойную цепочку из каждой одиночной цепи.
ДНК-полимераза, кажется, действует in vivo по-разному на две цепи, независимо от «направления» (от 3 до 5 или наоборот). Таким образом, когда вся исходная двойная цепь ДНК была покрыта, две двойные цепи, точно то же, что и оригинал. Термин, который определяет это явление, - это «полуконсервативная редупликация», где «редупликация» концентрирует значения количественного удвоения и точной копии, в то время как «полуконсервативная» напоминает о том, что для каждой новой двойной цепи ДНК только одна цепочка - неоинтетическая.
ДНК содержит генетическую информацию, которую она передает РНК; последний, в свою очередь, передает его белкам, регулируя таким образом метаболические функции клетки. Следовательно, весь метаболизм прямо или косвенно находится под контролем ядра.
Генетическое наследие, которое мы находим в ДНК, предназначено дать клетке определенные белки.
Если мы возьмем их попарно, четыре основания дадут 16 возможных комбинаций, то есть 16 букв, которых недостаточно для всех аминокислот. Если вместо этого мы возьмем их тройками, то получится 64 комбинации, что может показаться слишком большим, но на самом деле все они используются, поскольку наука обнаружила, что разные аминокислоты кодируются более чем одним триплетом. Таким образом, у нас есть перевод 4 букв азотистых оснований нуклеотидов на 21 аминокислоту; однако перед «переводом» с »- это« транскрипция », все еще в« четырехбуквенном »контексте, то есть переход генетической информации от 4 букв ДНК к 4 буквам РНК, принимая при этом следует учитывать, что вместо застенчивого (ДНК) с «стоит» урацил (РНК).
Процесс транскрипции происходит, когда в присутствии рибонуклеотидов, ферментов (РНК-полимеразы) и энергии, содержащейся в молекулах АТФ, цепь ДНК открывается и синтезируется РНК, что является точным воспроизведением генетической информации, содержащейся в этом отрезке цепи. открытая цепочка.
Существует три основных типа РНК, и все они происходят из ядерной ДНК: