Asid nukleik menyimpan dan menghantar maklumat genetik yang kita warisi daripada nenek moyang kita. Jika anda mempunyai anak, maklumat genetik anda dalam genom mereka akan digabungkan semula dan digabungkan dengan maklumat genetik pasangan anda. Genom anda sendiri digandakan setiap kali setiap sel membahagi. Di samping itu, asid nukleik mengandungi segmen tertentu yang dipanggil gen yang bertanggungjawab untuk sintesis semua protein dalam sel. Sifat gen mengawal ciri biologi badan anda.
Maklumat am
Terdapat dua kelas asid nukleik: asid deoksiribonukleik (lebih dikenali sebagai DNA) dan asid ribonukleik (lebih dikenali sebagai RNA).
DNA ialah rantaian gen seperti benang yang diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan, kehidupan dan pembiakan semua organisma hidup yang diketahui dan kebanyakan virus.
Perubahan dalam DNA organisma multiselular akan membawa kepada perubahan pada generasi berikutnya.
DNA ialah substrat biogenetik,ditemui dalam semua hidupan sedia ada, daripada organisma hidup yang paling ringkas kepada mamalia yang sangat teratur.
Banyak zarah virus (virion) mengandungi RNA dalam nukleus sebagai bahan genetik. Walau bagaimanapun, perlu dinyatakan bahawa virus terletak di sempadan sifat bernyawa dan tidak bernyawa, kerana tanpa radas selular perumah ia kekal tidak aktif.
Latar belakang sejarah
Pada tahun 1869, Friedrich Miescher mengasingkan nukleus daripada sel darah putih dan mendapati ia mengandungi bahan kaya fosforus yang dipanggilnya nuklein.
Hermann Fischer menemui bes purin dan pirimidin dalam asid nukleik pada tahun 1880-an.
Pada tahun 1884, R. Hertwig mencadangkan bahawa nuklein bertanggungjawab untuk penghantaran sifat keturunan.
Pada tahun 1899, Richard Altmann mencipta istilah "asid teras".
Dan kemudian, pada 40-an abad ke-20, saintis Kaspersson dan Brachet menemui kaitan antara asid nukleik dengan sintesis protein.
Nukleotida
Polynucleotides terbina daripada banyak nukleotida - monomer yang disambungkan bersama dalam rantai.
Dalam struktur asid nukleik, nukleotida diasingkan, setiap satunya mengandungi:
- Bes nitrogen.
- Gula pentosa.
- Kumpulan fosfat.
Setiap nukleotida mengandungi bes aromatik yang mengandungi nitrogen yang dilekatkan pada pentosa (lima karbon) sakarida, yang seterusnya, dilekatkan pada sisa asid fosforik. Monomer sedemikian, apabila digabungkan antara satu sama lain, membentuk polimerrantai. Mereka disambungkan oleh ikatan hidrogen kovalen yang berlaku di antara sisa fosforus satu rantai dan gula pentosa rantai yang lain. Ikatan ini dipanggil ikatan fosfodiester. Ikatan fosfodiester membentuk tulang belakang fosfat-karbohidrat (rangka) kedua-dua DNA dan RNA.
Deoxyribonucleotide
Mari kita pertimbangkan sifat asid nukleik yang terletak di dalam nukleus. DNA membentuk radas kromosom nukleus sel kita. DNA mengandungi "arahan perisian" untuk fungsi normal sel. Apabila sel membiak jenisnya sendiri, arahan ini diteruskan ke sel baru semasa mitosis. DNA mempunyai rupa makromolekul untai dua yang dipintal menjadi benang heliks berganda.
Asid nukleik mengandungi rangka sakarida fosfat-deoksiribosa dan empat bes nitrogen: adenine (A), guanina (G), sitosin (C) dan timin (T). Dalam heliks beruntai dua, adenine berpasangan dengan timin (A-T), guanin berpasangan dengan sitosin (G-C).
Pada tahun 1953, James D. Watson dan Francis H. K. Crick mencadangkan struktur tiga dimensi DNA berdasarkan data kristalografi sinar-X resolusi rendah. Mereka juga merujuk kepada penemuan ahli biologi Erwin Chargaff bahawa dalam DNA, jumlah timin adalah bersamaan dengan jumlah adenin, dan jumlah guanin adalah bersamaan dengan jumlah sitosin. Watson dan Crick, yang memenangi Hadiah Nobel pada tahun 1962 atas sumbangan mereka kepada sains, membuat postulat bahawa dua helai polinukleotida membentuk heliks berganda. Benang, walaupun sama, berpusing ke arah yang bertentangan.arah. Rantai fosfat-karbon terletak di bahagian luar heliks, manakala tapak terletak di bahagian dalam, di mana ia terikat kepada bes pada rantai lain melalui ikatan kovalen.
Ribonucleotides
Molekul RNA wujud sebagai benang lingkaran beruntai tunggal. Struktur RNA mengandungi rangka karbohidrat fosfat-ribosa dan bes nitrat: adenine, guanin, sitosin dan urasil (U). Apabila RNA dicipta pada templat DNA semasa transkripsi, guanin berpasangan dengan sitosin (G-C) dan adenin dengan urasil (A-U).
serpihan RNA digunakan untuk menghasilkan semula protein dalam semua sel hidup, yang memastikan pertumbuhan dan pembahagian berterusannya.
Terdapat dua fungsi utama asid nukleik. Pertama, mereka membantu DNA dengan berfungsi sebagai perantara yang menghantar maklumat keturunan yang diperlukan kepada ribosom yang tidak terkira banyaknya dalam badan kita. Fungsi utama RNA yang lain adalah untuk menyampaikan asid amino yang betul yang setiap ribosom perlukan untuk membuat protein baru. Terdapat beberapa kelas RNA yang berbeza.
RNA Pemesejan (mRNA, atau mRNA - templat) ialah salinan jujukan asas segmen DNA yang diperoleh hasil daripada transkripsi. RNA Messenger berfungsi sebagai perantara antara DNA dan ribosom - organel sel yang menerima asid amino daripada RNA pemindahan dan menggunakannya untuk membina rantai polipeptida.
RNA Pemindahan (tRNA) mengaktifkan bacaan data keturunan daripada RNA messenger, menghasilkan proses terjemahanasid ribonukleik - sintesis protein. Ia juga mengangkut asid amino yang betul ke tempat protein disintesis.
RNA Ribosom (rRNA) ialah blok binaan utama ribosom. Ia mengikat templat ribonukleotida di tempat tertentu di mana ia boleh membaca maklumatnya, dengan itu memulakan proses terjemahan.
MiRNA ialah molekul RNA kecil yang bertindak sebagai pengawal selia banyak gen.
Fungsi asid nukleik amat penting untuk kehidupan secara amnya dan untuk setiap sel khususnya. Hampir semua fungsi yang dilakukan oleh sel dikawal oleh protein yang disintesis menggunakan RNA dan DNA. Enzim, produk protein, memangkinkan semua proses penting: pernafasan, pencernaan, semua jenis metabolisme.
Perbezaan antara struktur asid nukleik
| Dezoskiribonucleotide | Ribonucleotide | |
| Fungsi | Penyimpanan jangka panjang dan penghantaran data keturunan | Transformasi maklumat yang disimpan dalam DNA kepada protein; pengangkutan asid amino. Penyimpanan data keturunan sesetengah virus. |
| Monosaccharide | Deoksiribosa | Ribosa |
| Struktur | Bentuk lingkaran bertali dua | Bentuk heliks untai tunggal |
| Bes nitrat | T, C, A, G | U, C, G, A |
Sifat tersendiri bagi bes asid nukleik
Adenine dan guanina olehsifatnya ialah purin. Ini bermakna struktur molekul mereka termasuk dua cincin benzena bercantum. Sitosin dan timin pula tergolong dalam pirimidin, dan mempunyai satu cincin benzena. Monomer RNA membina rantai mereka menggunakan asas adenine, guanin dan sitosin, dan bukannya timin mereka menambah urasil (U). Setiap asas pirimidin dan purin mempunyai struktur dan sifat uniknya sendiri, set kumpulan berfungsinya sendiri yang dikaitkan dengan gelang benzena.
Dalam biologi molekul, singkatan satu huruf khas digunakan untuk menandakan bes nitrogen: A, T, G, C atau U.
Gula pentosa
Selain set bes nitrogen yang berbeza, monomer DNA dan RNA berbeza dalam gula pentosanya. Karbohidrat lima atom dalam DNA ialah deoksiribosa, manakala dalam RNA ia adalah ribosa. Mereka hampir sama dalam struktur, dengan hanya satu perbezaan: ribosa menambah kumpulan hidroksil, manakala dalam deoksiribosa ia digantikan oleh atom hidrogen.
Kesimpulan
Dalam evolusi spesies biologi dan kesinambungan hidup, peranan asid nukleik tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Sebagai sebahagian daripada semua nukleus sel hidup, mereka bertanggungjawab untuk pengaktifan semua proses penting yang berlaku dalam sel.
