Nukleïensure stoor en dra genetiese inligting oor wat ons van ons voorouers erf. As jy kinders het, sal jou genetiese inligting in hul genoom herkombineer en gekombineer word met jou maat se genetiese inligting. Jou eie genoom word gedupliseer elke keer as elke sel verdeel. Boonop bevat nukleïensure sekere segmente wat gene genoem word wat verantwoordelik is vir die sintese van alle proteïene in selle. Die eienskappe van gene beheer die biologiese eienskappe van jou liggaam.
Algemene inligting
Daar is twee klasse nukleïensure: deoksiribonukleïensuur (beter bekend as DNA) en ribonukleïensuur (beter bekend as RNA).
DNA is 'n draadagtige ketting van gene wat nodig is vir die groei, ontwikkeling, lewe en voortplanting van alle bekende lewende organismes en meeste virusse.
Veranderinge in die DNA van meersellige organismes sal lei tot veranderinge in daaropvolgende generasies.
DNA is 'n biogenetiese substraat,gevind in alle bestaande lewende dinge, van die eenvoudigste lewende organismes tot hoogs georganiseerde soogdiere.
Baie virale deeltjies (virions) bevat RNA in die kern as genetiese materiaal. Dit moet egter genoem word dat virusse op die grens van lewende en lewelose natuur lê, aangesien hulle sonder die sellulêre apparaat van die gasheer onaktief bly.
Historiese agtergrond
In 1869 het Friedrich Miescher kerne uit witbloedselle geïsoleer en gevind dat dit 'n fosforryke stof bevat wat hy nukleïen genoem het.
Hermann Fischer het purien- en pirimidienbasisse in nukleïensure in die 1880's ontdek.
In 1884 het R. Hertwig voorgestel dat nukleiene verantwoordelik is vir die oordrag van oorerflike eienskappe.
In 1899 het Richard Altmann die term "kernsuur" geskep.
En later, in die 40's van die 20ste eeu, het wetenskaplikes Kaspersson en Brachet 'n verband tussen nukleïensure met proteïensintese ontdek.
Nukleotiede
Polinukleotiede word uit baie nukleotiede gebou - monomere wat in kettings aan mekaar verbind is.
In die struktuur van nukleïensure word nukleotiede geïsoleer, wat elkeen bevat:
- Stikstofbasis.
- Pentosesuiker.
- Fosfaatgroep.
Elke nukleotied bevat 'n stikstofbevattende aromatiese basis wat aan 'n pentose (vyfkoolstof)-sakkaried geheg is, wat op sy beurt aan 'n fosforsuurresidu geheg is. Sulke monomere, wanneer dit met mekaar gekombineer word, vorm polimeerkettings. Hulle word verbind deur kovalente waterstofbindings wat tussen die fosforresidu van een ketting en die pentosesuiker van die ander ketting voorkom. Hierdie bindings word fosfodiesterbindings genoem. Fosfodiesterbindings vorm die fosfaat-koolhidraat-ruggraat (skelet) van beide DNA en RNA.
Deoksiribonukleotied
Kom ons kyk na die eienskappe van nukleïensure wat in die kern geleë is. DNA vorm die chromosoomapparaat van die kern van ons selle. DNA bevat die "sagteware-instruksies" vir die normale funksionering van die sel. Wanneer 'n sel sy eie soort reproduseer, word hierdie instruksies tydens mitose aan die nuwe sel oorgedra. DNS het die voorkoms van 'n dubbelstring makromolekule wat in 'n dubbelheliese draad gedraai is.
Die nukleïensuur bevat 'n fosfaat-deoksiribose-sakkariedskelet en vier stikstofbasisse: adenien (A), guanien (G), sitosien (C) en timien (T). In 'n dubbelstrengs heliks, adenien pare met timien (A-T), guanien pare met sitosien (G-C).
In 1953 het James D. Watson en Francis H. K. Crick het 'n driedimensionele struktuur van DNA voorgestel wat gebaseer is op lae-resolusie X-straal kristallografiese data. Hulle het ook verwys na die bioloog Erwin Chargaff se bevindinge dat in DNS die hoeveelheid timien gelykstaande is aan die hoeveelheid adenien, en die hoeveelheid guanien gelykstaande is aan die hoeveelheid sitosien. Watson en Crick, wat die Nobelprys in 1962 gewen het vir hul bydraes tot die wetenskap, het gepostuleer dat twee stringe polinukleotiede 'n dubbele heliks vorm. Die drade, hoewel hulle identies is, draai in teenoorgestelde rigtings.aanwysings. Die fosfaat-koolstofkettings is aan die buitekant van die heliks geleë, terwyl die basisse aan die binnekant lê, waar hulle via kovalente bindings aan basisse op die ander ketting bind.
Ribonukleotiede
Die RNA-molekule bestaan as 'n enkelstrengige spiraaldraad. Die struktuur van RNA bevat 'n fosfaat-ribose-koolhidraatskelet en nitraatbasisse: adenien, guanien, sitosien en urasiel (U). Wanneer RNA tydens transkripsie op die DNA-sjabloon geskep word, pare guanien met sitosien (G-C) en adenien met uracil (A-U).
RNA-fragmente word gebruik om proteïene binne alle lewende selle te reproduseer, wat hul voortdurende groei en verdeling verseker.
Daar is twee hooffunksies van nukleïensure. Eerstens help hulle DNA deur as tussengangers te dien wat die nodige oorerflike inligting na die tallose ribosome in ons liggaam oordra. Die ander hooffunksie van RNA is om die korrekte aminosuur te lewer wat elke ribosoom nodig het om 'n nuwe proteïen te maak. Daar is verskeie verskillende klasse RNA.
Boodskap-RNA (mRNA, of mRNA - sjabloon) is 'n kopie van die basiese volgorde van 'n DNA-segment wat verkry is as gevolg van transkripsie. Boodskapper-RNA dien as 'n tussenganger tussen DNA en ribosome - selorganelle wat aminosure van oordrag-RNA aanvaar en dit gebruik om 'n polipeptiedketting te bou.
Transfer RNA (tRNA) aktiveer die lees van oorerflike data vanaf boodskapper-RNA, wat lei tot die vertaalprosesribonukleïensuur - proteïensintese. Dit vervoer ook die regte aminosure na waar proteïen gesintetiseer word.
Ribosomale RNA (rRNA) is die hoofbousteen van ribosome. Dit bind die sjabloon-ribonukleotied op 'n sekere plek waar dit moontlik is om die inligting daarvan te lees, en daardeur begin die vertaalproses.
MiRNA's is klein RNA-molekules wat as reguleerders van baie gene optree.
Die funksies van nukleïensure is uiters belangrik vir lewe in die algemeen en vir elke sel in die besonder. Byna al die funksies wat 'n sel verrig, word gereguleer deur proteïene wat met RNA en DNA gesintetiseer word. Ensieme, proteïenprodukte, kataliseer alle lewensbelangrike prosesse: asemhaling, vertering, alle tipes metabolisme.
Verskille tussen die struktuur van nukleïensure
| Dezoskiribonukleotide | Ribonukleotied | |
| Funksie | Langtermynberging en oordrag van oorerflike data | Transformasie van inligting wat in DNA gestoor is in proteïene; vervoer van aminosure. Berging van oorerflike data van sommige virusse. |
| monosakkaried | Deoxyribose | Ribose |
| Struktuur | Dubbelstrengs spiraalvorm | Skroefvormige enkelstring-vorm |
| Nitraatbasisse | T, C, A, G | U, C, G, A |
Besonderse eienskappe van nukleïensuurbasisse
Adenine en guanien deurhulle eienskappe is puriene. Dit beteken dat hul molekulêre struktuur twee saamgesmelte benseenringe insluit. Sitosien en timien behoort op hul beurt aan pirimidiene en het een benseenring. RNA-monomere bou hul kettings deur adenien-, guanien- en sitosienbasisse te gebruik, en in plaas van timien voeg hulle uracil (U) by. Elkeen van die pirimidien- en purienbasisse het sy eie unieke struktuur en eienskappe, sy eie stel funksionele groepe wat aan die benseenring gekoppel is.
In molekulêre biologie word spesiale eenletter-afkortings gebruik om stikstofbasisse aan te dui: A, T, G, C of U.
Pentosesuiker
Benewens 'n ander stel stikstofbasisse, verskil DNA- en RNA-monomere in hul pentosesuiker. Die vyf-atoom koolhidraat in DNA is deoksiribose, terwyl dit in RNA ribose is. Hulle is amper identies in struktuur, met net een verskil: ribose voeg 'n hidroksielgroep by, terwyl dit in deoksiribose deur 'n waterstofatoom vervang word.
Gevolgtrekkings
In die evolusie van biologiese spesies en die kontinuïteit van lewe, kan die rol van nukleïensure nie oorskat word nie. As 'n integrale deel van al die kerne van lewende selle, is hulle verantwoordelik vir die aktivering van alle lewensbelangrike prosesse wat in selle plaasvind.
