Asid nukleik terdiri dari rentetan nukleotida individu untuk membentuk makromolekul dan, sebagai komponen utama gen dalam nukleus sel, adalah pembawa maklumat keturunan, dan mereka memangkinkan banyak reaksi biokimia. Nukleotida individu masing-masing terdiri daripada a fosfat dan bahagian asas nukleik serta molekul cincin pentosa ribose atau deoxyribose. Keberkesanan biokimia asid nukleik tidak hanya berdasarkan komposisi kimia mereka tetapi juga pada struktur sekundernya, susunan tiga dimensi mereka.
Apakah asid nukleik?
Blok bangunan dari asid nukleik adalah nukleotida individu, masing-masing terdiri daripada a fosfat residu, monosakarida ribose atau deoxyribose, masing-masing dengan atom 5 C disusun dalam cincin, dan satu daripada lima kemungkinan nukleik asas. Lima kemungkinan nukleik asas adalah adenin (A), guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan urasil (U). Nukleotida yang mengandungi deoxyribose sebagai gula komponen dijalin bersama untuk membentuk deoksiribonukleik asid (DNA), dan nukleotida yang mengandungi ribose sebagai gula komponen dipasang untuk membentuk ribonukleik asid (RNA). Uracil sebagai asas nukleik berlaku secara eksklusif dalam RNA. Di sana, uracil menggantikan timin, yang terdapat secara eksklusif dalam DNA. Ini bermaksud bahawa hanya 4 nukleotida berbeza yang tersedia untuk pembinaan DNA dan RNA. Dalam penggunaan bahasa Inggeris dan antarabangsa, serta dalam makalah teknikal Jerman, singkatan DNA (asid deoksiribonukleik) bukannya DNA dan RNA (asid ribonukleik) bukannya RNA biasanya digunakan. Selain nukleik yang berlaku secara semula jadi asid dalam bentuk DNA atau RNA, asid nukleik sintetik dikembangkan dalam kimia untuk bertindak sebagai pemangkin untuk proses kimia tertentu.
Anatomi dan struktur
Asid nukleik terdiri daripada gabungan sejumlah besar nukleotida. Nukleotida selalu terdiri daripada deoksiribosa monosugar berbentuk cincin dalam kes DNA atau ribosa dalam kes RNA, ditambah fosfat residu dan bahagian asas nukleik. Ribose dan deoxyribose hanya berbeza dalam hal deoxyribose suatu kumpulan OH diubah menjadi ion H dengan pengurangan, iaitu dengan penambahan elektron, dan dengan demikian menjadi lebih stabil secara kimia. Bermula dari ribosa berbentuk cincin atau deoxyribose, masing-masing dengan atom 5 C, kumpulan asas nukleik di setiap nukleotida disambungkan ke atom C yang sama melalui ikatan N-glikosidik. N-glikosidik bermaksud bahawa atom C yang sesuai bagi gula dihubungkan dengan kumpulan NH2 dari asas nukleik. Sekiranya atom C dengan ikatan glikosidik disebut No. 1, maka - melihat searah jarum jam - atom C dengan No. 3 disambungkan ke kumpulan fosfat nukleotida seterusnya melalui ikatan fosfodiester, dan atom C dengan No. 5 adalah dikategorikan kepada kumpulan fosfatnya sendiri. Kedua-dua asid nukleik, DNA dan RNA masing-masing terdiri daripada nukleotida tulen. Ini bermaksud gula pusat molekul nukleotida DNA selalu dibuat daripada deoxyribose dan RNA selalu dibuat dari ribosa. Nukleotida asid nukleik yang diberikan hanya berbeza mengikut urutan 4 kemungkinan nukleik asas dalam setiap kes. DNA boleh dianggap sebagai pita nipis yang digulung dalam diri mereka dan dilengkapkan oleh rakan sejawat, sehingga DNA biasanya wujud sebagai heliks berganda. Dalam kes ini, pasangan asas adenin dan timin dan guanin dan sitosin selalu bertentangan antara satu sama lain.
Fungsi dan tugas
DNA dan RNA melakukan tugas dan fungsi yang berbeza. Walaupun DNA tidak melakukan tugas fungsional, RNA campur tangan dalam pelbagai proses metabolik. DNA berfungsi sebagai lokasi penyimpanan maklumat genetik untuk setiap sel. Ini mengandungi petunjuk pembinaan seluruh organisma dan menjadikannya tersedia apabila diperlukan. Struktur semua protein disimpan dalam DNA dalam bentuk urutan asid amino. Secara praktikal, maklumat yang dikodkan DNA pertama kali "ditranskrip" melalui proses transkripsi dan diterjemahkan (ditranskrip) ke dalam urutan asid amino yang sesuai. Semua fungsi kerja kompleks yang diperlukan ini dilakukan oleh asid ribonukleik khas. Oleh itu, RNA memikul tugas-tugas untuk membentuk satu helai pelengkap kepada DNA di dalam nukleus sel dan mengangkutnya sebagai RNA ribosom melalui pori-pori nuklear dari nukleus sel ke dalam sitoplasma ke ribosom untuk memasang dan mensintesis spesifik asid amino ke dalam yang dimaksudkan proteinTugas penting dilakukan oleh tRNA (transfer RNA), yang terdiri daripada rantai pendek sekitar 70 hingga 95 nukleotida. TRNA mempunyai struktur seperti daun semanggi. Tugasnya adalah untuk mengambil asid amino disediakan mengikut pengekodan oleh DNA dan menjadikannya tersedia untuk ribosom untuk sintesis protein. Beberapa tRNA dikhaskan untuk khusus asid amino; bagaimanapun, tRNA lain bertanggungjawab untuk banyak asid amino secara serentak.
Penyakit
Proses kompleks yang berkaitan dengan pembelahan sel, iaitu replikasi kromosom dan terjemahan kod genetik ke dalam urutan asid amino, boleh mengakibatkan pelbagai disfungsi, dengan pelbagai kemungkinan kesan dari mematikan (tidak dapat dilaksanakan) hingga hampir tidak dapat dilihat. Dalam kes luar biasa yang jarang berlaku, kerosakan fungsi secara rawak juga boleh berlaku membawa kepada penyesuaian individu yang lebih baik terhadap keadaan persekitaran dan, dengan itu, kepada kesan yang bermanfaat. Semasa replikasi DNA, perubahan spontan (mutasi) mungkin berlaku pada gen individu (gen mutasi) atau kesalahan mungkin berlaku di pengedaran of kromosom antara sel (mutasi genom). Contoh mutasi genomik yang terkenal adalah trisomi 21 - juga dikenali sebagai Sindrom Down. Keadaan persekitaran yang tidak baik dalam bentuk a diet rendah di enzim, situasi tekanan yang berpanjangan, pendedahan yang berlebihan terhadap Radiasi UV memudahkan kerosakan DNA, yang boleh membawa untuk melemahkan sistem imun dan mempromosikan pembentukan kanser sel. Bahan beracun juga boleh mempengaruhi pelbagai fungsi RNA dan membawa kepada kemerosotan ketara.
