Nukleinsäuren und DNA

Nukleinsäuren sind chemische Verbindungen von großer biologischer Bedeutung. Alle lebenden Organismen enthalten Nukleinsäuren in Form von DNA und RNA (Desoxyribonukleinsäure bzw. Ribonukleinsäure). Nukleinsäuren sind sehr wichtige Moleküle, da sie in allen Organismen die primäre Kontrolle über lebenswichtige Prozesse ausüben.

Alles deutet darauf hin, dass Nukleinsäuren seit den ersten Formen des primitiven Lebens, die überleben konnten (wie Bakterien), eine identische Rolle gespielt haben.

In den Zellen lebender Organismen ist DNA vor allem in Chromosomen (in sich teilenden Zellen) und in Chromatin (in intercinetischen Zellen) vorhanden.

Es ist auch außerhalb des Kerns vorhanden (insbesondere in den Mitochondrien und in den Plastiden, wo es seine Funktion als Informationszentrum für die Synthese eines Teils oder der gesamten Organelle erfüllt).

RNA ist stattdessen sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma vorhanden: im Zellkern ist sie stärker im Zellkern konzentriert; im Zytoplasma ist es stärker auf Polysomen konzentriert.

Die chemische Struktur von Nukleinsäuren ist ziemlich komplex; Sie werden von Nukleotiden gebildet, von denen jedes (wie wir gesehen haben) aus drei Komponenten besteht: Kohlenhydrat (Pentose), Stickstoffbase (Purin oder Pyrimidin) und Phosphorsäure.

Nukleinsäuren sind daher lange Polynukleotide, die aus der Verkettung von Einheiten resultieren, die als Nukleotide bezeichnet werden. Der Unterschied zwischen DNA und RNA liegt in der Pentose und der Base. Es gibt zwei Arten von Pentose, eine für jede Art von Nukleinsäure:

1) Ribose in RNA;

2) Dessosiribosio in DNA.

Auch in Bezug auf die Grundlagen müssen wir die Unterscheidung wiederholen; Pyrimidinbasen umfassen:

1) Cytosin;

2) Thymin, nur in DNA vorhanden;

3) Uracil, nur in RNA vorhanden.

Die Purinbasen bestehen stattdessen aus:

1) Adenin

2) Guanina.

Zusammenfassend finden wir in der DNA: Cytosin - Adenin - Guanina - Timina (CAGT); während in der RNA haben wir: Cytosin - Adenin - Guanin - Uracil (CAGU).

Alle Nukleinsäuren haben die lineare Polynukleotidkettenstruktur; Die Spezifität der Information ergibt sich aus der unterschiedlichen Reihenfolge der Basen.

DNA-Struktur

Die Nukleotide der DNA-Kette sind mit Ester zwischen Phosphorsäure und Pentose zusammengebunden; die Säure ist an den Kohlenstoff 3 der Nucleotidpentose und an den Kohlenstoff 5 der nächsten gebunden; in diesen Bindungen verwendet es zwei seiner drei Säuregruppen; Die verbleibende Säuregruppe gibt dem Molekül den Säurecharakter und ermöglicht die Bildung von Bindungen mit basischen Proteinen.

DNA hat eine Doppelhelix-Struktur: zwei komplementäre Ketten, von denen eine "runter" und die andere "rauf" geht. Dieses Konzept entspricht dem Konzept der "antiparallelen" Ketten, dh parallel, aber in entgegengesetzten Richtungen. Von einer Seite ausgehend beginnt eine der Ketten mit einer Bindung zwischen Phosphorsäure und Kohlenstoff 5 der Pentose und endet mit einem freien Kohlenstoff 3; während die Richtung der komplementären Kette entgegengesetzt ist. Wir sehen auch, dass die Wasserstoffbrücken zwischen diesen beiden Ketten nur zwischen einer Purinbase und einer Pyrimidinbase und umgekehrt auftreten, dh zwischen Adenina und Timina und zwischen Cytosin und Guanin und umgekehrt; Es gibt zwei Wasserstoffbrücken im AT-Paar, während es im GC-Paar drei Brücken gibt. Dies bedeutet, dass das zweite Paar eine größere Stabilität aufweist.

DNA-Reduktion

Wie bereits im Zusammenhang mit dem intercinetischen Kern erwähnt, befindet sich DNA in der "autosynthetischen" und "allosynthetischen" Phase, dh sie ist verpflichtet, Paare von sich selbst (Autosynthese) oder einer anderen Substanz (RNA: Allosynthese) zu synthetisieren diesbezüglich ist es in drei Phasen unterteilt, die als G1, S, G2 bezeichnet werden . In der G1-Phase (wobei G als Anfangswachstum, Wachstum genommen werden kann) synthetisiert die Zelle unter der Kontrolle der Kern-DNA alles, was für den Stoffwechsel notwendig ist. In der S-Phase (wobei S für Synthese steht, dh Synthese neuer Kern-DNA) findet eine DNA-Reduktion statt. In Phase G2 nimmt die Zelle das Wachstum wieder auf und bereitet sich auf die nächste Teilung vor.

WIR SOLLTEN DIE PHÄNOMENE IN DER BÜHNE SICHTEN

Zunächst können wir die beiden antiparallelen Ketten so darstellen, als wären sie bereits "despiralisiert". Ausgehend von einem Ende werden die Bindungen zwischen den Basenpaaren (A - T und G - C) aufgebrochen und die beiden komplementären Ketten entfernen sich (der Vergleich der Öffnung eines "Blitzes" ist geeignet). Zu diesem Zeitpunkt "fließt" ein Enzym ( DNA-Polymerase ) entlang jeder einzelnen Kette und begünstigt die Bildung von Bindungen zwischen den Nukleotiden, aus denen es besteht, und neuen Nukleotiden (die zuvor mit ATP-Energie "aktiviert" wurden), die im Karyoplasma vorherrschen. Eine neue Timina ist notwendigerweise an jedes Adenin gebunden und bildet jedes Mal eine neue Doppelkette.

Die Polymer-DNA scheint unabhängig von der "Richtung" (von 3 bis 5 oder umgekehrt) in vivo gleichgültig auf die beiden Ketten zu wirken. Auf diese Weise sind, wenn die gesamte ursprüngliche Doppel-DNA-Kette zurückgelegt wurde, zwei vorhanden Doppelketten, genau gleich dem Original. Der Begriff, der dieses Phänomen definiert, ist "semikonservative Reduplikation", wobei "Reduplikation" die Bedeutung der quantitativen und exakten Kopienverdopplung konzentriert, während "semi-konservative" daran erinnert, dass für jede neue Doppelkette von DNA, eine einzelne Kette ist neosítetico.

Die DNA enthält genetische Informationen, die sie an die RNA weitergibt. Dieser wiederum überträgt es an Proteine und reguliert so die Stoffwechselfunktionen der Zelle. Folglich steht der gesamte Stoffwechsel direkt oder indirekt unter der Kontrolle des Zellkerns.

Das genetische Erbe, das wir in der DNA finden, soll der Zelle spezifische Proteine geben.

Wenn wir sie paarweise nehmen, ergeben die vier Basen 16 mögliche Kombinationen, dh 16 Buchstaben, die nicht für alle Aminosäuren ausreichen. Wenn wir sie stattdessen in Tripletts aufnehmen, gibt es 64 Kombinationen, die möglicherweise zu zahlreich erscheinen, in Wirklichkeit aber alle verwendet werden, da die Wissenschaft festgestellt hat, dass verschiedene Aminosäuren von mehr als einem Triplett codiert werden. Somit gibt es die Übersetzung von den 4 Buchstaben der stickstoffhaltigen Nukleotidbasen zu den 21 der Aminosäuren; Vor der «Übersetzung» gibt es jedoch die «Transkription», die immer noch im Zusammenhang mit den vier Buchstaben steht, dh die Weitergabe der genetischen Information von den vier Buchstaben der DNA an die vier Buchstaben der RNA, wobei berücksichtigt wird, dass anstelle von schüchtern (DNA) gibt es Uracil (RNA).

Der Transkriptionsprozess findet statt, wenn in Gegenwart von Ribonukleotiden, Enzymen (RNA-Polymerase) und Energie, die in den ATP-Molekülen enthalten sind, die DNA-Kette geöffnet und RNA synthetisiert wird, was eine getreue Reproduktion genetischer Informationen darstellt in diesem Abschnitt der offenen Kette enthalten.

Es gibt drei Haupttypen von RNA, die alle aus der Kern-DNA stammen: