Нуклеїнові кислоти - функції та хвороби

Нуклеїнові кислоти складаються з ряду окремих нуклеотидів з утворенням макромолекул і, будучи основним компонентом генів у ядрах клітин, є носіями генетичної інформації, і вони каталізують багато біохімічних реакцій.

нуклеїнові

Кожен окремий нуклеотид складається з фосфату та компонента нуклеооснови, а також молекули пентозного кільця рибози або дезоксирибози. Біохімічна ефективність нуклеїнових кислот заснована не тільки на їх хімічному складі, але і на їх вторинній структурі, на їх тривимірному розташуванні.

Зміст

Що таке нуклеїнові кислоти?

Будівельними блоками нуклеїнових кислот є окремі нуклеотиди, кожен з яких складається з залишку фосфату, моносахариду рибози або дезоксирибози, кожен з 5 атомами С, розташованих у кільці, і однією з п’яти можливих нуклеобаз. П’ятьма можливими нуклеобазами є аденін (A), гуанін (G), цитозин (C), тимін (T) та урацил (U).

Нуклеотиди, що містять дезоксирибозу як цукровий компонент, натягуються між собою, утворюючи дезоксирибонуклеїнові кислоти (ДНК), а нуклеотиди з рибозою як цукровим компонентом вбудовуються в рибонуклеїнові кислоти (РНК). Урацил як нуклеїнова основа зустрічається виключно в РНК. Урацил замінює там тимін, який можна знайти лише в ДНК. Це означає, що для структури ДНК та РНК доступні лише 4 різні нуклеотиди.

В англійському та міжнародному вживанні, а також у німецьких технічних статтях скорочення ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) зазвичай використовують замість ДНС, а РНК (рибонуклеїнова кислота) замість РНК. На додаток до природних нуклеїнових кислот у формі ДНК або РНК, в хімії розробляються синтетичні нуклеїнові кислоти, які як каталізатори забезпечують певні хімічні процеси.

Анатомія та структура

Починаючи з рибози або дезоксирибози, присутніх у формі кільця, кожне з 5 атомами вуглецю, група нуклеобаз з'єднана з однаковим атомом вуглецю для кожного нуклеотиду за допомогою N-глікозидного зв'язку. N-глікозидний означає, що відповідний атом вуглецю цукру пов'язаний з групою NH2 нуклеооснови. Якщо атом С з глікозидним зв’язком позначено No 1, то, дивлячись за годинниковою стрілкою, атом С з номером 3 пов’язаний з фосфатною групою наступного нуклеотиду за допомогою фосфодіефірного зв’язку, а атом С - з №. 5 Естерифіковано своєю “власною” фосфатною групою. Обидві нуклеїнові кислоти, ДНК і РНК, складаються з чистопородних нуклеотидів.

Це означає, що центральні молекули цукру в нуклеотидах ДНК завжди складаються з дезоксирибози, а молекули РНК - з рибози. Нуклеотиди певної нуклеїнової кислоти відрізняються лише порядком 4 можливих нуклеїнових основ. ДНК можна розглядати як тонкі смуги, які скручуються і доповнюються додатковим колегою, так що ДНК зазвичай присутня у вигляді подвійної спіралі. Пари основ аденин і тимін, а також гуанін і цитозин завжди знаходяться навпроти один одного.

Функції та завдання

DNS і RNS мають різні завдання та функції. Хоча ДНК не бере на себе жодних функціональних завдань, РНК втручається в різні обмінні процеси. ДНК служить центральним місцем зберігання генетичної інформації в кожній клітині. Він містить будівельні інструкції для всього організму і надає їх доступності, коли це потрібно.

Структура всіх білків зберігається в ДНК у вигляді амінокислотних послідовностей. У практичній реалізації закодована інформація ДНК спочатку «копіюється» в процесі транскрипції та переводиться у відповідну амінокислотну послідовність (транскрибується). Всі ці необхідні складні робочі функції виконують спеціальні рибонуклеїнові кислоти. Таким чином, РНК бере на себе завдання утворення комплементарної єдиної ланцюга до ДНК всередині ядра клітини та транспортування її у вигляді рибосомальної РНК через ядерні пори з ядра клітини в цитоплазму до рибосом, щоб зібрати та синтезувати певні амінокислоти в призначені білки.

ТРНК (переносна РНК), яка складається з відносно коротких ланцюгів, що складає приблизно від 70 до 95 нуклеотидів, бере на себе важливе завдання. ТРНК має конюшиноподібну структуру. Їх завдання полягає у використанні амінокислот, що надаються відповідно до кодування ДНК, і у забезпеченні їх доступності рибосомам для синтезу білка. Деякі тРНК спеціалізуються на певних амінокислотах, але інші тРНК відповідають за кілька амінокислот одночасно.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби

У рідкісних виняткових випадках випадкові несправності можуть також призвести до поліпшеної адаптації людини до умов навколишнього середовища і відповідно призвести до позитивних наслідків. Реплікація ДНК може призвести до спонтанних змін (мутацій) в окремих генах (мутація генів) або може виникнути помилка в розподілі хромосом у клітинах (мутація геному). Відомим прикладом мутації геному є трисомія 21 - також відома як синдром Дауна.

Несприятливі умови навколишнього середовища у вигляді дієти з низьким вмістом ферментів, стійких стресових ситуацій, надмірного впливу УФ-випромінювання сприяють пошкодженню ДНК, що може послабити імунну систему та сприяти утворенню ракових клітин. Отруйні речовини також можуть погіршити різноманітні функції РНК і призвести до значних порушень.

набрякати

  • Baenkler, H.-W., et al.: Короткий підручник з внутрішньої медицини. Тієма Верлаг, Штутгарт 2010
  • Лодіш та ін.: Молекулярно-клітинна біологія. 4-е видання, Spektrum Akademischer Verlag, Гейдельберг, 2001
  • Neumeister, B. et al.: Клінічні вказівки для лабораторної діагностики. Elsevier/Urban & Fischer, Мюнхен 2009

Вас також може зацікавити

На MedLexi.de ми не лише публікуємо інформацію про здоров’я, медицину та оздоровлення, ми також в захваті від сучасних медичних досліджень та медичних технологій. Ми із задоволенням досліджуємо всі теми, пов’язані з добробутом та здоров’ям людини, і пояснюємо складні медичні проблеми з високими журналістськими стандартами для широкої громадськості.

Знання медичних експертів з наших предметних областей допомагають нам підготувати зрозумілі знання для вашого здоров’я. Ми з цікавістю досліджуємо факти, перевіряємо їх на основі поточної дослідницької ситуації, а також вивчаємо щоденну медичну практику. Ми бачимо себе посередниками знань між лікарем та пацієнтом.