Попередження: Ця сторінка є перекладом цієї сторінки оригінально англійською мовою. Зверніть увагу, оскільки переклади генеруються машинами, не те, що всі переклади будуть ідеальними. Цей веб-сайт та його сторінки призначені для читання англійською мовою. Будь-які переклади цього веб-сайту та його веб-сторінок можуть бути неточними та неточними повністю або частково. Цей переклад надається для зручності.
Нуклеїнова кислота необхідна для всіх форм життя, і вона міститься у всіх клітинах. Нуклеїнова кислота поставляється у двох природних формах - дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) та рибонуклеїнова кислота (РНК).
Кредит зображення: Крістофер Бургштедт/Shutterstock.com
Нуклеїнові кислоти виготовляються з біополімерів, які є природними, повторюваними наборами мономерів (які утворюють полімери), які потім створюють нуклеотиди, які утворюють нуклеїнові кислоти.
Щоб зрозуміти структуру нуклеїнової кислоти, важливо зрозуміти структуру нуклеотидів, з яких складається нуклеїнова кислота.
Будова нуклеїнової кислоти
Нуклеотид складається з трьох частин, які утримуються разом лігандами. Ці три частини - це фосфатна група, 5-вуглецевий цукор та азотна основа.
Фосфатна група
Фосфатна група складається з одного атома фосфору з приєднаними до нього чотирма негативно зарядженими атомами кисню.
5-вуглецевий цукор
До складу 5-вуглецевого цукру (відомого як пентоза) входять рибоза та дезоксирибоза, які присутні в нуклеїновій кислоті. Рибоза та дезоксирибоза мають п’ять атомів вуглецю та один атом кисню. Атоми водню та гідроксильні групи приєднані до атомів вуглецю.
У рибозному цукрі є гідроксильні групи, приєднані до другого і третього атомів вуглецю. У дезоксирибозному цукрі є гідроксильна група, приєднана до третього атома вуглецю, але до другого атома вуглецю приєднаний лише один атом водню.
Азотна основа
Молекула азоту діє як основа в нуклеїновій кислоті, оскільки вона може віддавати електрони іншим молекулам і створювати нові молекули завдяки цьому процесу. Він може зв’язуватися з молекулами вуглецю, водню та кисню, створюючи кільцеві структури.
Кільцеві структури бувають поодинокі (піримідини) та подвійні (пурини). До піримідинів належать тимін, цитозин та урацил. Пурини включають аденін і гуанін. Пурини більші за піримідини, і їх різниця у розмірах допомагає визначити їх спарювання в ланцюгах ДНК.
Зв’язки нуклеїнової кислоти
Зв'язки, що зв'язують молекули фосфору, цукру та азоту, називаються глікозидними та складними ефірними зв'язками.
Глікозидні зв’язки утворюються між першим атомом вуглецю в 5-вуглецевому цукрі та дев’ятим атомом азоту в основі азоту.
Складні ефірні зв'язки утворюються між п'ятим атомом вуглецю в 5-вуглецевому цукрі та фосфатною групою.
Ці зв'язки не тільки пов'язують один нуклеотид, але також пов'язують ланцюги нуклеотидів, які створюють полінуклеотиди, що утворюють дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК) і рибонуклеїнову кислоту (РНК).
Для створення цих ланцюгів фосфатна група, яка пов'язана з п'ятим атомом вуглецю в 5-вуглецевому цукрі, буде зв'язуватися з третім атомом вуглецю в наступному 5-вуглецевому цукрі. Це повториться, щоб створити ланцюг, пов’язаний цукрово-фосфатним кістяком.
Якщо цукор у цьому ланцюгу є рибозним цукром, буде створена нитка РНК.
Для створення ДНК ланцюг РНК приєднується до полінуклеотиду, який має подібну, але антипаралельну структуру із зв’язками, званими водневими зв’язками. Ці водневі зв’язки з’єднують піримідини та пурини в азотних підставах. У процесі, який називається комплементарним збігом основ, гуанін прилипає до цитозину, а аденін - до тиміну. Це підвищує енергетичну ефективність низьких пар, і вони завжди знайдуться в цій конфігурації.
Кредит зображення: Billion Photos/Shutterstock.com
Роль нуклеїнової кислоти
Кожен тип нуклеїнової кислоти виконує різну функцію в клітинах всього живого.
ДНК відповідає за зберігання та шифрування генетичної інформації в організмі. Структура ДНК дозволяє дітям успадковувати генетичну інформацію від батьків.
Оскільки нуклеотиди аденін, тимін, гуанін і цитозин в ДНК будуть спаровуватися лише в певній серії (аденин з тиміном, а гуанін - з цитозином), кожен раз, коли клітина дублює ланцюг ДНК, вона може вказати серію, в якій нуклеотиди повинні скопіювати. Таким чином, можна робити точні копії ДНК і передавати їх з покоління в покоління.
Усередині ДНК зберігаються інструкції щодо всіх білків, які буде виробляти організм.
РНК відіграє важливу роль у синтезі білка і регулює експресію інформації, що зберігається в ДНК, для утворення цих білків. Це також спосіб передачі генетичної інформації в деяких вірусах.
- Різні функції РНК включають:
- Створюйте в організмі нові клітини
- Перетворіть ДНК на білки
- Виконуючи діючі функції між ДНК та рибосомами
- Допомагає рибосомам вибрати правильні амінокислоти для створення нових білків в організмі.
Ці функції виконують РНК під різними назвами. Ці назви включають:
- Передача РНК (тРНК)
- Рибосомна РНК (рРНК)
- РНК месенджера (мРНК).
Однак не всі нуклеїнові кислоти беруть участь у обробці інформації, що зберігається в клітинах. Аденозинтрифосфат нуклеїнової кислоти (АТФ), що складається з азотистої аденинової основи, 5-вуглецевого рибозного цукру та трьох фосфатних груп, бере участь у виробництві енергії для клітинних процесів.
Зв'язки між трьома фосфатними групами є високоенергетичними, і вони забезпечують клітину енергією. Усі живі клітини використовують АТФ для отримання енергії, щоб дозволити їм виконувати свої функції.
Для постачання енергії видаляється остання фосфатна група в ланцюзі, яка виділяє енергію. Цей процес змінює АТФ на аденозиндифосфат (АДФ). Видалення двох фосфатних груп з АТФ генерує енергію, необхідну для створення аденозинмонофосфату (АМФ).
АТФ може бути створений знову за допомогою процесу переробки в мітохондріях, який заряджає фосфатні групи і додає їх назад в ланцюг.
АТФ бере участь у транспорті білків та ліпідів у клітини та з них, відомих як ендоцитоз та екзоцитоз відповідно. АТФ також важливий для підтримання загальної структури клітини, оскільки допомагає побудувати цитоскелетні властивості клітини.
Що стосується конкретних функцій організму, АТФ важливий для скорочення м’язів. Сюди входять скорочення серця, які б’ються, а також рухи більших груп м’язів.
Резюме
Нуклеїнова кислота є важливою частиною всього живого і є будівельним матеріалом для ДНК і РНК. Він міститься у всіх клітинах, а також у деяких вірусах. Нуклеїнові кислоти мають дуже різноманітний набір функцій, таких як створення клітин, зберігання та обробка генетичної інформації, побудова білка та генерація енергетичних клітин.
Хоча їх функції можуть відрізнятися, структури ДНК та РНК дуже схожі, лише кілька основних відмінностей у їх молекулярному складі відрізняють їх.
Джерела
- Alberts, B. Cell Molecular Biology et al. (2002). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26821/
- Бергман, J ATP.: Ідеальна енергетична валюта для клітини. (2002). https://www.trueorigin.org/atp.php
- BYJU (n.d.). https://byjus.com/biology/structure-of-rna/
- MEDS спрощений. (2017). https://www.youtube.com/watch?v=0lZRAShqft0
Лоїс Зоппі
Лоїс - копірайтер-фрілансер, що базується у Великобританії. Закінчила Університет Сассекса, отримавши ступінь бакалавра з медіа-практики, яка спеціалізувалась на сценарії. Вона зосереджує увагу на тривожних розладах та депресії і прагне дослідити інші сфери психічного здоров'я, включаючи дисоціативні розлади, такі як неадаптивне мріяння.
Цитати
Будь ласка, використовуйте один із наступних форматів, щоб цитувати цю статтю у своєму есе, роботі чи доповіді:
Зоппі, Лоїс. (2020, 17 липня). Що таке нуклеїнова кислота? Новини-Медичні. Отримано 11 січня 2021 року з https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Nucleic-Acid.aspx.
Зоппі, Лоїс. "Що таке нуклеїнова кислота?". Новини-Медичні. 11 січня 2021 року. .
Зоппі, Лоїс. "Що таке нуклеїнова кислота?". Новини-Медичні. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Nucleic-Acid.aspx. (доступ 11 січня 2021).
Зоппі, Лоїс. 2020. Що таке нуклеїнова кислота?. News-Medical, переглянуто 07 січня 2021 р., Https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Nucleic-Acid.aspx.
News-Medical.Net надає цю медичну інформаційну послугу відповідно до цих умов. Зверніть увагу, що медична інформація, розміщена на цьому веб-сайті, призначена для підтримки, а не для заміщення стосунків між пацієнтом та лікарем/лікарем та медичної консультації, яку вони можуть надати.
News-Medical.net - Сайт AZoNetwork